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第31 讲 机械波
目录
01 模拟基础练
【题型一】机械波的描述与图像
【题型二】波的多解
【题型三】波的干涉、衍射
02 重难创新练
【题型一】机械波的描述与图像
1.在一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9 个质点,相邻两质点间的距离均为
,如图(a)所
示,一列横波沿该直线向右传播,
时到达质点1,质点1 开始向下运动,振幅为0.05 m,经过时间
第一次出现如图(b)所示的波形。则( )
A.该波的周期为
B.该波的波速为
C.第9 个质点开始振动的方向向上
D.质点1 在
内运动的路程为
【答案】D
【详解】A.因为一列横波沿该直线向右传播,
时到达质点1,质点1 开始向下运动,则该时刻的波前
在第13 个质点处,向右传播了
个波长,质点1 振动了
个周期,所以
1
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解得
该波的周期为
,故A 错误;
B.该波的波速为
故B 错误;
C.因为
时到达质点1,质点1 开始向下运动,所以第9 个质点开始振动的方向向下,故C 错误;
D.质点1 在
内运动的路程为
故D 正确。
故选D。
2.海啸常由海底地震引起,是一种破坏性海浪,能传播很远距离,而能量损失很少。某次海啸的传播波
速、波长随海水深度的变化如图所示。以下说法正确的是( )
A.随着海水深度减小,频率增大
B.随着海水深度减小,波速增大
C.随着海水深度减小,海啸的波浪高度也会减小
D.海啸传播的周期约为0.3h
【答案】D
【详解】AB.由图数据可知,随着海水深度减小,波长减小,波速减小,频率决定于波源本身,故AB 错
误;
C.由图可知,随着海水深度减小,海啸的波浪高度会增大,故C 错误;
D.由图数据可知,海啸传播的周期约为
故D 正确。
故选D。
3.湖面上停着A、B 两条小船,它们相距30m。一列水波正在湖面上沿AB 连线的方向传播,每条小船每
分钟上下浮动20 次。某时刻A 船和B 船均在平衡位置,两船之间有且仅有一个波谷。下列说法正确的是
( )
2
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A.水波的波长可能是10m
B.水波的频率一定是
C.水波的波速可能是
D.若引起水波的波源振动加快,波的传播速度将变快
【答案】BC
【详解】ABC.两船位于平衡位置且之间有且仅有一个波谷,则两船的距离可能为
、
、
,相应波
长分别为60m、30m、20m,周期为3s,频率为
,由
所以有波速分别
、
、
,故BC 正确,A 错误;
D.波的传播速度由介质的性质决定,与波源的振动速度无关,故D 项错误。
故选BC。
4.一列简谐波沿x 轴负方向传播,图甲是t=0.5s 时的波形图。图乙是x=3m 处P 质点的振动图像(图中
未画出)。下列说法正确的是( )
A.t=0.5s 时,质点P 的位移为
B.t=0.5s 到t=0.9s 时间内,P 质点的路程为0.6m
C.该简谐横波的波长为8m
D.该简谐横波的传播速度可能为10m/s
【答案】AB
【详解】A.由图甲和图乙可知,P 质点的振幅为A=0.3m,周期T=0.8s,角速度
P 质点的振动方程为
所以t=0.5s 时,质点P 的位移为
故A 正确;
3
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B.做简谐振动的物体在任意
内,质点的路程都是2A,故B 正确;
CD.由于波沿x 轴负方向传播,由图乙可知,t=0.5s 时P 质点位移为负值并且向下振动,所以
与原点的
距离满足
该简谐波的波长为
(
、1、2、4……)
则波长不可能是8m;由
可知,该简谐波的波速
(
、1、2、3……)
波速不可能是10m/s,故CD 错误。
故选AB。
【题型二】波的多解
5.如图所示,一列简谐波沿x 轴方向传播,t=0 时刻与t=0.2s 时刻的波形图分别如图中实线和虚线所示,
波速满足500m/s≤v≤1000m/s。由图判断该简谐波的频率可能是( )
A.13.25Hz
B.16.25Hz
C.21.75Hz
D.23.75Hz
【答案】BD
【详解】若波沿x 轴正方向传播,在0.2s 时间内,波传播的距离为
(n=0,1,2……)
联立解得
或
若波沿x 轴负方向传播,在0.2s 时间内,波传播的距离为
(n=0,1,2……)
联立解得
或
或
故选BD。
4
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6.如图甲所示,一列简谐横波沿直线传播,P、Q 为波传播路径上相距12m 的两个质点,P、Q 两个质点
的振动规律分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A.该波一定从Q 点向P 点传播
B.
时,P、Q 两质点的位移不相同
C.
时刻,P、Q 连线中点处的质点有可能处于平衡位置
D.该波的传播速率可能为
E.该波的传播速率可能为
【答案】BDE
【详解】A.由题意无法确定波的传播方向,故A 错误;
B.由振动图像可知
时,P、Q 两质点的位移大小相等,但方向不同,故B 正确;
C.
时刻,P 质点位于平衡位置,Q 质点位于波峰位置,显然P、Q 连线中点处的质点不可能处于平衡
位置,故C 错误;
DE.由振动图像可得该波的传播周期
当该列波从P 点向Q 点传播时,有
则波速
可得当
时,波速为2.4m/s;当波从Q 点向P 点传播时,有
则波速
当
时,可得波速为4m/s,故DE 正确。
故选 BDE。
【题型三】波的干涉、衍射
5
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7.如图所示,一列简谐横波沿
轴正向传播,
时刻的波形如图中实线所示,
时刻的波形如
图中虚线所示,则下列说法正确的是( )
A.该波的速度的最小值为5m/s
B.
时刻质点P 向下运动
C.
时刻质点Q 速度为零
D.该波遇到宽度小于5m 的障碍物时能发生能明显的衍射现象
【答案】AD
【详解】A.由题意知,波向右传播,由于
所以该波至少传播了
;即波向右传播的距离为
(
,,
)
所以
(
,,
)
当
时,周期最大,最大值为
,此时波速最小,最小值为
故A 正确;
B.根据波形平移法可知
时刻质点P 向上运动,故B 错误;
C.
时刻波峰处于
处,
时刻波峰向右至少平移了
,显然质点Q 没有在波峰位置,
其速度不为零,故C 错误;
D.发生明显衍射现象的条件是,障碍物或小孔的尺寸比波长小或跟波长差不多,所以该波遇到宽度小于
的障碍物时能发生能明显的衍射现象,故D 正确。
故选AD。
8.如图所示,图甲为一简谐横波在t=0.2s 时的波形图,P 是平衡位置在x=3m 处的质点,Q 是平衡位置在
x=4m 处的质点,图乙为质点Q 的振动图像。下列说法正确的是( )
6
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A.这列波沿x 轴负方向传播
B.当这列波遇到尺寸超过8m 的障碍物时不能发生衍射现象
C.t=0.2s 到t=0.3s,P 点通过的路程为20cm
D.t=0.35s 时,P 点的加速度方向与y 轴正方向相同
【答案】AD
【详解】A.由乙图可知,周期为0.4s,0.2s 时,Q 质点向下振动,根据同侧法可得,波向x 轴负方向传播,
故A 正确;
B.由甲图可知这列波的波长为8m,所以,遇到尺寸超过8m 的障碍物时能发生衍射现象,但不明显,故
B 错误;
C.在甲图中,由P 质点的坐标,可知P 质点偏离平衡位置
个周期,0.3s 时是在此图的基础上再振动
周
期,因为要跨越平衡位置,所以P 质点通过的路程大于20cm,故C 错误;
D.该波的波速为
v = λ
T =20 m/s
从t=0.20s 到t=0.35s,波传播的距离为
则根据波形平移法知,0.35s 时P 质点到达最低点,加速度方向与y 轴正方向相同,故D 正确。
故选AD。
9.在匀质轻绳上有两个相距12m 的波源
、
,两波源的连线上有两质点A、B,A 与波源
相距3m,B
与波源
相距8m,如图甲所示。
时两波源同时上下振动产生两列绳波,其中
的振动图像如图乙所
示,经过一段时间观察到A 点振动始终加强,B 点振动始终减弱,两者振幅差20cm,且A、B 之间没有振
动加强点和减弱点。则下列说法正确的是( )
A.波源
产生的波的波长为6m
B.波源
起振的方向向下
C.稳定后在两波源之间(不包括波源)有奇数个加强点
7
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D.0~1s 内质点B 通过的路程为64cm
【答案】D
【详解】A.两波源在匀质轻绳上传播,速度相同,且能发生稳定的干涉,频率相同,故则两列波的波长
相同,AB 两者相距1m,A 点振动始终加强,B 点振动始终减弱,且A、B 之间没有振动加强点和减弱点,
则
解得波源
产生的波的波长为
故A 错误;
B.在A 点,波程差为6m,为
,A 点振动始终加强,故两波源起振相反,由图乙可知
起振向下,故
起振的方向向上,故B 错误;
C.两波源起振相反,故中间点是减弱点,根据对称性可知加强点为偶数个,故C 错误;
D.设
且
,振动加强点的振幅为
振动减弱点的振幅为
则
解得
符合题意,故
的振幅为10cm,先传到B 点用时0.2s,B 点振动0.2 后,
传到B,接下后一起振动
0.6s,所以质点B 运动的路程为
故D 正确。
故选D。
1.战绳作为一项超燃脂的运动十分受人欢迎,运动达人晃动战绳一端使其上下振动(可视为简谐运动)
形成横波。如图甲所示,某人把两根相同的绳一端固定在同一点,两只手分别握住绳另一端,上下抖动使
绳振动起来。以手抖动的平衡位置作为坐标原点,如图乙所示为健身者左手抖动绳过程中某时刻的波形图,
8
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左手抖动频率为1.25Hz,则( )
A.波的传播速度为8.75m/s
B.该时刻质点Q 的振动方向为y 轴负方向
C.健身者抖动绳子频率越高,波在绳子中的传播速度越快
D.该时刻质点P 的位移为
【答案】D
【详解】A.由图乙可知波长为
,则波的传播速度为
故A 错误;
B.波向右传播,根据波形平移法可知,该时刻质点
的振动方向为
轴正方向,故B 错误;
C.波在绳子中的传播速度由介质决定,与健身者抖动绳子频率高低无关,故C 错误;
D.设该时刻的波动方程为
代入
,
可得
解得
则该时刻质点P 的位移为
故D 正确。
故选D。
2.一列简谐横波在t=0 时的波形如图中实线所示,t=1s 时的波形如图中虚线所示,则下列说法正确的是(
)
9
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A.这列波的波长为8m
B.平衡位置分别为A、B 的两个质点,振动方向始终相同
C.若波向右传播,则波的最大频率为0.25Hz
D.若波向左传播,则波的传播速度大小为6m/s
【答案】A
【详解】A.由图可知,这列波的波长为
,A 正确;
B.A、B 两个质点的平衡位置相距
故振动方向始终相反,B 错误;
C.若波向右传播,有
解得
则波的最小频率为
C 错误;
D.若波向左传播,有
解得
则波的传播速度大小为
D 错误。
故选A。
3.图甲是一列简谐横波在t=0.1s 时刻的波形图,P 是平衡位置在x=1.5m 处的质点,Q 是平衡位置在
x=12m 处的质点;图乙为质点Q 的振动图像,下列说法正确的是( )
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A.这列波沿x 轴负方向传播
B.在t=0.25s 时,质点Q 的位置坐标为(12m,10cm)
C.从t=0.1s 到t=0.25s 的过程中,质点Q 的位移大小为30cm
D.从t=0 时刻开始计时,质点P 在
时(n=0、1、2…)到达波峰
【答案】B
【详解】A.图乙为质点Q 的振动图像,则知在t=0.1s 时,质点Q 的振动方向是沿y 轴负方向,由图乙可
知故这列波沿x 轴正方向传播,故A 错误;
BC.由图甲可知,振幅
由图乙可知,周期
由
可知质点Q 在波峰处,位移为
所以在t=0.25s 时,质点Q 的位置坐标为(12m,10cm),故B 正确,C 错误;
D.由图甲读出波长是
则波速是
在0.1s 内,波向x 轴正方向传播6m,在t=0 时刻的波形如图中虚线波形
波向+x 方向传播,由虚线波形可得到P 点左侧的第一波峰向右传播
11
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质点P 第一次到达波峰,则P 点第一次到达波峰所用时间
那么结合波传播的周期性可知质点P 在
时到达波峰,故D 错误。
故选B。
4.如图所示,一列简谐横波沿x 轴传播,实线为
时刻的波形图,虚线为
时刻的波形图,已知
波的周期
,下列说法正确的是( )
A.该波的波速一定是10m/s
B.该波的波速可能是
m/s
C.
时,Q 点的位移一定不为0
D.
时,Q 点的位移可能是0.2m
【答案】B
【详解】AB.据图可知波长为8m,如果波向左传播,则有
(n=0,1,2…)
只有当n=0 时
T=0.8s>0.6s
此时波速为
如果波向右传播,则有
(n=0,1,2…)
只有当n=0 时
=2.4s>0.6s
此时波速为
故A 错误,B 正确;
CD.如果波向左传播,则
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根据波平移,Q 点正好到达平衡位置,位移为零;如果波向右传播,则
根据波的平移法,Q 点也是正好到达平衡位置,位移为零。
时,如果波向左传播,Q 点正好到达平
衡位置,位移为零;如果波向右传播,Q 点正好到达平衡位置,位移为零;故CD 错误。
故选B。
5.在某石灰岩洞中可听到规律的滴水声,其间隔固定为
,每滴水都恰落在半径为
的圆形水盆中
央,激起一圈圈周期性涟漪向外传播。若在第二滴水落入水面时,第一滴水激起的第一圈涟漪传播到盆边
反射回来,在距盆边
处和第一滴水激起的第二圈涟漪相会,形成建设性干涉(振动加强的干涉),
则涟漪的频率约是多少?( )
A.
B.
C.
D.
E.
【答案】B
【详解】设波速为,涟漪的频率为
,第二滴水落入水面时,第一滴水激起的第一圈涟漪传播的距离为
涟漪匀速传播,则波速为
两涟漪相遇形成振动加强的干涉,应满足
其中
,
,解得波长为
根据波长、波速和频率的关系可知
故选B。
6.频率相同的简谐波源S1、S2,和接收点M 位于同一平面内,S1、S2到M 的距离之差为6m。t=0 时S1,
S2,同时垂直平面开始振动,M 点的振动图像如图所示,则( )
A.两列波的波长为2m
B.两列波的起振方向均沿x 正方向
C.S1和S2,在平面内不能产生干涉现象D.两列波的振幅分别为3cm 和1cm
【答案】B
13
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【详解】根据图像可知
时M 点开始向上振动,故此时一列波传播到M 点,起振方向向上,
时
波形开始改变,说明另一列波传播到M 点,此时两列波平衡位置都传到M 点,第一列波使M 点向下振动,
之后振幅减小,则此时M 点振动减弱,可知第二列波使M 点向上振动。
A.S1、S2到M 的距离之差为6m,由图可知两列波传到M 点的时间差为
,根据
可得波速为
故波长为
故A 错误;
B.根据前面分析可知两列波刚传到M 点时均使M 点向上振动,故两列波的起振方向均沿x 正方向,故B
正确;
C.两列波频率相等,在平面内能产生干涉现象,故C 错误;
D.由
和
时的位移知第一列的振幅为3cm,,第二列波的振幅为
故D 错误。
故选B。
7.如图(a)所示,利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中,入射波为连续的正弦信
号,探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号,分别如图(b)、(c)所示。已知超声波在机翼材
料中的波速为
。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项正确的是( )
A.振动减弱;
B.振动加强;
C.振动减弱;
D.振动加强;
【答案】A
【详解】根据反射信号图像可知,超声波的传播周期为
又波速v=6300m/s,则超声波在机翼材料中的波长
结合题图可知,两个反射信号传播到探头处的时间差为
故两个反射信号的路程差
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解得
两个反射信号在探头处振动减弱,A 正确。
故选A。
8.一列简谐横波沿x 轴传播,在
时的波形如图所示。已知
处的质点P 的位移y 随时间t 变化的
关系式为
。下列说法正确的是( )
A.该波沿x 轴负方向传播
B.该波的波速为12.5m/s
C.该波遇到尺寸1m 的障碍物会发生明显衍射现象
D.该波遇到波长为5m 的同种波会发生干涉现象
【答案】C
【详解】A.根据
可知,质点P 起振方向向上,根据同侧法,该波沿x 轴正方向传播,故
A 错误;
B.由图知,波长
周期
波速
故B 错误;
C.该波波长
,遇到尺寸1m 的障碍物会发生明显衍射现象,故C 正确;
D.发生干涉的条件是两列波的频率相同,相位差恒定。该波遇到波长为5m 的同种波不会发生干涉现象,
故D 错误。
故选C。
9.(多选)研究机械波的干涉实验中。两位同学以相同频率分别在两端甩动水平细绳。形成两列简谐横
波甲乙。已知甲、乙两波源相距8m,甲、乙两波的波速均为0.5m/s,完成一次全振动的时间均为2s,距
离乙波源3m 的O 点处标记一个红色点。某一时刻的波形图如图所示,从该时刻开始计时。则下列说法正
确的是( )
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A.两列波的波长均为1m
B.细绳形成的波为纵波
C.t=3s 时,O 点开始向上振动
D.两位同学加速甩动细绳,绳的传播速度增加
【答案】AC
【详解】A.两列波的波长均为
故A 正确;
B.由于振动方向与传播方向垂直,所以细绳形成的波为横波,故B 错误;
C.O 点距离波源乙较近,由图可知此时波源乙引起开始振动点与O 点距离为
则有
可知t=3s 时,O 点开始振动,根据波形平移法可知起振方向向上,故C 正确;
D.机械波的传播速度由介质决定,所以两位同学加速甩动细绳,绳的传播速度不变,故D 错误。
故选AC。
10.(多选)一列沿x 轴传播的简谐波,在某时刻的波形图如图甲所示,一平衡位置与坐标原点距离为3
米的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示,若该波的波长大于3 米。则( )
A.最小波长
B.频率
C.最大波速
D.从该时刻开始2s 内该质点运动的路程为
【答案】BD
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【详解】B.根据乙图写出平衡位置与坐标原点距离为3m 米的质点的振动方程
y = sin(ωt+φ)
带入点(0,
)和(2,0)解得
,
可得
T = 2.4s,
故B 正确;
A.在题图甲中标出位移为
的质点
若波沿x 轴正方向传播则为Q 点,沿x 轴负方向传播则为P 点,则波长可能为
,即λ = 18m
或
,即λ′ = 9m
故A 错误;
C.根据
,可得
v = 7.5m/s,v′ = 3.75m/s
故C 错误;
D.根据题图乙计算该质点在2s 内运动的路程为
故D 正确。
故选BD。
11.如图分别是一列机械波在传播方向上相距5m 的两个质点P、Q 的振动图像,下列说法正确的是(
)
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A.2s 时P 质点向上振动
B.1.5s 时Q 质点向上振动
C.该波的波长可能为2m
D.该波的波速可能是1m/s
【答案】BC
【详解】A.由图可知2s 时P 质点向下振动,故A 错误;
B.由图可知1.5s 时Q 质点向上振动,故B 正确;
C.由图可知质点P、Q 的振动步调相反,则
(n=0,1,2,3…)
解得
(n=0,1,2,3…)
可知当
时,该波的波长为2m,故C 正确;
D.由图可知波的周期为
,该波的波速为
(n=0,1,2,3…)
可知该波的波速为1m/s 时,
不是整数,故该波的波速不可能是1m/s,故D 错误。
故选BC。
12.如图甲所示,一列简谐横波沿x 轴传播,实线和虚线分别为
时刻和
时刻的波形图,P、Q 分别
是平衡位置为
和
的两质点。图乙为质点Q 的振动图像,则( )
A.波沿x 轴正方向传播
B.波的传播速度为
C.
时刻可能为
D.质点P 的振动方程为
【答案】ACD
【详解】A.根据图乙可知,在
时刻,质点Q 沿y 轴正方向运动,结合图甲
时刻的波形,根据上
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下坡法可知,波沿x 轴正方向传播,故A 正确;
B.根据图甲与图乙,波的传播速度为
故B 错误;
C.根据图甲,利用平移法可知,到达虚线波传播的距离
(n=0,1,2,3…)
则有
解得
s(n=0,1,2,3…)
可知n=0 时t2为0.05s,故C 正确;
D.根据图甲可知,
时刻的波形的函数为
(cm)
解得此时刻质点P 的位移为
令质点P 的振动方程为
(cm)
时刻,质点P 的位移为
,且随后位移减小,则解得
解质点P 的振动方程为
cm
故D 正确。
故选ACD。
13.(多选)如图(a)所示,一简谐横波在均匀介质中由a 点向b 点直线传播,a、b 相距7m。当波传到
b 点开始计时,a、b 两点的振动时间图像如图(b)。则( )
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A.b 点起振方向沿y 轴正方向
B.a 点起振方向沿y 轴负方向
C.波的传播速度可能为1m/s
D.波的传播速度可能为3m/s
【答案】AC
【详解】AB.由图乙可知周期
,
时刻b 向上振动,机械波在传播过程中,各质点起振方向都相
同,故a 点起振方向沿y 轴正方向,b 点起振方向沿y 轴正方向,故A 正确,B 错误;
CD.t=0 时刻a 在波谷、b 在平衡向上,波由a 向b 传播,由波动图可知
解得
波速
当
时,
,当
时,n 无解,故C 正确,D 错误。
故选AC。
14.(多选)如图所示,在同种均匀介质中有一列沿x 轴正方向传播的简谐横波(x 轴为平衡位置),A、
B 两点为x 轴上的两个质点,均已开始振动,且两质点平衡位置间距离为s,该长度介于一倍波长至二倍波
长之间。某时刻,质点A 的位置在x 轴上方,距x 轴的距离为振幅的一半,且正在向下振动,质点B 刚好
在平衡位置处。经时间t(小于一个周期),质点A 到达x 轴下方,距x 轴的距离为振幅的
倍。则该波
的波速可能为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AD
【详解】AB 间长度s 介于一倍波长至二倍波长之间,某时刻,质点A 的位置在x 轴上方,且正在向下振动,
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距x 轴的距离为振幅的一半,可知
或
解得
或
经时间t(小于一个周期),质点A 到达x 轴下方,距x 轴的距离为振幅的
倍,则有
或
解得
或
根据波速的计算公式可知
或
或
或
故选AD。
15.(多选)一列横波沿着x 轴正方向传播,处在
和
的两质点A、B 的振动图像如图所
示,则以下说法正确的是( )
A.2.5s 末A、B 两质点的位移相同
B.2s 末A 质点的速度大于B 质点的速度
C.该波的波长可能为
D.该波的波速可能为
【答案】ABD
【详解】A.由图可得,周期为4s,A、B 两质点的振动方程分别为
当
时
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故A 正确;
B.由振动图像读出,2s 末A 质点的位移
,处于平衡位置,速度最大;B 质点的位移
,处
于波谷,速度是零,所以2s 末A 质点的速度大于B 质点的速度,故B 正确;
C.
时刻,质点A 正通过平衡位置向上运动,质点B 在波峰,波从A 向B 传播,则AB 间的距离
(n=0,1,2,3…)
则解得
(n=0,1,2,3…)
因而该波的波长不可能为
,故C 错误;
D.根据
(n=0,1,2,3…)
当
时,波速为
,故D 正确。
故选ABD。
16.(多选)如图所示,在操场平面内建立平面直角坐标系,平面内有一半径为
的圆形轨道,圆
心在O 处,A、B 分别为圆上两点。现于
、
两点分别安装了两个扬声器。两个扬声器
连续振动发出简谐声波,其振动图像如下图所示。已知声波在空气中的传播速率为
,两波频率
均为
,振幅相等。甲同学从B 点沿直线运动到A 点(不含A、B 点),乙同学从B 点沿圆轨道逆
时针运动半周到A 点(不含A、B 点)。下列说法正确的是( )
A.甲同学有7 次听不到声音
B.甲同学听不到声音的位置坐标可能为
C.乙同学有7 次听不到声音
D.乙同学听不到声音的位置坐标方程为
(
,
,
,
)
【答案】ABC
【详解】AB.根据题意,由公式可知,波长为
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因为振源反相振动,故当
时,是振动减弱点,听不到声音,由于
则有
即
满足上式时,听不到声音,当
时
当
时
当
时
当
时
共7 次听不到声音,故AB 正确;
CD.根据题意,设听不到声音的位置坐标为
,则有
且
整理可得,该同学听不见声音的点的位置坐标方程为
且
联立可得
可知乙同学有7 次听不到声音,故C 正确,D 错误。
故选ABC。
17.一列简谐横波沿直线由质点C 向质点D 传播,从某时刻开始计时,质点C、D 的振动图像如图1、2 所
示,已知C、D 两质点平衡位置间的距离为8m,该波波长大于4m。求:
(1)质点C 的振动方程;
(2)该波的波速。
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【答案】(1)
;(2)
或
【详解】(1)由题意可知,质点C 振动方程表达式为
因质点C 振动的周期为
故其圆频率为
由题图甲可知,当
时
故有
结合题图可得
由于质点C 的振幅为
故质点C 的振动方程为
(2)由题中甲、乙两图可知,在
时刻,质点C 偏离平衡位置的位移为5cm,质点D 在平衡位置,有
整理并代入数据可得
当
时
波速为
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当
时
波速为
当
时
故
时不再符合题意。所以该波的波速为
或
。
18.如图所示,在xOy 平面内有两个点波源
、
分别位于x 轴上
、
m 处,它们在同一均匀
介质中均从
开始沿y 轴正方向做简谐运动,波源
开始的振动方程为
cm,波源
开始
的振动方程为
cm,质点P 位于x 轴上
m 处,已知质点P 在
s 时开始振动,求:
(1)这两列波在介质中的波长;
(2)在
至
s 内质点P 通过的路程。
【答案】(1)
;(2)
【详解】(1)由题意知
rad/s,周期
s
波速为
m/s
波长为
m
(2)P 点到两波源的路程差
所以P 点是振动加强点。
0~0.1s 内,P 不振动;
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0.1s~0.9s 内,P 只参与由波源
产生的振动,故
cm
0.9s~1.3s 内,P 同时参与由波源
和
产生的振动且振动加强,故
cm
综上所述,在
至
s 内质点P 通过的路程
cm
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