题目内容

一列简谐横波在x轴上传播,已知x=6cm处的质点的振动图象如图1所示,x=18cm处的质点的振动图象如图2所示.根据这两幅振动图象,可获得关于这列简谐横波的确定的和可能的信息,正确的是(  )

①这列简谐横波的波速可能大于4cm/s
②这列简谐横波的波速可能是
4
3
cm/s
③这列简谐横波的波长可能是λ=16cm
④这列简谐横波的频率f=
1
12
Hz.
分析:若波沿x轴正向传播,由同一时刻两质点的振动状态,根据波形得到质点间距离与波长的关系式,得到波长的通项,求出波速的通项,再求出波速的最大值.用同样的方法求出若波沿x轴负向传播,波速的通项,得出波速可能的值.
解答:解:
若波沿x轴正向传播,在t=0时刻,x=6cm处质点位于波谷,x=18cm处质点经过平衡位置向上振动,结合波形,得到它们之间的距离与波长的关系为:△x=(n+
3
4
)λ,n=0,1,2,…得波长λ=
48
4n+3
cm,n=0时,λ=16cm;该波的周期T=12s,则频率f=
1
T
=
1
12
Hz,则波速v=
λ
T
=
4
4n+3
cm/s,当n=0时,波速最大为
4
3
cm/s,
若波沿x轴负向传播,同理可知,波长λ=
48
4n+1
,波速v=
4
4n+1
cm/s.n=0时,波速最大为4cm/s,故①不可能.
故可能的是②③④,
故选:B.
点评:本题是多解问题,首先要根据振动图象读出两个质点在同时刻的状态,结合波形得出波长的通项,再得到波速的通项进行分析.
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