题目内容
16.甲、乙两列简谐横波沿x轴传播,t=0时,甲、乙分别如图中实线、虚线所示,已知两列波的速度大小相等、振幅均为20cm,且甲的频率为2Hz,则两列波相遇时,在0~12m的区域内( )| A. | 两列波会发生干涉现象 | |
| B. | 甲与乙的频率之比为3:2 | |
| C. | t=0时,x=6m的质点的速度为零 | |
| D. | t=0时,x=8.5m的质点的位移大于20cm | |
| E. | t=0.75s,x=5m处的质点在x轴的下方 |
分析 在均匀介质中两列波的波速相同,由v=λf得:波长与频率成反比.某时刻两列波的平衡位置正好在x=0处重合,两列波的平衡位置的另一重合处到x=0处的距离应该是两列波的波长整数倍.
解答 解:A、传播速度大小相同.实线波的频率为2Hz,其周期为0.5s,
实线波的波长为4m,故波速为:v=λf=4×2=8m/s;波速由介质决定,故虚线波的波速为8m/s,由图得到虚线波的波长6m,故周期T=$\frac{λ′}{v}$=$\frac{6}{8}$=0.75s,其频率为$\frac{4}{3}$Hz,则两波的频率不同.所以不能发生干涉现象.故A错误;
B、由上分析可知,甲与乙的频率之比为3:2,故B正确;
C、图示时刻,两列简谐波单独传播时引起x=6m处的质点的速度均向上,故x=6m处的质点此时一定向上运动,不为零.故C错误;
D、由波形图,两列简谐横波在平衡位置为x=8.5m处的质点的位移是两列波引起位移的矢量和,此时虚线波单独传播在8.5m的质点的位移为10cm;实线波单独传播在8.5m的质点的位移为10$\sqrt{2}$=14.14cm;故合位移为24.14cm,大于20cm,故D正确;
E、实线波的波长为4m,故波速为:v=λf=4×2=8m/s;波速由介质决定,故虚线波的波速为8m/s,由图得到虚线波的波长6m,故周期T=$\frac{λ′}{v}$=$\frac{6}{8}$=0.75s
在t=0.75s,对于甲波完成1$\frac{1}{2}$T,而对于乙波完成一个T,根据波的叠加可知,x=5m处的质点在x轴的下方.故E正确;
故选:BDE.
点评 波形图是反应某时刻各质点的位置,而振动图则是反应某质点在各时刻的位置,并掌握干涉的条件,与波的叠加原理.
练习册系列答案
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1.
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8.
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