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精英家教网如图所示,均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=14m处,质点P位于x轴上xP=4m处,质点Q位于xQ=9m处,t=0时刻,波源S1由平衡位置开始向y轴正方向做简谐运动,波源S2由平衡位置开始向y轴负方向做简谐运动,振动周期均为T=0.1s,传播速度均为v=40m/s,波源S1的振幅为A1=2cm,波源S2的振幅为A2=3cm,则(  )
A、当两列波叠加后,P点始终为振动加强点B、当两列波叠加后,质点Q的振幅为1cmC、当t=0.275 s时,质点P的位移为5 cmD、在0.325 s时间内,质点Q通过的路程为16 cm
分析:两列波相遇时振动情况相同时振动加强,振动情况相反时振动减弱.同一介质里,波速是相同,则波长与频率成反比.
解答:解:A、由振动周期均为T=0.1s,传播速度均为v=40m/s,则波长λ=vT=40×0.1m=4m.
而t=0时刻波源s1开始由平衡位置向y轴正方向振动,波源S2由平衡位置开始向y轴负方向做简谐运动,达到P的时间差:△t=
△s
λ
=
(14-4)-4
4
=1.5
T,
所以当波源S1的波峰传播到质点P时,波源S2的波峰也传到P点,所以正好相互加强.所以P点是振动加强点.故A正确;
B、两列波到达Q点的时间差:△t′=
△s′
λ
=
(14-9)-9
4
=-1T
,所以所以当波源S1的波峰传播到质点Q时,波源S2的波谷也传到Q点,所以正好相互减弱.所以Q点是振动减弱点,Q点的振幅为:AQ=A2-A1=3cm-2cm=1cm.故B正确;
C、s1的第一个波峰到达P的时间为:t1=
s+
1
4
λ
v
=
4+1
40
s=0.125
s,△t=0.275s-0.125s=0.15s=1.5T,所以在t=0.275 s时,左侧的波谷传播到质点P处;
 s2的第一个波谷传播到P的时间:t2=
(14-4)+
1
4
λ
v
=
11
40
s=0.275
s.所以右侧的波谷也恰好到达P点,所以P点的位移:y=A1+A2=-0.2cm-0.3cm=-0.5cm.故C错误.
D、s1的到达Q的时间:t3=
sQ
v
=
9
40
s=0.225
s,s2的传播到Q的时间:t4=
14-9
40
s=0.125s
.
所以在0-0.125s的时间内Q静止不动,在0.125s-0.225s的时间内Q随右侧的波完成一次全振动,路程为:y1=4A2=4×3cm=12cm;
在0.225s-0.325s的时间内,Q是同时参与了两个振动,且恰好完成一次全振动,路程为:y2=4(A2-A1)=4×1cm=4cm
故在从t=0至t=0.325s内质点Q通过的路程为16cm.故D正确.
故选:ABD
点评:波的叠加满足矢量法则,当振动情况相同则相加,振动情况相反时则相减,且两列波互不干扰
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