| 振动图像和波动图像综合 题目答案及解析

稿件来源:高途

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选修3-4

第十二章 机械波

12.2 波的图像

振动图像和波动图像综合

微风吹动岸边的垂柳,浸入湖面的柳枝上下振动,在湖面产生水波。

柳枝附近有一露出湖面的木桩。开始时,水波未明显绕过该木桩。某时刻起,水波明显绕过木桩,这可能是因为与之前相比,现在柳枝振动$(\quad\ \ \ \ )$

["

周期大

","

周期小

","

频率大

","

频率小

","

振幅小

"]
[["AD"]]

发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不大,或者比波长小,根据$v=\lambda f$,波速有介质决定,水波明显绕过木桩,木桩尺寸不变,表明波长增大了,可知,这可能是因为与之前相比,现在柳枝振动频率减小了,即周期变大了。

故选:$\rm AD$

以柳枝浸入点为坐标原点,沿波在湖面传播的某一方向建立$x$轴。从某一时刻开始计时,$t=0.4\;\rm s$$x$轴上部分波动图像如图($a$)所示。在$x$轴上离坐标原点不远处有一片柳叶,图($b$)为该柳叶振动图像的一部分。则

①柳叶平衡位置可能位于                 

$A$$M$点      $B$$N$点      $C$$P$点      $D$$Q$

②波从波源传到$Q$点需要的时间为                 $\;\rm s$

[]
[["$B$","$0.3$"]]

根据图($b$)可知,$0.4\;\rm s$时刻,柳叶处于平衡位置向下振动,结合图($a$),根据同侧法可知,柳叶平衡位置可能位于$N$点。

故选:$B$

波速为$v=\dfrac{\lambda}{T}=\dfrac{8}{0.2}\text{cm/s}=40\text{cm/s}$

则波从波源传到$Q$点需要的时间为$t=\dfrac{12}{40}\text{s}=0.3\;\rm \text{s}$

若观察到柳枝振动产生的水波图样如图所示,这可能是因为柳枝$(\quad\ \ \ \ )$

["

向左移动了

","

振动频率增大了

","

向右移动了

","

振动频率减小了

"]
[["A"]]

水波图样左侧密集,右侧稀疏,这属于多普勒效应,当观察者与波源相对靠近时,观察到的频率增大,当相互远离时,观察到的频率减小,可知,这可能是因为柳枝向左移动了。

故选:$\rm A$

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