一列机械波的波源是坐标轴原点,从 t = 0 时波源开始振…——2023 高考物理第 7 题答案解析

2023_天津卷

2023 天津 第 7 题 多选题 区分题
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7. 一列机械波的波源是坐标轴原点,从 $t = 0$ 时波源开始振动, $t = 0 . 5 \mathrm { s }$ 时波形如图,则下列说法正确的有(  )

A. 在这种介质中波速 $\nu = 4 \mathrm { { m } / \mathrm { { s } } }$
B. $x = 1 \mathrm { m }$ 处质点在 $t = 0 . 3 \mathrm { s }$ 时位于波谷
C. 波源振动方程 $y = 0 . 0 2 \sin ( 5 \pi t + \pi ) \mathrm { m }$
D. $x = - 1 \mathrm { m }$ 处质点半个周期内向左位移半个波长
参考答案

BC

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【答案】BC

【解析】

【详解】A.由图中可知 $t = 0 . 5 \mathrm { s }$ 时,波传播的距离为 $x { = } 2 . 5 \mathrm { m }$ ,故波的速度为

$$ v = \frac {x}{t} = \frac {2 . 5}{0 . 5} \mathrm{m/s} = 5 \mathrm{m/s} $$

故 A 错误;

B.由图可知该波的波长为 $\lambda = 2 \mathrm { m }$ ,所以波的周期为

$$ T = \frac {\lambda}{v} = \frac {2}{5} \mathrm{s} = 0. 4 \mathrm{s} $$

波传播到 $x = 1 \mathrm { m }$ 需要的时间

$$ t _ {1} = \frac {x _ {1}}{\nu} = \frac {1}{5} \mathrm{s} = 0. 2 \mathrm{s} $$

由图可知该波的起振方向向下, $t = 0 . 3 \mathrm { s }$ 该波振动了0.1s,即 $\frac { 1 } { 4 } T$ ,所以位于波谷,故B正确;C.根据图像可知该波的振动方程为

$$ y = A \sin \left(\frac {2 \pi}{T} t + \varphi\right) = - 0. 0 2 \sin (5 \pi t) \mathrm{m} = 0. 0 2 \sin (5 \pi t + \pi) \mathrm{m} $$

故C正确;

D.质点只是上下振动,不随波左右移动,故D 错误。

故选 $\mathrm { B C } .$

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