一列简谐横波沿 x 轴传播,周期为2s, t=0 时刻的波…——2024 高考物理第 15 题答案解析

2024_全国甲卷 (2024·物理)

2024 全国 第 15 题 多选题 区分题
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15.一列简谐横波沿 $x$ 轴传播,周期为2s,$t=0$ 时刻的波形曲线如图所示,此时介质中质点 $b$ 向 $y$ 轴负方向运动,下列说法正确的是

A. 该波的波速为 $1.0 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$
B. 该波沿 $x$ 轴正方向传播
C. $t=0.25 \mathrm{~s}$ 时质点 $a$ 和质点 $c$ 的运动方向相反
D. $t=0.5 \mathrm{~s}$ 时介质中质点 $a$ 向 $y$ 轴负方向运动 E.$t=1.5 \mathrm{~s}$ 时介质中质点 $b$ 的速率达到最大值
参考答案ACD

完整解析 · 逐步详解

【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由图可知波长为

$$ \lambda=2 \mathrm{~m} $$

则该波的波速为

$$ v=\frac{\lambda}{T}=\frac{2}{2} \mathrm{~m} / \mathrm{s}=1.0 \mathrm{~m} / \mathrm{s} $$

故 A 正确;
B.此时介质中质点 $b$ 向 $y$ 轴负方向运动,根据波形平移法可知,该波沿 $x$ 轴负方向传播,故 B 错误;

C.由于质点 $a$ 和质点 $c$ 之间的距离为半个波长,则质点 $a$ 和质点 $c$ 的振动完全相反,所以 $t=0.25 \mathrm{~s}$ 时质点 $a$ 和质点 $c$ 的运动方向相反,故 C 正确;
D.$t=0$ 时刻质点 $a$ 处于波峰位置,则 $t=0.5 \mathrm{~s}$ 时,质点 $a$ 刚好经过平衡位置向 $y$ 轴负方向运动,故 D 正确;
E.$t=0$ 时刻质点 $b$ 处于平衡位置向 $y$ 轴负方向运动,则 $t=1.5 \mathrm{~s}$ 时,质点 $b$ 刚好处于波峰位置,此时质点 $b$ 的速率为 0 ,故 E 错误。

故选 ACD。

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