EJU 2023 年第 1 回 物理 第 10 题

考点
波形图与振动图
领域
波动
难度
困难
标准答案
④

解析摘要

标准解析

密度由相邻介质的位移差决定

图中的纵坐标表示介质沿传播方向的位移,不是介质的真实上下位置,也不是密度。判断密度要比较相邻介质元的位移差:左边向右移得多、右边向右移得少时,两者靠拢,形成密部;反之则分开,形成疏部。

在位移曲线上,斜率为负表示越往右位移越小,相邻介质元会靠近;斜率越负,压缩越强。C、G 是向下过零的位置,负斜率绝对值最大,因此密度最高。A、E 的正斜率最大,左边向左、右边向右的趋势使间距最大,因此密度最低。

若原间距为 Δx\Delta x,现间距为 Δx+Δy\Delta x+\Delta y,其相对变化由 Δy/Δx\Delta y/\Delta x 决定。B、D、F 虽然位移达到峰或谷,但曲线斜率为零,相邻介质位移近似相同,局部间距没有一阶变化,不能判为最密或最疏。

因此答案为“最高 C、G,最低 A、E”。波向右传播只决定这幅位移图随后怎样移动,不改变此时由空间位移差决定的疏密位置。

这里“最高密度”并不要求知道原始密度的数值,因为只要比较间距缩短最多的位置即可。图中C和G处相隔一个完整波长,物理状态相同;A和E也相隔一个波长。因此答案应成周期重复的两组位置,而不能把两个相位相同的点拆成不同结论。

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