在波的传播方向上,两质点a、b相距3.5m,已知t=0时刻,a位于波峰,b恰好在平衡位置,除a点外,ab间还有一个波峰;t=0.1s时刻,a位于平衡位置.则波的传播速度可能是(  )A. 14m/sB. 15m/sC. 21m/sD. 30m/s

问题描述:

在波的传播方向上,两质点a、b相距3.5m,已知t=0时刻,a位于波峰,b恰好在平衡位置,除a点外,ab间还有一个波峰;t=0.1s时刻,a位于平衡位置.则波的传播速度可能是(  )
A. 14m/s
B. 15m/s
C. 21m/s
D. 30m/s

设a、b间距离为x,由题意得到
      x=

5
4
λ1,x=
7
4
λ2

则λ1=2.8m,λ2=2m
又据题意得
     t=(n+
1
4
)T1 (n=0,1,2、、) 或t=(k+
3
4
)T2(k=0,1,2、、)
得到T1=
0.4
4n+1
s
,T2=
0.4
4n+3
s

由波速公式,得波速的通项为
    v1=7(4n+1)m/s,v2=7(4k+3)m/s
    v3=5(4n+1)m/s,v4=5(4K+3)m/s
  当n=0时,v2=21m/s
  当n=0时,v4=15m/s,
  因为n为整数,不可能得到14m/s,30m/s
故选BC
答案解析:根据ab间状态关系,结合图象,确定距离与波长的关系,求出波长可能值.根据0.1s时间,列出周期的通项式,再求出波速的通项式,最后确定波速的特殊值.
考试点:波长、频率和波速的关系;横波的图象.

知识点:本题着重考查运用数学知识解决物理问题的能力.对于波的图象问题涉及时间往往研究与周期的关系,涉及空间往往研究与波长的关系