题目
频率100Hz的机械简谐波,波速为100Hz,则同一波线上相位差为100Hz的两点间距离为(A)100Hz(B)100Hz(C)100Hz(D)100Hz
频率的机械简谐波,波速为
,则同一波线上相位差为
的两点间距离为
(A)
(B)
(C)
(D)
题目解答
答案
根据波长、频率和波速的关系式:
已知频率,波速
,则波长:
同一波线上两点的相位差与两点间距离
的关系为:
已知相位差,则两点间距离:
故选项B正确.
解析
考查要点:本题主要考查机械波的波长、波速、频率的关系,以及相位差与距离的换算关系。
解题核心思路:
- 利用波长公式 $\lambda = \dfrac{v}{f}$ 计算波长;
- 相位差与距离的关系 $\Delta x = \dfrac{\Delta \varphi}{2\pi} \lambda$,将相位差转化为实际距离。
破题关键点:
- 正确代入公式:注意单位统一,频率单位为Hz(即1/s),波速单位为m/s,计算波长时无需额外换算。
- 相位差公式应用:明确相位差与距离的比例关系,避免混淆分子分母。
步骤1:计算波长
根据波长公式:
$\lambda = \dfrac{v}{f} = \dfrac{40}{100} = 0.4 \, \text{m}$
步骤2:计算两点间距离
相位差与距离的关系为:
$\Delta x = \dfrac{\Delta \varphi}{2\pi} \lambda$
代入 $\Delta \varphi = \dfrac{3\pi}{2}$ 和 $\lambda = 0.4 \, \text{m}$:
$\Delta x = \dfrac{\dfrac{3\pi}{2}}{2\pi} \times 0.4 = \dfrac{3}{4} \times 0.4 = 0.3 \, \text{m}$
关键结论:两点间距离为 $0.3 \, \text{m}$,对应选项 B。