Question

3．一水平長(zhǎng)繩上系著一個(gè)彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng)，小球振動(dòng)的固有頻率為2Hz，現(xiàn)在長(zhǎng)繩兩端分別有一振源P、Q同時(shí)開始以相同振幅A上下振動(dòng)了一段時(shí)間，某時(shí)刻兩振源在長(zhǎng)繩上形成波形如圖，兩列波先后間隔一段時(shí)間經(jīng)過彈簧振子所在位置，觀察到小球先后出現(xiàn)了兩次振動(dòng)，小球第一次振動(dòng)時(shí)起振方向向上，且振動(dòng)并不顯著，而小球第二次則產(chǎn)生了較強(qiáng)烈的振動(dòng)，則（　�。�

• A． Q振源離振動(dòng)系統(tǒng)較近
• B． 由Q振源產(chǎn)生的波先到達(dá)振動(dòng)系統(tǒng)
• C． 有2個(gè)時(shí)刻繩上會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)位移大小為2A的點(diǎn)
• D． 由Q振源產(chǎn)生的波的波速較接近4m/s

Answer 1

分析 由兩個(gè)波的波形及傳播方向根據(jù)“上下坡”法判斷哪列波的波源起振方向向上，即為第一次到達(dá)彈簧振子所在位置的波，由小球第二次則產(chǎn)生了較強(qiáng)烈的振動(dòng)知小球與波上的質(zhì)點(diǎn)達(dá)到了共振，即波上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率為2Hz．

解答 解：
A、由“上下坡”法得知P振源起振方向向上，Q振源起振方向向下，由于小球第一次振動(dòng)時(shí)起振方向向上，故先經(jīng)過彈簧振子所在位置的是P波，P振源離振動(dòng)系統(tǒng)近，故A錯(cuò)誤；
B、由于兩列波在同一介質(zhì)中傳播，波速相等，Q振源離振動(dòng)系統(tǒng)遠(yuǎn)，所以Q振源產(chǎn)生的波后到達(dá)振動(dòng)系統(tǒng)遠(yuǎn)，故B錯(cuò)誤；
C、由于兩列波的頻率不同，不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，由于兩列波的波長(zhǎng)不等，則根據(jù)波的疊加原理，有4個(gè)時(shí)刻繩上會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)位移大小為2A的點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；
D、Q晚到達(dá)彈簧振子所在位置，且小球產(chǎn)生了較強(qiáng)烈的振動(dòng)，即共振，故Q的振動(dòng)頻率接近2Hz，則周期接近0.5s，波速v=$\frac{λ}{T}$=$\frac{2}{0.5}$m/s=4m/s，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵掌握共振現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件是解題關(guān)鍵，第二次彈簧振子產(chǎn)生了較強(qiáng)烈的振動(dòng)，小球與波上的質(zhì)點(diǎn)達(dá)產(chǎn)生了共振是本題的突破口，同時(shí)要知道機(jī)械波的波速由介質(zhì)決定，同類波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)波速相等．