Question

3．一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动了一段时间，某时刻两振源在长绳上形成波形如图，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次则产生了较强烈的振动，则（　　）

• A． Q振源离振动系统较近
• B． 由Q振源产生的波先到达振动系统
• C． 有2个时刻绳上会出现振动位移大小为2A的点
• D． 由Q振源产生的波的波速较接近4m/s

Answer 1

分析 由两个波的波形及传播方向根据“上下坡”法判断哪列波的波源起振方向向上，即为第一次到达弹簧振子所在位置的波，由小球第二次则产生了较强烈的振动知小球与波上的质点达到了共振，即波上质点的振动频率为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，由于小球第一次振动时起振方向向上，故先经过弹簧振子所在位置的是P波，P振源离振动系统近，故A错误；
B、由于两列波在同一介质中传播，波速相等，Q振源离振动系统远，所以Q振源产生的波后到达振动系统远，故B错误；
C、由于两列波的频率不同，不会产生稳定干涉现象，由于两列波的波长不等，则根据波的叠加原理，有4个时刻绳上会出现振动位移大小为2A的点，故C错误；
D、Q晚到达弹簧振子所在位置，且小球产生了较强烈的振动，即共振，故Q的振动频率接近2Hz，则周期接近0.5s，波速v=$\frac{λ}{T}$=$\frac{2}{0.5}$m/s=4m/s，故D正确；
故选：D．

点评 本题关键掌握共振现象及其产生的条件是解题关键，第二次弹簧振子产生了较强烈的振动，小球与波上的质点达产生了共振是本题的突破口，同时要知道机械波的波速由介质决定，同类波在同一介质中传播时波速相等．