（2007?山东）物理--物理3-4
湖面上一点O上下振动，振幅为0.2m，以O点为圆心形成圆形水波，如图所示，A、B、O三点在一条直线上，OA间距离为4.0m，OB间距离为2.4m．某时刻O点处在波峰位置，观察发现2s后此波峰传到A点，此时O点正通过平衡位置向下运动，OA间还有一个波峰．将水波近似为简谐波．
（1）求此水波的传播速度、周期和波长．
（2）以O点处在波峰位置为0时刻，某同学打算根据OB间距离与波长的关系确定B点在0时刻的振动情况，画出B点的振动图象．你认为该同学的思路是否可行？若可行，画出B点振动图象；若不可行，请给出正确思路并画出B点的振动图象．

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湖面上一点O上下振动，振幅为0.2 m，以O点为圆心形成圆形水波，如图所示，A、B、O三点在一条直线上，OA间距离为4.0 m，OB间距离为2.4 m；某时刻O点处在波峰位置，观察发现2 s后此波峰传到A点，此时O点正通过平衡位置向下运动，OA间还有一个波峰；将水波近似为简谐波。
（1）求此水波的传播速度、周期和波长；
（2）以O点处在波峰位置为0时刻，某同学打算根据OB间距离与波长的关系确定B点在0时刻的振动情况，画出B点的振动图象。你认为该同学的思路是否可行？若可行，画出B点振动图象；若不可行，请给出正确思路并画出B点的振动图象。

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一、选择题

1．解析：两球在最低点相碰撞后分开，有三种可能发生的情况：（1）两球以不同的速度同向运动；（2）两球以不同的速度反向运动；（3）一球静止一球运动。但是无论是何种形式的情况，由于两摆球的摆线一样长，由单摆的周期公式可知，其振动周期相同。上述三种情况下摆球都是经过半个周期时间到达最低点发生第二次碰撞。正确答案是CD。

2．解析：弹簧振子的振动周期有自身结构决定与最大形变量无关，由此可知A选项正确。

3．解析：货物在竖直方向上振动时，在最高点时，加速度方向竖直向下，且最大，货物处于失重状态，对底板的压力最小；在最低点时，加速度方向竖直向上，且最大，货物处于超重状态，对底板的压力最大。由图可知，在时，货物处于最高点，对车厢底板的压力最小；在时，货物处于最低点，对车厢底板的压力最大。所以C选项正确。

4．解析：由图可以看出，A波的波长：

B波的波长：

由波的周期性及题意可得：  T_A＝nT_B   (n＝1、2、3……)

所以：       (n＝1、2、3……)

当n＝1时，C正确；当n＝4时，B正确；当n＝6时，A正确.。因此该题正确答案是ABC。

5．解析：由波动图像可知波长λ＝4m。

(1)若波沿x轴正方向传播：Δx＝（n +1/4）λ＝(4n+1)m      n=1、2、3……

波速＝（4n+1）m/s       波速可能值为1 m/s，5 m/s，9 m/s，13 m/s……

(2)若波沿x轴负方向传播

Δx＝（n +3/4）λ＝(4n+3)m    n=1、2、3……    波速＝（4n+3）m/s   

波速可能值为3 m/s，7 m/s，11m/s，15 m/s……

由此可知波速不可能为10m/s，该题应选D 。

6．解析：碰撞后由可知，摆长不变周期不变，碰撞过程动量守恒结合可得，选项D对。

7．解析：由图像可知T=4s,A=2cm,若波沿x轴正向传播，则二者间距为,若波沿x轴负向传播，则二者间距为，所以波长为4cm只是波沿x轴正向传播的一种可能，所以BC对。

8．解析：由图像可知 而波的频率由波源决定与介质无关 故，由故v₁=2v₂，所以选项C正确。

9．解析：两个相干波源形成的干涉图样是稳定的，加强区永远是加强区减弱区永远是减弱区（a、b处永远是加强区，c永远是减弱区），加强区部分（如图中的a、b两点）的质点是振动的幅度加大而不会永远是波峰与波峰相遇。减弱区部分（图中c点）振动的振动的幅度减小有两列波的振幅相同时，减弱区才会出现叠加后合振幅为零，选项CD对。

10．解析：由题意 则 跟据波形平移法，波峰“移”至Q点时，经过的路程是0.9m。v=10m./s所需时间为0.9s。从-1处质点的起振方向可知波源的起振方向为向下，0.9s之后P点处于波谷，故选ABD。

二、填空和实验题

11.解析： 测摆长时是从悬点到球心的距离，若用粗绳，粗绳质量不能忽略，则摆长无法测定，故选B ，铅球密度大，摆动中阻力的影响相对小些，摆长的测定也相对准确，故选D. 计时使用秒表方便，故选F．测长度应准确到mm ，故选C ，本实验中不需测质量，但必须将小球悬挂，故选I 。答案  B、D、F、C、I    

12．解析： A. 要用卡尺测摆球直径d ，摆长l等于摆线长加上d／2 ． B. 周期T = t /29.5,  C．g应多测量几次，然后取g的平均值作为实验的最后结果．

13．解析：在t₁＝0.5 s时，质点P恰好此后第二次处于波峰位置，P质点,Q点t=0时刻振动方向向下，所以t₂=0.6s时，质点Q第二次通过平衡位置向上振动。t₁＝0.9 s时质点P位处波峰故位移为2cm。答案 0.6   2

14．答案： 8   0.2     0    10    －8

三、计算题

15．解析：⑴A＝0.1 m                

⑵

16．解析： (1) A=15cm, =40cm, T=20s, f=0.05Hz  

(2) 向右。=2cm/s.    

(3)

17．解析：（1）有题意可知,t₁=0时波形应为下图中的实线所示，而t₂=0.1s时图线为下图中的虚线所示。若波由B向C传播，由平移法（将实线波形向右平移即为虚线波形）可知,结合可得， 其中 同理，若波C向B传播，由平移法[实线波形向左平移即为虚线波形]知,结合可得，其中

（2）只要预知波的传播方向就能确定质点的振动方向，因此带入的表达式在的表达式中得到，n有整数解，故波是从B向C传播的此时,,C质点经平衡位置向下振动。