12.波与能量波与干涉及驻波.docVIP

《大学物理》练习题 No.13 波的能量 干涉及驻波 班级 ___________ 学号 __________ 姓名 _________ 成绩 ________ 一、选择题 1. 一平面简谐波在弹性介质中传播，在介质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中： [ D ] (A) 它的动能转换成势能; (B) 它的势能转换成动能; (C) 它从相邻的一段质元获得能量，其能量逐渐增大; (D) 它把自己的能量传给相邻的一段质元，其能量逐渐减小 2. 一平面简谐波在弹性媒质中传播时，某一时刻在传播方向上媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是 [ B ](A) 动能为零，势能最大. (B) 动能为零，势能为零. (C) 动能最大，势能最大. 动能最大，势能为零. 3. 如图所示，两相干波源s1和s2相距(/4((为波长), s1的位相比s2的位相超前(/2 ,在s1、s2的连线上, s1外侧各点(例如P点)两波引起的两谐振动的位相差是: [ B ](A) 0 . (B) ( . (C) ( /2 . (D) 3(/2 . 4.如图所示为一平面简谐机械波在t时刻的波形曲线. 若此时A点处媒质质元的振动动能在增大,则 [ B ](A) A点处质元的弹性势能在减小. (B) 波沿x轴负方向传播. (C) B点处质元的振动动能在减小. 各点的波的能量密度都不随时间变化 5.在波长为(的驻波中，两个相邻波腹之间的距离为 [ B ](A) (/4 . (B) (/2 . (C) 3(/4 . (D) ( . 6. 关于产生驻波的条件,以下说法正确的是 [ D ](A) 任何两列波叠加都会产生驻波； (B) 任何两列相干波叠加都能产生驻波； (C) 两列振幅相同的相干波叠加能产生驻波； (D) 两列振幅相同，在同一直线上沿相反方向传播的相干波叠加才能产生驻波. 7. 关于驻波的特性, 以下说法错误的是 [ B ] (A) 驻波是一种特殊的振动,波节处的势能与波腹处的动能相互转化； (B) 两波节之间的距离等于产生驻波的相干波的波长； (C) 一波节两边的质点的振动步调（或位相）相反； (D) 相邻两波节之间的质点的振动步调（或位相）相同. 8. 关于半波损失,以下说法错误的是 [ A ](A) 在反射波中总会产生半波损失； (B) 在折射波中总不会产生半波损失； (C) 波从波疏媒质射向波密媒质反射时,反射波中产生半波损失； (D) 半波损失的实质是振动相位突变了(. 二.填空题 1. 一平面简谐机械波在媒质中传播时，若某媒质元在t 时刻的能量是10 J ,则在( t +T) (T为波的周期)时刻该媒质质元的振动动能是 5J . 2. 两相干波源s1、s2之间的距离为20m,两波的波速为c=400m/s,频率ν=100Hz,振幅A相等且A=0.02m,并且己知s1的相位比s2的相位超前(,则s1 与s2连线中点的振幅为 0 . 3. 两列波在同一直线上传播,其表达式分别为 y1 = 6.0cos[( (0.02x(8t) /2 ] y2 = 6.0cos[( (0.02x +8t) /2 ] 式中各量均为( S I )制.则驻波波节的位置为 . 三.计算题 1.两列波在一根很长的细绳上传播，其波动方程为，m， 证明细绳上的振动为驻波式振动； 求波节和波腹的位置； 波腹处的振幅有多大？在x=1.2m处的振幅是多少？ 解（1）因合成波方程为： 故细绳上的振动为驻波式振动。 (2) 由得： 故波节位置为： 由得： 故波腹位置 (3) 由合成波方程可知，波腹处振幅为： 在x=1.2m处的振幅为： m 2.如下图,两列相干波在P点相遇,一列波在B点引起的振动是 y10=3×10 –3cos2(t ( SI ) 另一列波在C点引起在振动是 y20=3×10 –3cos(2(t+(/2) ( SI ) =0.45m , =0.30m, 两波的传播速度 u=0.20m/s, 不考虑传播中振幅的减小,求P点合振动的振动方程. 解：两列相干波在P点相遇干涉后的相位： 所以， 合振幅， 所以，P点合振动的振动方程 3.如图所示，有两相干波源S1、S２。已知S1的初相为π／２： （１）使延长线S２Ｃ上各点干涉相消，求S２的初相； （２）使中垂线ＭＮ上各点干涉相消，求S２的初