大学物理练习册习题及答案6波动学基础.docx

习题及参考答案

第五章 波动学基础

参考答案

思考题

把一根十分长的绳子拉成水平，用手握其一端，维持拉力恒定，使绳端在垂直于绳子的方向上作简谐振动，则

振动频率越高，波长越长；

振动频率越低，波长越长；

振动频率越高，波速越大；

振动频率越低，波速越大。

在下面几种说法中，正确的说法是

波源不动时，波源的振动周期与波动的周期在数值上是不同的；

波源振动的速度与波速相同；

在波传播方向上的任二质点振动位相总是比波源的位相滞后；

在波传播方向上的任一质点的振动位相总是比波源的位相超前

一平面简谐波沿ox正方向传播，波动方程为

y(m)

y(m)

0.10

2

0

x(m)

y(m)

0.10

0

2

x(m)

-0.10

(B)

y(m)

y(m)

2

0

x(m)

-0.10

y(m)

0.10

0

2

x(m)

-0.10

(C) (D)

思考题5-3图

y?0.

???t

?x????

10cos?2

?2 4? 2?

? ? ?

? (SI)

该波在t=0.5s时刻的波形图是（ ）

图示为一沿x轴正向传播的平面

y0 1234x简谐波在t=0时刻的波形，若振动以余弦函数表示，且此题各点振动初相取-

y

0 1

2

3

4

x

（A）1点的初位相为?1=0

思考题5-4图

（B）0点的初位相为?

（C）2点的初位相为?

（D）3点的初位相为?

=-π2/

0

=0

2

=0

3

y?Acos??t???

一平面简谐波沿x轴负方向传播。已知x=b处质点的振动方程为 0，

波速为u，则振动方程为（ ）

00(A)y?Acos???t??b?x?u????

0

0

0(B)

0

y?Acos????t??b?x?u?????

(C)

(D)

y?Acos????t??x?b?u?????y?Acos????t??b?x?u?????

0一平面简谐波，波速u=5ms-1，t=3s时刻的波形曲线如图所示，则x?0处的振动方程为（ ）

0

?1 1 ?

（A）

y?2?10?2cos? ?t? ??

2 2? ?

2 2

(SI) （B）

y?2?10?2cos??t???

(SI)

?1 1 ? ? 3 ?

y?2?10?2cos?2?t?2?? y?2?10?2cos??t?2??

（C）

? ? (SI) （D）

? ? (SI)

y(m)?

y(m)

?

0

5 10 15

20

x(m)

-2×1-02

?

A

S

o

P

x

oA?思考题5-6图 (

o

A

?

S (B) o A S

??

?

?

A

Ao(C

A

o

?

S (D) o S

思考题5-7图

一平面简谐波沿x轴正方向传播，t=0的波形曲线如图所示，则P处质点的振动在t=0

时刻的旋转矢量图是（ ）

当一平面简谐机械波在弹性媒质中传播时，下述各结论一哪个是正确的？

媒质质元的振动动能增大时，其弹性势能减少，总机械能守恒；

媒质质元的振动动能和弹性势能都作周期变化，但两者的位相不相同；

媒质质元的振动动能和弹性势能的位相在任一时刻都相同，但两者的数值不相等；

媒质质元在其平衡位置处弹性势能最大。

一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某一瞬时，媒质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量是

(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；(D)动能最大，势能为零。

yBAx图示为一平面简谐机械波在t时刻的波形曲线。若此时A

y

B

A

x

A点处质元的弹性势能在减小；

o

波沿x轴负方向传播；

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。

思考题5-10图 5-11一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从最大位移处回到平衡位置的过程中

(A)它的势能转换成动能；(B)它的动能转换成势能；

它从相邻的一段媒质质元获得能量，其能量逐渐增加；

它把自己的能量传给相邻一段媒质质元，其能量逐渐减小。

λ λ πS和S是波长为 的两个相干波的波源，相距3/4，S的位相比S超前 /2

λ λ π

1 2 1 2

波单独传播时，在过S和S的直线上各点的强度相同，不随距离变化，且两波的强度都是I，

1 2 0

则在S、S连线上S外侧和S外侧各点，合成波的强度分别是

1 2 1 2

(A)4I,4I；(B)0,0；(C)0,4I；