波动学基础答案.doc

1、频率为3000Hz的声波，以1560m/s的传播速度沿以波线传播，该声波的波长为（ 0.52m ）,第2页 共 6 页 同一波线上 相位差为的两点间的距离为（ 0.13m ）。 2、机械波的相干条件为（ 频率相同 ）、（ 振动方向相同 ）和（ 相位相等或相位差恒定 ）。 3、已知平面简谐波的波函数为（a, b为正值），则…………（ ④ ）① 波的频率为a ② 波的传播速度为b/a ③ 波长为π/b ④ 波的周期为2π/a 4、关于驻波和行波的说法不正确的是………………………………………………（ ② ） ① 驻波中有些介质点始终不动。 ② 驻波中相邻两波节的距离是一个波长。 ③ 行波波形随着波的传播向前移动。 ④ 驻波的波形不沿介质前进。 5、（8分）一平面余弦波沿x轴正向传播，其频率为100Hz，振幅为1cm，波速为400m/s，如果波源位于原点，且以原点处质点经过平衡位置朝y负方向振动的时刻为计时起点。 （1）写出该余弦波的波动方程；（2）写出该波走2s后的波形方程。 解：（1）A=0.01m,，c=400m/s，根据题意，故可得。 波源的振动方程为 ……………………………………（2分） 可得波动方程为m …………………… （4分） （2）将t=2s代入即可得波形方程为m. …………………（2分） 6、平面简谐波的波动方程为(SI制)，已知x＝2.5λ，则波源的振动位相较该点的振动位相………………………………………………………………（ ④ ） ①、落后2.5π ②、落后5π ③、超前2.5π ④、超前5π 7、下面对机械波描述不正确的是……………………………………………………（ ② ） ①、行波传播过程中，介质中质元的动能和势能是同相变化，而且是相等的。 ②、驻波中有些介质点始终静止不动，相邻波节之间的距离是一个波长。 ③、行波的波形随着波的传播向前移动，而驻波的波形不沿介质前进。 ④、波在介质中的传播速度不同于介质中质元的振动速度。 8、一横波沿绳子传播时的波动表式为， 。求此波的振幅、波速、频率和波长。 解：对比简谐波的波动表式 其中为振幅；为频率；为波长。 故振幅………（2分） ………………………………………………（2分） ………………………………………………（2分） 波速 …………………………………………………（2分） 9、当平面简谐波 cm传到x=100cm处时，该处质点的振动速度为（ (cm/s) ）。 10、（8分）一列平面简谐横波以的波速在均匀介质中沿轴正方向传播，质点的振动周期为，振幅为，取在原点处质点经过平衡位置且向正方向运动时作为计时起点。写出 （1）波动函数； （2）距原点为处的质点P的振动表达式。 解：（1）当，由此可得 原点振动的初相位 ………………………………（2分） 故原点的振动表式为 ……………（2分） 因此：波动表式为 ………2分） （2）令 则距原点为处的质点P的振动表式 …（2分） 11、一平面余弦波沿x轴向右传播，在t=0时，O点处于平衡位置向下运动，P点的位移为+A/2向上运动（向上为正），A为振幅，P点在O点右方，且OP=10cmλ，则该波的波长为………………………………………………………………………………………（ ④ ） ① 20cm； ② 120cm； ③ 12cm； ④ 24cm。 12、在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动……………………………………（ ② ） ① 振幅相同，相相同； ② 振幅不同，相相同； ③ 振幅相同，相不同； ④ 振幅不同，相不同。 13、已知波源的振动周期为4.00×10-2s, 波的传播速度为300ms–1, 波沿x 轴正方向传播，则位于x1=10.0m 和x2=16.0m 的两质点振动相位差为（ ）。 13、同一媒质中两列频率相同的平面简谐波的强度之比为I1:I2=9，则两列波的振幅之比A1:A2为（ 3:1 ）。 14、（10分）一平面简谐横波沿着x轴正方向传播，波线上每个质点的最大位移为3.0cm，振动频率为100Hz，两相邻波峰之间的距离为40cm，当t=0时，在x=0处质元的位移为零并向y轴正向运动。 （1）试写出该波的波动表达式； （2）求x=0.1m处质点t=2s时的振动位移。 解：（1）由题意可设该波的波动表达式为