大学物理练习册习题及答案6--波动学基础.doc

习题及参考答案 波动学基础 参考答案 ? 思考题 ? 5-1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 （A）振动频率越高，波长越长； （B）振动频率越低，波长越长； （C）振动频率越高，波速越大； （D）振动频率越低，波速越大。 5-2在下面几种说法中，正确的说法是 （A）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； （B）波源振动的速度与波速相同； （C）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； （D）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 5-3一平面简谐波沿ox正方向传播，波动方程为 (SI) 该波在t=0.5s时刻的波形图是（ ） 5-4图示为一沿x轴正向传播的平面 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-π到π 之间的值，则（） （A）1点的初位相为1=0 （B）0点的初位相为0=-π/2 （C）2点的初位相为2=0 （D）3点的初位相为3=0 5-5一平面简谐波沿x轴负方向传播。已知x=b处质点的振动方程为，波速为u，则振动方程为（ ） (A) (B) (C) (D) 5-6一平面简谐波，波速u=5m?s-1，t=3s时刻的波形曲线如图所示，则处的振动方程为（ ） （A） (SI) （B） (SI) （C） (SI) （D） (SI) 5-7一平面简谐波沿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（ ） 5-8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？ （A）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； （B）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； （C）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； （D）媒质质元在其平衡位置处弹性势能最大。 5-9一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。 5-10图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 (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， (D)各点的波的能量密度都不随时间变化。 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； (C)它从相邻的一段媒质质元获得能量，其能量逐渐增加； (D)它把自己的能量传给相邻一段媒质质元，其能量逐渐减小。 5-12 S1和S2是波长为λ的两个相干波的波源，相距3λ/4，S1的位相比S2超前π/2，若两波单独传播时，在过S1和S2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I0，则在S1、S2连线上S1外侧和S2外侧各点，合成波的强度分别是 (A) 4 I0, 4 I0；(B) 0, 0；(C) 0, 4 I0；(D) 4 I0，0。 5-13在一根很长的弦线上形成的驻波是 (A)由两列振幅相等的相干波，沿着相同方向传播叠加而形成的； (B)由两列振幅不相等的相干波，沿着相同方向传播叠加而形成的； (C)由两列振幅相等的相干波，沿着反方向传播叠加而形成的； (D)由两列波，沿着反方向传播叠加而形成的。 5-14某时刻驻波波形曲线如图所示， 则a、b两点的位相差是 (A) π (B) π/2 (C) 5π/4；(D)0。 5-15在弦线上有一简谐波，其表达式是 (SI) 为了在此弦线上形成驻波，并且在x=0处为一波节，此弦线上还应有一简谐波，其表达式为 （A） (SI) （B）(SI) （C）(SI) （D） (SI) 5-16如图所示，为一向右传播的简谐波在t时刻的波形图，BC为波密介质的反射面，波由P点反射，则反射波在t时刻的波形图为 ? 习题 ?5-1一横波方程为 式中A=0. 01m，λ=0.2m，u=25m/s，求t=0.1s时在x=2m处质点振动的位移、速度、加速度。 5-2一平面简谐波沿x轴正向传播，其振幅和角频率分为A和ω，波速为u，设t=0时的波形曲线如图所示。 (1)写出此波的波动方程。 (2) 求距o点分别为λ/8和3λ/8两处质点的振动方程。 (3)求距o点分别为λ/8和3λ/8两处质点在t=0时的振动速度： 5-3如图所示为一平面简谐波在t=0时刻的波形图，设此简谐波的频率为250Hz,且此时质点P的运动方向向下，求 (1)该波的波动方程； (2