第十一章 机械波作业答案

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1、姓名__________学号____________《大学物理Ⅱ》答题纸第十一章第十一章机械波一.选择题图14-10[C]1．（基础训练1）图14-10为一平面简谐波在t=2s时刻的波形图，则平衡位置在P点的质点的振动方程是(A)(SI)．(B)(SI)．(C)(SI)．(D)(SI)．★提示：设P点的振动方程为，三个特征量可由图获知。；由图中可知，当t=2s时，P点的位移为振幅的一半，且振动速度小于零，所以此时的相位为，即，得，将三个特征量代入振动方程即得答案。图14-11[D]2．（基础训练2）一平面简谐波，沿x轴负方向传播．角频率为w，波速为u．设t=T/4时刻的波形如图1

2、4-11所示，则该波的表达式为：(A)．(B)．(C)．(D)．★提示：设x=0处的振动方程为，可根据初始条件确定。将波形图向右平移，即得t=0时的波形图，由t=0的波形图可知，，，又知波沿x轴负方向传播，所以该波的表达式为.[B]3．（基础训练5）在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动(A)振幅相同，相位相同．(B)振幅不同，相位相同．(C)振幅相同，相位不同．(D)振幅不同，相位不同．8姓名__________学号____________《大学物理Ⅱ》答题纸第十一章★提示：驻波特点。图14-14[D]4．（基础训练7）如图14-14所示，两列波长为l的相干波在P点相遇．波在S1

3、点振动的初相是f1，S1到P点的距离是r1；波在S2点的初相是f2，S2到P点的距离是r2，以k代表零或正、负整数，则P点是干涉极大的条件为：(A)．(B)．(C)．(D)．★提示：干涉极大条件为.[D]5．（自测提高5）当一平面简谐机械波在弹性媒质中传播时，下述各结论哪个是正确的？(A)媒质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，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性变化，但二者的相位不相同．(C)媒质质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不相等．(D)媒质质元在其平衡位置处弹性势能最大．★提示：[D]6．（自测提高6）如图所示，S1和S

4、2为两相干波源，它们的振动方向均垂直于图面，发出波长为l的简谐波，P点是两列波相遇区域中的一点，已知，，两列波在P点发生相消干涉．若S1的振动方程为，则S2的振动方程为(A)．(B)．(C)．(D)★提示：设S2的振动初相为，两列波在P点发生相消干涉，意味着相位差满足，得，所以（D）正确。一.填空题7．（基础训练13）设入射波的表达式为．波在x=08姓名__________学号____________《大学物理Ⅱ》答题纸第十一章处发生反射，反射点为自由端，则形成的驻波表达式为．★提示：（1）因为反射点为自由端，该点为波腹，所以没有半波损失，入射波和反射波在反射点的振动同相。，依题

5、意，反射波沿着x轴正向传播，所以，反射波表达式为；驻波表达式为.8．（基础训练14）一广播电台的平均辐射功率为20kW．假定辐射的能量均匀分布在以电台为球心的球面上．那么，距离电台为10km处电磁波的平均辐射强度为1.59×10-5W·m-2．★提示：。9．（基础训练16）在真空中沿着z轴负方向传播的平面电磁波，O点处电场强度为(SI)，则O点处磁场强度为A/m．在图14-18上表示出电场强度，磁场强度和传播速度之间的相互关系．★提示：根据电磁波的性质：，得其中10．（基础训练17）一列强度为I的平面简谐波通过一面积为S的平面，波速与该平面的法线★提示：11．（基础训练18）一列

6、火车以20m/s的速度行驶，若机车汽笛的频率为600Hz，一静止观测者在机车前和机车后所听到的声音频率分别为637.5Hz和566.7Hz（设空气中声速为340m/s）．★提示：波源在运动。8姓名__________学号____________《大学物理Ⅱ》答题纸第十一章12．（自测提高13）两列波在一根很长的弦线上传播，其表达式为y1=6.0×10-2cosp(x-40t)/2(SI),y2=6.0×10-2cosp(x+40t)/2(SI)则合成波的表达式为；在x=0至x=10.0m内波节的位置是；波腹的位置是．★提示：合成波表达式为，根据得波节位置；根据得波腹位置。三.计算

7、题图14-1913．（基础训练20）一列平面简谐波在媒质中以波速u=5m/s沿x轴正向传播，原点O处质元的振动曲线如图14-19所示．(1)求解x=25m处质元的振动曲线．(2)求解t=3s时的波形曲线．解：设O处质元的振动方程为，由振动曲线可得：，时，，.而所以，波函数为（1）x=25m处质元的振动方程：将x=25m代入波函数，得(m)振动曲线见图(a)（2）t=3s时的波形曲线方程：将t=3s代入波函数，得(m)波形曲线见图(b)8姓名__________学号________