大学物理练习册习题及答案6--波动学基础

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1、习题及参考答案第五章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

2、方向传播，波动方程为(SI)思考题5-3图该波在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，若振动以余弦思考题5-4图函数表示，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=05-5一平面简谐波沿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）(

3、SI)（B）(SI)思考题5-7图思考题5-6图（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

4、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。思考题5-10图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

5、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。5-12S1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)4I0,4I0；(B)0,0；(C)0,4I0；(D)4I0，0。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

6、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；思考题5-14图(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)思考题5-16图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

7、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)在距原点o

8、为100m处质点的振动方程与振动速度表达式。习题5-3图习题5-4图习题5-2图5-4如图，一平面波在介质中以速度u=20m/s沿x轴负方向传播，已知A点的振动方程为(SI)(1