大学物理 马文蔚 波动试题

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1、第10章波动作业题班级:学号:姓名:一、简答题1.惠更斯原理的内容是什么?利用惠更斯原理可以定性解释哪些物理现象?答案:介质中任一波振面上的各点,都可以看做发射子波的波源,其后任一时刻,这些子波的包络面就是该时刻的波振面。利用惠更斯原理可以定性解释波的干涉、衍射反射和折射现象。1.平面简谐波传播过程中的能量特点是什么?在什么位置能量为最大?答案:能量从波源向外传播,波传播时某一体元的能量不守桓,波的传播方向与能量的传播方向一致,量值按正弦或余弦函数形式变化,介质中某一体元的波动动能和势能相同,处于平衡位置处的

2、质点,速度最大,其动能最大,在平衡位置附近介质发生的形变也最大,势能也为最大。3.简述波动方程的物理意义。答:波函数,是波程x和时间t的函数,描写某一时刻任意位置处质点振动位移。(1)当时,,为距离波源为d处一点的振动方程。(2)当时(为常数),,为某一时刻各质点的振动位移,波形的“拍照”。4.驻波是如何形成的?驻波的相位特点什么?答案:驻波是两列频率、振幅相同的相干波在同一直线上沿相反方向传播时叠加而成。驻波的相位特点是:相邻波节之间各质点的相位相同,波节两边质点的振动有的相位差。二、选择题1.在下面几种说

3、法中,正确的说法是(C)。(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一质点振动相位总是比波源的相位滞后;(D)在波传播方向上的任一质点的振动相位总是比波源的相位超前.2.一横波以速度u沿x轴负方向传播,t时刻波形图如图所示,则该时刻(B)。(A)A点相位为;(B)B点相位为(C)C点相位为;(D)D点向上运动;3.一列波在介质分界面反射而产生半波损失的条件是(C)。(A)波是横波(B)波是纵波(C)波从波疏介质入射到波密介质(D)波从

4、波密介质入射到波琉介质4.在简谐波传播过程中,沿传播方向相距为(l为波长)的两点的振动速度必定(A)。A.大小相同,而方向相反B.大小和方向均相同C.大小不同,方向相同D.大小不同,而方向相反6第10章波动作业题班级:学号:姓名:5. 一平面简谐波的波动方程为,则x=5m处质点的振动曲线为(A)。三、填空题1.已知平面简谐波的波动方程为,则波长为200;周期为0.8;波速为250;波沿轴负方向传播。2.有一平面简谐波沿轴正方向传播,波速为6,已知在处的质点的振动方程为,则波动方程为;质点在轴上处的振动方程为。

5、3.有一平面简谐波沿轴负方向传播,波源谐振动的周期,振幅为,由平衡位置向正方向运动到一半振幅时开始计时,波速为,则波动方程为;波在处的质点的初相位为。4、火车以的速度行驶,其汽笛声的频率为500Hz,火车进站时观察者听到汽笛声的频率,火车离开车站时观察者听到汽笛声的频率.(空气中的声速330m/s)三、计算题1.一平面简谐波在介质中以波速沿轴正方向传播,原点处质点的振动曲线如图所示。求:(1)该波的波动方程;(2)处质点的振动方程。6第10章波动作业题班级:学号:姓名:2、已知一平面简谐波在t=0时刻的波形曲

6、线如图所示,波速。试求:(1)该平面简谐波的波函数;(2)P点的振动方程;(3)P点回到平衡位置所需的最短时间。解:(1)设平面简谐波的波函数为由旋转矢量法可知:初相位,x=5.0m处的相位,所以    ,,  (2)对于P点,相位为振动方程为 (3)由前P点回到平衡位置满足的条件为6第10章波动作业题班级:学号:姓名:  3、一平面余弦波在时波形图如下,(1)画出时波形图;(2)求O点振动方程;(3)求波动方程。解:(1)时波形图即把时波形自-X方向平移个周期即可,见上图中下面的结果。(2)设O处质点振动方

7、程为可知:时,O处质点由平衡位置向下振动,由旋转矢量图知,(3)波动方程为:6第10章波动作业题班级:学号:姓名:即4.平面简谐波以波速沿轴正向传播,轴上、、三点的坐标如()图所示,已知点处质点的振动曲线如图()所示。求:(1)点的振动方程;(2)若以点作为原点,求波动方程;(3)时刻、两点振动的相位差。5.如图所示为一平面简谐在时刻的波形图,设此简谐波的频率为250Hz,若波沿x负方向传播。(1)该波的波动方程;(2)画出时刻的波形图;(3)距原点为100m处质点的振动方程与振动速度表达式。6第10章波动作

8、业题班级:学号:姓名:6

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