大学物理波动练习1

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练习 一 一、选择题 1． 一个平面简谐波沿x轴负方向传播，波速ｕ=10m/s。x=0处，质点振动曲线如图所示，则该波的表式为 ) ( ) y ( m（A）y?2cos(（B）y?2cos(（C）y?2sin(（D）y?2sin(?2t?t?t?t??20x?x?x?x??2)m； )m；

2?22?20?2??2?20?2o)m； )m。

1234t(s)?20?2?22． 一个平面简谐波沿x轴正方向传播，波速为u=160m/s，t=0时刻的波形图如图所示，则该波的表式为 y ( m ) ( ) （A）y?3cos(40?t?（B）y?3cos(40?t?（C）y?3cos(40?t?（D）y?3cos(40?t??4x?x?x?x??2)m； )m； )m； )m。

3?u?4?2ox(m)?4?248?4?2?33． 一个平面简谐波在弹性媒质中传播，媒质质元从最大位置回到平衡位置的过程中 ( )

（A）它的势能转化成动能； （B）它的动能转化成势能；

（C）它从相邻的媒质质元获得能量，其能量逐渐增加；

（D）把自己的能量传给相邻的媒质质元，其能量逐渐减小。

4． 一平面简谐波在弹性媒质中传播时，在传播方向上某质元在某一时刻处于最大位移处，则它的 ( )

（A）动能为零，势能最大； （B）动能为零，势能也为零； （C）动能最大，势能也最大； （D）动能最大，势能为零。

??5． 电磁波在自由空间传播时，电场强度E与磁场强度H ( )

（A）在垂直于传播方向上的同一条直线上；

（B）朝互相垂直的两个方向传播； （C）互相垂直，且都垂直于传播方向； （D）有相位差?/2。

6． 在同一媒质中两列相干的平面简谐波强度之比是I1:I2?4，则两列波的振幅之比

A1:A2为 （ ）

（A） 4； （B） 2； （C） 16； （D） 1/4。 二、填空题

1． 产生机械波的必要条件是 和 。 2． 一平面简谐波的周期为2.0s，在波的传播路径上有相距为2.0cm的M、N两点，如果N点的位相比M点位相落后?/6，那么该波的波长为 ，波速为 。

3． 处于原点（x=0）的一波源所发出的平面简谐波的波动方程为y?Acos(Bt?Cx)，其中A、B、C皆为常数。此波的速度为 ；波的周期为 ；波长为 ；离波源距离为l处的质元振动相位比波源落后 ；此质元的初相位为 。 4． 一列强度为I的平面简谐波通过一面积为S的平面，波的传播方向与该平面法线的夹角为?，则通过该平面的能流是 。 5． 一平面简谐波沿ox轴正向传播，波动方程为y?Acos[?(t?x?)?]，则x?L1处u4质点的振动方程为 ，x??L2处质点的振动和x?L1处质点的振动的位相差为?2??1? 。

6． 我们 （填能或不能）利用提高频率的方法来提高波在媒质中的传播速度。

三、计算题

10?t?4?x)（SI制）。 1． 一横波沿绳子传播时的波动表式为y?0.05cos(（1）求此波的振幅、波速、频率和波长。

（2）求绳子上各质点振动的最大速度和最大加速度。

（3）求x=0.2m处的质点在t=1s时的相位，它是原点处质点在哪一时刻的相位？ （4）分别画出t=1s、1.25s、1.50s各时刻的波形。

2． 一平面简谐波在介质中以速度u=20m/s沿x轴负方向传播，已知a点的振动表式为

ya?3cos4?t（SI制）。

（1）以a为坐标原点写出波动表式。

（2）以距a点5m处的b点为坐标原点，写出波动表式。

b5m?ua3． 一列沿x正向传播的简谐波，已知t1?0和t2?0.25s时的波形如图所示。（假设周期T?0.25s）试求

0.2（1）P点的振动表式； t1?0（2）此波的波动表式； x(m)oP（3）画出o点的振动曲线。 ?0.2t2?0.25s 0.45

4． 一平面简谐声波，沿直径为0.14m的圆柱形管行进，波的强度为9.0?10-3W/m2，频率为300Hz，波速为300m/s。问：

（1）波的平均能量密度和最大能量密度是多少？

（2）每两个相邻的、相位差为2?的同相面间有多少能量？

y(m)

5． 一平面简谐声波的频率为500Hz，在空气中以u=340m/s速度传播，到达人耳时，振幅A?10cm，试求人耳接收到声波的平均能量密度和声强（能流密度）。（空气的密度??1.29kg/m3）。

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