大学物理7章作业分析

第七章机械波

一. 选择题

1. 机械波的表示式为（SI），则

(A) 其振幅为3m (B) 其波速为10m/s (C) 其周期为1/3s (D) 波沿x轴正向传播

2. 一平面简谐波沿x轴正向传播，时波形图如图示，

此时处质点的相位为

(A) 0 (B) π

(C) π/2 (D) - π/2

3. 频率为100Hz、波速为300m/s的简谐波，在传播方向上有两点同一时刻振动相位差为π/3，则这两点相距

(A) 2m (B) 21.9m

(C) 0.5m (D) 28.6m

4. 一平面简谐波在介质中传播，某瞬时介质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量为

(A) 动能最大，势能为零 (B) 动能为零，势能最大

(C) 动能为零，势能为零 (D) 动能最大，势能最大

5. 一平面简谐波在弹性介质中传播，下述各结论哪个是正确的？

(A) 介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) 介质质元的振动动能和弹性势能做周期性变化，但二者的相位不相同

(C) 介质质元的振动动能和弹性势的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不相等

(D) 介质质元在其平衡位置处弹性势能最大

6. 两相干波源S1、S2发出的两列波长为λ的同相位波列在P点相遇，S1到P点的距离是r1，S2到P点的距离是r2，则P点干涉极大的条件是

(A)

(B)

(C)

(D)

7. 两相干波源S 1和S2相距λ/4（λ为波长），S1的相位比S2的相位超前，在S1、S2连线上，S1外侧各点（例如P点）两波干涉叠加的结果是

(A) 干涉极大

(B) 干涉极小

(C) 有些点干涉极大，有些点干涉极小

(D)无法确定

8. 在波长为λ的驻波中，任意两个相邻波节之间的距离为

(A) λ (B) 3λ/4 (C) λ/2 (D) λ/4

二. 填空题

9. 一声波在空气中的波长是0.25m，传播速度时340m/s，当它进入另一种介质时，波长变成了0.37m，则它在该介质中的传播速度为__________________.

10. 平面简谐波沿x轴正向传播，波动方程为，则处质点的振动方程为_________________，处质点与处质点振动的相位差为_______.

11. 简谐波沿x轴正向传播，传播速度为5m/s ，原点O振动方程为

(SI)，则处质点的振动方程为_____________________.

12. 一平面简谐波周期为2s，波速为10m/s，A、B是同一传播方向上的两点，间距为5m，则A、B两点的相位差为_______________.

13. S1、S2是两个相干波源，已知S1初相位为，若使S1S2连线中垂线上各点均干涉相消，S 2的初相位为_______________.

14. 如图，波源S1、S2发出的波在P点相遇，若P点的合振

幅总是极大值，则波源S1的相位比S2的相位领先

_____________________.

三. 计算题

15. 一横波沿绳子传播时的波动表式为 )410cos(05.0x t y ππ-=[SI] . 求：

（1）此波的振幅、波速、频率和波长; （2）绳子上各质点振动的最大速度和最大加速度;

16. 波源做简谐振动，振幅为0.1m ，振动周期为0.01s . 以它经过平衡位置向正方向运动时为计时起点，若此振动以的速度沿直线传播，求距波源8m 处P 点的振动方程.

17. 如图，一平面波在介质中以速度1

s m 20-⋅=u 沿x 轴负方向传播，已知a 点的振动表式为

t y a π4cos 3= [SI]．（1）以a 为坐标原点写出波动方程；

（2）以与a 点相距m 5处的b 点为坐标原点，写出波动方程．

18. 如图所示，已知和时的波形曲线分别为图中实线曲线Ⅰ和虚线曲线Ⅱ，波沿x轴正向传播. 根据图中给出的条件，求：（1）波动方程；（2）P点质元的振动方程.

19. 如图所示，两相干波源分别在P、Q两点，它们发出频率为ν，波长为λ，初相相同的两列相干波，振幅分别为A1和A2 ，设2/

=

PQ，R为PQ连线上的一点．求：

3λ

（1）自P、Q发出的两列波在R处的相位差；

（2）两波在R处干涉时的合振幅．

第七章机械波参考答案

一. 选择题

1. (C)

2. (C)

3. (C)

4.（D）

5. （D）

6. (C)

7.（B）

8.（C）

二. 填空题 9. ( 503 m/s ) 10. (

；

)

11. ( )

12. ( π/2 ) 13. ( - π/2 ) 14. ( - 2π/3 ) 三. 计算题

15. 一横波沿绳子传播时的波动表式为 )410cos(05.0x t y ππ-=[SI] . 求： （1）此波的振幅、波速、频率和波长;

（2）绳子上各质点振动的最大速度和最大加速度; 解：（1）波动方程

可得振幅

频率

波长 波速

（2）绳上各质点振动时的最大速度

绳上各质点振动时的最大加速度

16. 波源做简谐振动，振幅为0.1m ，振动周期为0.01s . 以它经过平衡位置向正方向运动时为计时起点，若此振动以的速度沿直线传播，求距波源8m 处P 点的振动方程.

解: 波源振动方程为

简谐波的波动方程为