第十一章 機(jī)械波作業(yè)答案

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1、姓名__________學(xué)號(hào)____________《大學(xué)物理Ⅱ》答題紙第十一章第十一章機(jī)械波一.選擇題圖14-10[C]1．（基礎(chǔ)訓(xùn)練1）圖14-10為一平面簡(jiǎn)諧波在t=2s時(shí)刻的波形圖，則平衡位置在P點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程是(A)(SI)．(B)(SI)．(C)(SI)．(D)(SI)．★提示：設(shè)P點(diǎn)的振動(dòng)方程為，三個(gè)特征量可由圖獲知。；由圖中可知，當(dāng)t=2s時(shí)，P點(diǎn)的位移為振幅的一半，且振動(dòng)速度小于零，所以此時(shí)的相位為，即，得，將三個(gè)特征量代入振動(dòng)方程即得答案。圖14-11[D]2．（基礎(chǔ)訓(xùn)練2）一平面簡(jiǎn)諧波，沿x軸負(fù)方向傳播．角頻率為w，波速為u．設(shè)t=

2、T/4時(shí)刻的波形如圖14-11所示，則該波的表達(dá)式為：(A)．(B)．(C)．(D)．★提示：設(shè)x=0處的振動(dòng)方程為，可根據(jù)初始條件確定。將波形圖向右平移，即得t=0時(shí)的波形圖，由t=0的波形圖可知，，，又知波沿x軸負(fù)方向傳播，所以該波的表達(dá)式為.[B]3．（基礎(chǔ)訓(xùn)練5）在駐波中，兩個(gè)相鄰波節(jié)間各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)(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__________學(xué)號(hào)____________《大學(xué)物理Ⅱ》答題紙第十一章★提示：駐波特點(diǎn)。圖14-14[D]4．（基礎(chǔ)訓(xùn)練7）如圖14-14所

3、示，兩列波長(zhǎng)為l的相干波在P點(diǎn)相遇．波在S1點(diǎn)振動(dòng)的初相是f1，S1到P點(diǎn)的距離是r1；波在S2點(diǎn)的初相是f2，S2到P點(diǎn)的距離是r2，以k代表零或正、負(fù)整數(shù)，則P點(diǎn)是干涉極大的條件為：(A)．(B)．(C)．(D)．★提示：干涉極大條件為.[D]5．（自測(cè)提高5）當(dāng)一平面簡(jiǎn)諧機(jī)械波在彈性媒質(zhì)中傳播時(shí)，下述各結(jié)論哪個(gè)是正確的？(A)媒質(zhì)質(zhì)元的振動(dòng)動(dòng)能增大時(shí)，其彈性勢(shì)能減小，總機(jī)械能守恒．(B)媒質(zhì)質(zhì)元的振動(dòng)動(dòng)能和彈性勢(shì)能都作周期性變化，但二者的相位不相同．(C)媒質(zhì)質(zhì)元的振動(dòng)動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相位在任一時(shí)刻都相同，但二者的數(shù)值不相等．(D)媒質(zhì)質(zhì)元在其平衡位置

4、處彈性勢(shì)能最大．★提示：[D]6．（自測(cè)提高6）如圖所示，S1和S2為兩相干波源，它們的振動(dòng)方向均垂直于圖面，發(fā)出波長(zhǎng)為l的簡(jiǎn)諧波，P點(diǎn)是兩列波相遇區(qū)域中的一點(diǎn)，已知，，兩列波在P點(diǎn)發(fā)生相消干涉．若S1的振動(dòng)方程為，則S2的振動(dòng)方程為(A)．(B)．(C)．(D)★提示：設(shè)S2的振動(dòng)初相為，兩列波在P點(diǎn)發(fā)生相消干涉，意味著相位差滿足，得，所以（D）正確。一.填空題7．（基礎(chǔ)訓(xùn)練13）設(shè)入射波的表達(dá)式為．波在x=08姓名__________學(xué)號(hào)____________《大學(xué)物理Ⅱ》答題紙第十一章處發(fā)生反射，反射點(diǎn)為自由端，則形成的駐波表達(dá)式為．★提示：（1）因

5、為反射點(diǎn)為自由端，該點(diǎn)為波腹，所以沒有半波損失，入射波和反射波在反射點(diǎn)的振動(dòng)同相。，依題意，反射波沿著x軸正向傳播，所以，反射波表達(dá)式為；駐波表達(dá)式為.8．（基礎(chǔ)訓(xùn)練14）一廣播電臺(tái)的平均輻射功率為20kW．假定輻射的能量均勻分布在以電臺(tái)為球心的球面上．那么，距離電臺(tái)為10km處電磁波的平均輻射強(qiáng)度為1.59×10-5W·m-2．★提示：。9．（基礎(chǔ)訓(xùn)練16）在真空中沿著z軸負(fù)方向傳播的平面電磁波，O點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度為(SI)，則O點(diǎn)處磁場(chǎng)強(qiáng)度為A/m．在圖14-18上表示出電場(chǎng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)強(qiáng)度和傳播速度之間的相互關(guān)系．★提示：根據(jù)電磁波的性質(zhì)：，得其中10．（基

6、礎(chǔ)訓(xùn)練17）一列強(qiáng)度為I的平面簡(jiǎn)諧波通過一面積為S的平面，波速與該平面的法線★提示：11．（基礎(chǔ)訓(xùn)練18）一列火車以20m/s的速度行駛，若機(jī)車汽笛的頻率為600Hz，一靜止觀測(cè)者在機(jī)車前和機(jī)車后所聽到的聲音頻率分別為637.5Hz和566.7Hz（設(shè)空氣中聲速為340m/s）．★提示：波源在運(yùn)動(dòng)。8姓名__________學(xué)號(hào)____________《大學(xué)物理Ⅱ》答題紙第十一章12．（自測(cè)提高13）兩列波在一根很長(zhǎng)的弦線上傳播，其表達(dá)式為y1=6.0×10-2cosp(x-40t)/2(SI),y2=6.0×10-2cosp(x+40t)/2(SI)則合成

7、波的表達(dá)式為；在x=0至x=10.0m內(nèi)波節(jié)的位置是；波腹的位置是．★提示：合成波表達(dá)式為，根據(jù)得波節(jié)位置；根據(jù)得波腹位置。三.計(jì)算題圖14-1913．（基礎(chǔ)訓(xùn)練20）一列平面簡(jiǎn)諧波在媒質(zhì)中以波速u=5m/s沿x軸正向傳播，原點(diǎn)O處質(zhì)元的振動(dòng)曲線如圖14-19所示．(1)求解x=25m處質(zhì)元的振動(dòng)曲線．(2)求解t=3s時(shí)的波形曲線．解：設(shè)O處質(zhì)元的振動(dòng)方程為，由振動(dòng)曲線可得：，時(shí)，，.而所以，波函數(shù)為（1）x=25m處質(zhì)元的振動(dòng)方程：將x=25m代入波函數(shù)，得(m)振動(dòng)曲線見圖(a)（2）t=3s時(shí)的波形曲線方程：將t=3s代入波函數(shù)，得(m)波形曲線見圖

8、(b)8姓名__________學(xué)號(hào)________