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二.填空题
1.一横波的波函数是y?0.02sin2?(100t?0.4x)(SI),则振幅是 ,波长是 ,频率是 ,波的传播速度是 。
y(m)2.一平面简谐波沿x轴正方向传播,波速u?100m/s,
t?0时刻的波形曲线如图所示。波长??_________;
振幅A?________;频率v = 。
0.20.2O?0.20.61.0x(m)3.一余弦横波以速度u沿x轴正向传播,t时刻波形
曲线如图所示。试分别指出图中A、B、C各质点在该时
?y(m)?u__;B___________; 刻的运动方向:A__________C___________。
4.如图为t?T/4时平面简谐波的波形曲线,
则其波函数为 。
5.一简谐波沿x轴正方向传播,x1和x2两点处的 振动曲线分别如图(a)和(b)所示,已知x2?x1且 ,则x2点的相位比x1点 x2?x1??(?为波长)
的相位滞后 。
6.如图所示一平面简谐波在t?2s时刻的波 形图,波的振幅为0.2m,周期为4s,则图中P 点处的质点的振动方程为:
y= 。
AOBCx(m)y(m)O?0.10u?330m/s4123x(m)y1(m)(a)Ot(s)y2(m)(b)Ot(s)y(m)P0.2O?ux(m)7.S1、S2为振动频率、振动方向均相同的两个点波源,振动方向垂直纸面,两者相距(?为波长)如图。已知S1的初相为
3?2?。 2⑴若使射线S2C上各点由两列波引起的振动均干涉相消,则S2的初相应为 。 ⑵若使S1S2连线的中垂线MN上各点由两列波引起的振动
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均干涉相消,则S2的初相应为 。
8.如图所示,一平面简谐波沿x轴正方向传播,波长为?,若P1点处质点的振动方程为
y1?Acos(2?vt??),则P2点处质点的振动方程为
;与P1点处质点振
L1P1OL2P2x动状态相同的那些点的位置是: 。 9.一简谐波沿x轴正向传播。已知x?0点的振动曲线如下图,试在它右边的图中画出t?T时的波形曲线。
?y(m)u y(m)
OTt(s)OT?x(m)?
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??10.一列强度为I的平面简谐波通过一面积为S的平面,波速u与该平面的法线n的夹角为?,则通过该平面的能流是: 。
11.机械波在媒质中传播过程中,当一媒质质元的振动动能的相位是?/2时,它的弹性势能的相位是: 。
12.如图所示,S1和S2为同相位的两相干波源,相距为L,P点距S1为r;波源S1在P点引起的振动的振幅为A1,波源S2在P点引起的振动的振幅
rS1LPS2为A2,两波波长都是?,则P点的振幅A? 。
13.如果在固定端x?0处反射的反射波函数为y2?Acos2?(vt?x/?),设反射波无能量损失,那么入射波的波函数为y1?__________,形成的驻波的表达_________________式为y?_______________________________________________。
14.S1、S2为两相干波源,相距30m,具有相同的初相和振幅,已知振幅A=0.01m,频率为100Hz,初相为0。现两波源相向发出二简谐波,波长为5m,则
(1)波源的振动方程为 ; (2)在两波源连线的中点处质点的合振动方程为 。
15.三个平面简谐波的波函数为:y1?Acos[?(t?xx)??0],y2?Acos[?(?t)??0]和uu 47
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xy3?Acos[?(?t)??0]。则:
u(1)在y1中,原点处质点的振动初相为 ;(2)y1和 叠加可产生驻波。
16.设沿弦线传播的一入射波的表达式为y1?Acos[?t?(2?x/?)],波在x?L处(B点)发生反射,反射点为自由端(如图),设波在传播和反射过程中 振幅不变,则反射波的表达式为:
y2 = 。 O
y(m)BLx(m)17.一驻波方程为y?2Acos(2?x/?)cos?t,则x???2处质点的振动方程是: y= ;该质点的振动速度表达式是:
v= 。
18.已知一驻波在t时刻各点振动到最大位移处,其波形如图(A)所示;一行波在t时刻的波形如图(B)所示。试分别在图(A)、(B)上注明所示的a、b、c、d四点此时的运动速度的方向(设为横波)。 yy? u(A)(B) a b a b OOx x c c d d x19.设入射波的表达式为y1?Acos[2?(vt?)??],波在x?0处发生反射,反射点为一
?固定端,则入射波和反射波合成的驻波的表达式为 ;驻波的波腹位置所在处的坐标为 。
x 20、真空中有一沿着z轴正方向传播的平面电磁波,O点处电场 强度为Ex?300cos(2??t??)(SI),则O点处磁场强度可表示 为 ,并请在图上
表示出电场强度,磁场强度和传播方向的相互关系。
O y
13z
???21、电磁波在自由空间传播时,某处电场强度为E,磁场强度为H,则该处的坡印廷矢量S为: ,其物理意义是: 。
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三、计算题
1.已知一平面简谐波波函数为y=0.2cos?(2.5t-x),式中x,y以m为单位,t以s为单位,试求:(1)该简谐波的波长、周期、波速;(2)在x=1m处质点的振动方程;(3)在t=0.4s时,该处质点的位移和速度。
2.一平面波传播经过媒质空间某点时,该点振动的初相位为?0,已知该波的振幅为A,角频率为?,媒质中的传播速度为u,(1)写出该点的振动方程,(2)如果以该点为x轴坐标原点,波的传播方向为x轴正向,写出该波的波函数表达式。
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3.一平面简谐波在空间传播,已知波线上某点P的振动规律为y=Acos(?t+?),根据图中所示两种情况,分别列出以O为原点的波函数。
y
y u u
x x l l
O P O P
4.已知波长为的平面简谐波沿x轴负方向传播,x=0处质点的振动方程为:
y?Acos2??ut(SI),其中?为波长,u为波速。试写出该平面简谐波的表达式;并画出t=T
时刻的波形图。
5.一平面简谐波在媒质中以波速u=5m/s沿x轴正向传播,原点O处质元的振动曲线如图所示。求(1)该波的波动方程;(2)25m处质元的振动方程,并画出该处质元的振动曲线;(3)t=3s的波形曲线方程,并画出该时刻的波形曲线。
y/cm 2
t/s
50
O 2 4

