物理学

波速和介质质元的振动速度相同吗？它们各表示什么意思？波的能量是以什么速度传播的？

题目

波速和介质质元的振动速度相同吗？它们各表示什么意思？波的能量是以什么速度传播的？

参考答案和解析
正确答案: 波速和介质质元的振动速度不相同。
波速是振动状态在介质中的传播速度，而质元的振动速度是质元在其平衡位置附近运动的速度。
波的能量传播的速度即为波速。
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第1题：

对平面简谐波而言，波长λ反映（　　）。

A、波在时间上的周期性
B、波在空间上的周期性
C、波中质元振动位移的周期性
D、波中质元振动速度的周期性

答案：B
解析：
波动传播时，同一波线上的两个相邻质点（相位之差为2π）之间的距离称为波长λ。波长反映了波在空间上的周期性。

第2题：

当一平面简谐机械波在弹性媒质中传播时，下述各结论哪个是正确的（ ）。

A.媒质质元的振动能量增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒
B.媒质质元的振动动能和弹性势能都做周期性变化，但二者的相位不相同
C.媒质质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不相等
D.媒质质元在其平衡位置处弹性势能最大

答案：D
解析：
由弹性波的能量密度可知，质元的动能与势能是同相位的，数值也相等。质元达到最大位移时，动能与弹性势能同时为零，质元位移为零时，动能与弹性势能同时最大。

第3题：

超声波的传播速度取决于

A、波的振动频率

B、介质的弹性

C、介质的密度

D、波的振动周期

E、介质的温度


参考答案：D

第4题：

应变完整性检测时，桩顶安装的加速度计（或速度计）检测到的速度幅值是（）

  • A、应力波最大波速
  • B、应力波平均波速
  • C、桩顶质点振动速度
  • D、桩顶球面波

正确答案:A

第5题：

桩身质点振动速度和应力波波速在本质上有何区别？并给出质点振动速度和应力波速的大致范围。


正确答案:（1）区别：
质点振动速度：质点的运动速度，其和锤击力大小、桩的尺寸、桩周土质等有关
应力波波速：应力波的传播速度，其和桩身材质有关
（2）大致范围：
质点振动速度一般为几厘米/秒到几米/秒，应力波波速一般为几百米/秒到几千米/秒

第6题：

平面简谐波的表达式为y=5cos（3t－4x＋5）cm，下列表述中正确的是（　　）。

A．x=3.5cm处介质在t=3s时振动速度与波的传播速度相同
B．x=4.0cm介质的振动方程为y=5cos11cm
C．t=5s时介质中任一点的位移为y=5cos（20－4x）cm
D．波沿x轴负方向传播，波速为0.75cm/s

答案：C
解析：
此波沿x轴正方向传播，波速为0.75cm/s，波长为π/2cm。将x=3.5cm代入波的表达式，则该点的振动方程为y=5cos（3t-9）cm，任意时刻的振动速度为

故t=3s时振动速度为0。x=4.0cm处的振动方程应为y=5cos（3t-11）cm。将t=5s代入表达式可得，介质中任一点的位移为y=5cos（20-4x）cm。

第7题：

在同一介质中，超声波速度与普通声波速度相比（）。

  • A、大
  • B、小
  • C、相同

正确答案:C

第8题：

波传播所经过的介质中，各质点的振动具有( )。

A.相同的相位
B.相同的振幅
C.相同的频率
D.相同的机械能

答案：C
解析：

第9题：

在相同的声压下，材料的声阻抗越大，质点振动速度就越小，因此声阻抗表示（）

  • A、超声场中介质对质点振动的阻碍作用
  • B、超声场中材质的晶粒对超声波的衰减作用
  • C、反射波和透过波的声能分配比例
  • D、以上都对

正确答案:A

第10题：

下列叙述中不正确的是（）。

  • A、在波的传播方向上，相位差为2π的两质元间的距离称波长
  • B、机械波实质上就是在波的传播方向上，介质各质元的集体受迫振动
  • C、波由一种介质进入另一种介质后，频率、波长、波速均发生变化
  • D、介质中，距波源越远的点，相位越落后

正确答案:C

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