109-波的能量、能流密度

109波的能量、能流密度

1.选择题

1，一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某一瞬时，媒质中某质元正处于平衡位置，此

时它的能量是

(A) 动能为零，势能最大 (B) 动能为零，势能为零

(C) 动能最大，势能最大 (D) 动能最大，势能为零

［ ］

2，一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程

中：

(A) 它的动能转换成势能

(B) 它的势能转换成动能

(C) 它从相邻的一段质元获得能量其能量逐渐增大

(D) 它把自己的能量传给相邻的一段质元，其能量逐渐减小

［ ］

3，图示一平面简谐机械波在t 时刻的波形曲线．若此时A 点

处媒质质元的振动动能在增大，则 (A) A 点处质元的弹性势能在减小 (B) 波沿x 轴负方向传播 (C) B 点处质元的振动动能在减小

(D) 各点的波的能量密度都不随时间变化

［ ］

4，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) 媒质质元的振动动能增大时，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作周期性变化，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

［ ］

5，当机械波在媒质中传播时，一媒质质元的最大变形量发生在

(A) 媒质质元离开其平衡位置最大位移处

(B) 媒质质元离开其平衡位置(2/2A )处(A 是振动振幅)

(C) 媒质质元在其平衡位置处

(D) 媒质质元离开其平衡位置A 2

1处（A 是振动振幅） ［ ］

2.判断题

1，当一平面简谐机械波在弹性媒质中传播时，媒质质元的振动动能增大时，其弹性势

能减小，总机械能守恒。

2，媒质质元的振动动能和弹性势能都作周期性变化，但二者的相位不相同。

3，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。

4，一平面简谐机械波在媒质中传播时，若一媒质质元在t 时刻的总机械能是50J ，则该媒质质元的振动势能为25J 。

5，当机械波在媒质中传播时，一媒质质元的最大变形量发生在媒质质元离开其平衡位置最大位移处。

3.填空题

1，一个波源位于O 点，以O 为圆心作两个同心球面，它们的半径分别为R 1和R 2，在两个球面上分别取相等的面积S 1和S 2，则通过它们的平均能流之比=21P /P __________。

2，一平面简谐机械波在媒质中传播时，若一媒质质元在t 时刻的总机械能是10 J ，则在)(T t +（T 为波的周期）时刻该媒质质元的振动动能是___________。

3，一列强度为I （J/sm 2）的平面简谐波通过一面积为S 的平面，波速u ϖ与该平面的法线0n ϖ

的夹角为θ ，则通过该平面的能流是______________________________（J/s ）。

4，一点波源发出均匀球面波，发射功率为4 W ．不计媒质对波的吸收，则距离波源为2 m 处的强度是__________________（J/sm 2）。

5，一球面波在各向同性均匀介质中传播，已知波源的功率为100 W ，若介质不吸收能量，则距波源10 m 处的波的平均能流密度为______________________（J/sm 2）。

6，在同一媒质中两列相干的平面简谐波的强度之比是I 1 / I 2 = 4，则两列波的振幅之比是______________________。

7，一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中，质元的振动势能在逐渐_______________________（填增大或减少）。

8，一个余弦横波以速度u 沿x 轴正向传播，t 时刻波形曲

线如图所示．此时图中A 质点的能量_______________________

（填大于或小于）B 质点的能量。

9，一平面简谐机械波在媒质中传播时，若一媒质质元在平衡位置处的动能为100J ，则该媒质质元在平衡位置处的振动势能为_______________________。

10，一平面简谐波，在横截面积为3.00×10-2m 2的管内的空气中传播，若在10秒内通过截面的能量为2.70×10-2J ，求波的平均能流密度______________________（J/sm 2）。 x

y u O A B