2025年大学物理（驻波实验）试题及答案

2025年大学物理（驻波实验）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.在驻波实验中，关于节点的描述正确的是（）A.振幅始终最大的点B.振幅始终为零的点C.振动速度始终最大的点D.振动加速度始终最大的点答案：B2.驻波形成的条件是（）A.两列波的频率相同、振动方向相同、相位差恒定B.两列波的频率相同、振动方向相反、相位差恒定C.两列波的频率不同、振动方向相同、相位差恒定D.两列波的频率不同、振动方向相反、相位差恒定答案：A3.当弦线上形成驻波时，相邻两节点间的距离为（）A.波长的一半B.波长C.四分之一波长D.二分之一波长的整数倍答案：A4.驻波中，波腹处的特点是（）A.振幅最小B.振幅最大C.振动速度最小D.振动加速度最小答案：B5.若弦线的张力增大，驻波的波长将（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小答案：A6.驻波实验中，测量波长时通常测量的是（）A.相邻两节点间的距离B.相邻两波腹间的距离C.一个完整波形的长度D.任意两点间的距离答案：B7.当两列相干波在空间相遇时，形成驻波的区域内能量（）A.不断增加B.不断减少C.保持不变且在波腹和波节间相互转换D.随机变化答案：C8.驻波的波形随时间（）A.不断向前传播B.不断向后传播C.保持不变D.先向前传播后向后传播答案：C9.在驻波实验中，若弦线的线密度增大，驻波的频率将（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小答案：B10.驻波中，波节处的振动相位（）A.相同B.相反C.相差πD.相差2π答案：C第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本题共5小题，每小题4分。把答案填在题中的横线上。1.驻波是由两列______、______、______的波叠加而成的。答案：频率相同、振动方向相同、相位差恒定2.驻波的波腹处，合振幅______；波节处，合振幅______。答案：最大、为零3.弦线上形成驻波时，相邻两波腹间的距离为______。答案：波长的一半4.驻波实验中，通过测量______和______，利用公式______可计算出波速。答案：频率、波长、v=fλ5.若驻波的波长为λ，波速为v，则其周期T=______。答案：λ/v三、简答题（共15分）答题要求：简要回答问题，条理清晰，语言简洁。1.简述驻波形成的原理。答案：两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定的相干波在同一直线上沿相反方向传播时叠加形成驻波。在叠加区域，某些点始终加强，形成波腹；某些点始终减弱，形成波节，波形不随时间向前传播。2.驻波有哪些特点？答案：驻波波形不随时间传播且有波腹和波节；波腹处振幅最大，波节处振幅为零；相邻两波腹或波节间距离为波长一半；驻波中各点振动相位不同，波腹处相位相同，波节两侧相位相反；能量在波腹和波节间相互转换，总量保持不变。3.在驻波实验中，如何调节弦线的张力来改变驻波的波长？答案：增大弦线张力时，弦线中的波速增大，根据v=fλ（频率不变），波长将增大；减小弦线张力时，波速减小，波长将减小。通过调节弦线两端的砝码等装置来改变弦线张力大小。四、实验题（共15分）材料：在驻波实验中，某同学进行了如下操作：将弦线一端固定在振动源上，另一端绕过滑轮悬挂砝码。调节振动源频率，使弦线上形成驻波。测量了不同频率下驻波的波长，并记录了相关数据。1.请简述该同学测量波长的方法。答案：该同学通过测量相邻两波腹间的距离来确定波长。在弦线上找到清晰的波腹位置，并使用测量工具（如直尺）测量相邻两个波腹之间的距离，此距离即为波长的一半，再乘以2得到波长。2.若该同学记录的数据如下：频率f1=50Hz时，波长λ1=2m；频率f2=100Hz时，波长λ2=1m。请分析频率与波长的关系。答案：根据记录的数据，可发现频率与波长成反比关系。当频率从50Hz增大到100Hz时，波长从2m减小到1m。由波速公式v=fλ可知，在波速不变的情况下，频率增大，波长必然减小。3.该同学在实验过程中发现，当弦线长度改变时，驻波的频率也会发生变化。请解释原因，并说明如何通过实验验证。答案：弦线长度改变时，驻波的频率变化是因为弦线长度影响了弦线振动的固有频率。当弦线长度变化时，其振动模式改变，固有频率也改变，从而驻波频率改变。验证方法：保持其他条件不变，改变弦线长度，观察驻波频率变化。可通过测量不同弦线长度下驻波的频率，并记录数据，分析频率与弦线长度的关系来验证。五、计算题（共20分）材料：在驻波实验中，已知弦线的线密度为μ=0.1g/m，弦线张力为T=10