题目
当一平面简谐机械波在弹性介质中传播时,下列表述错误的是()A. 介质质元在其平衡位置处弹性势能最大B. 机械波质元的振动动能增大时,其弹性势能减小、总机械能守恒C. 机械波传播的实质是能量的传播D. 平面简谐波各质元的振幅和频率与波源不同
当一平面简谐机械波在弹性介质中传播时,下列表述错误的是()
A. 介质质元在其平衡位置处弹性势能最大
B. 机械波质元的振动动能增大时,其弹性势能减小、总机械能守恒
C. 机械波传播的实质是能量的传播
D. 平面简谐波各质元的振幅和频率与波源不同
题目解答
答案
D. 平面简谐波各质元的振幅和频率与波源不同
解析
本题考查平面简谐机械波的基本性质,重点在于理解波传播的特性及质元振动的规律。关键点包括:
- 波传播的是振动形式和能量,而非质元的移动;
- 质元的振动频率与波源相同,振幅可能因传播而衰减;
- 简谐振动中动能与势能的转换关系;
- 总机械能守恒的条件。
错误选项需结合上述知识点逐一排除。
选项A
介质质元在平衡位置时弹性势能最大
正确。质元经过平衡位置时速度最大,动能最大,此时弹性形变最大,弹性势能也最大。
选项B
机械波质元的振动动能增大时,其弹性势能减小、总机械能守恒
正确。简谐振动中,动能与势能总和为定值(总机械能),动能增大时势能必然减小,但总机械能守恒。
选项C
机械波传播的实质是能量的传播
正确。波传播的是能量和振动形式,能量通过质元间的相互作用传递。
选项D
平面简谐波各质元的振幅和频率与波源不同
错误。平面简谐波的质元振动频率与波源相同,振幅可能因传播距离或介质吸收而衰减,但题目中“与波源不同”表述不准确,频率应相同。