大学物理振动与波动 下载本文

3145.如图所示为一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图,该

y (m)波的波速u = 200 m/s,则P处质点的振动曲线为

u0.1 Ox (m)yP (m)yP (m)P[ C ] 100 0.10.1 0.5 02t (s)0t (s)(A)(B)

yP (m)yP (m)

0.10.1 00.5 t (s)01t (s)(C)(D)

3087.一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. [ C ]

3089.一平面简谐波在弹性媒质中传播,在媒质质元从最大位移处回到平衡位置的过程中

(A) 它的势能转换成动能. (B) 它的动能转换成势能. (C) 它从相邻的一段媒质质元获得能量,其能量逐渐增加.

(D) 它把自己的能量传给相邻的一段媒质质元,其能量逐渐减小.

[ C ]

3287.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. [ D ]

3288.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(2A/2)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

1. [ C ] A处(A是振动振幅)

2

3433. 如图所示,两列波长为? 的相干波在P点相遇.波在S1点振动的初相是??1,S1到P点的距离是r1;波在S2点的初相是??2,S2到P点的距离是r2,以k代表零或正、负整数,则P点是干涉极大的条件为:

(A) r2?r1?k?. (B) ?2??1?2k?. (C) ?2??1?2?(r2?r1)/??2k?.

(D) ?2??1?2?(r1?r2)/??2k?.

[ D ]

S1S2r1r2P

3101.在驻波中,两个相邻波节间各质点的振动 (A) 振幅相同,相位相同. (B) 振幅不同,相位相同.

(C) 振幅相同,相位不同. (D) 振幅不同,相位不同. [ B ]

3308.在波长为? 的驻波中,两个相邻波腹之间的距离为 (A) ??/4. (B) ??/2.

(C) 3??/4. (D) ??. [ B ]

3591.沿着相反方向传播的两列相干波,其表达式为 y1?Acos2?(?t?x/?) 和 y2?Acos2?(?t?x/?).

在叠加后形成的驻波中,各处简谐振动的振幅是 (A) A. (B) 2A.

(C) 2Acos(2?x/?). (D) |2Acos(2?x/?)|. [ D ]

3593.有两列沿相反方向传播的相干波,其表达式为 y1?Acos2?(?t?x/?) 和 y2?Acos2?(?t?x/?). 叠加后形成驻波,其波腹位置的坐标为: (A) x =±k?. (B) x?? (C) x??1(2k?1)?. 21k?. (D) x??(2k?1)?/4. 2其中的k = 0,1,2,3, …. [ C ]

填空题

3009.一弹簧振子作简谐振动,振幅为A,周期为T,其运动方程用余弦函数表示.若t = 0时,

(1) 振子在负的最大位移处,则初相为______________________;

(2) 振子在平衡位置向正方向运动,则初相为________________;

(3) 振子在位移为A/2处,且向负方向运动,则初相为______.

答:? 1分 -?? /2 2分 ???. 2分

3010.有两相同的弹簧,其劲度系数均为k.

(1)

把它们串联起来,下面挂一个质量为m的重物,此系统作简谐振动的周

期为___________________;

(2)

把它们并联起来,下面挂一个质量为m的重物,此系统作简谐振动的周

期为___________________________________.

答: 2?2m/k 2分 2?m/2k 2分

3015.在t = 0时,周期为T、振幅为A的单摆分别处于图(a)、(b)、(c)三种状态.若选单摆的平衡位置为坐标的原点,坐标指向正右方,则单摆作小角度摆动的振动表达式(用余弦函数表示)v0v0v0 = 0分别为 (c)(a)(b)

(a) ______________________________;

(b) ______________________________;

(c) ______________________________.

2?t1??) 2分 T22?t1 x?Acos(??) 2分

T22?t x?Acos(??) 1分

T答: x?Acos(

3383.用40N的力拉一轻弹簧,可使其伸长20 cm.此弹簧下应挂__________kg的物体,才能使弹簧振子作简谐振动的周期T = 0.2? s.

答: 2.0 3分

x(cm) 3032.已知两个简谐振动的振动曲线如图所示.两

x2 2 简谐振动的最大速率之比为_________________.

1 x1 t(s)

o 1 3 4 答: 1∶1 3分 -1 2

-2 3036.已知一简谐振动曲线如图所示,由图确定振子: x (cm)

t (s) (1) 在_____________s时速度为零. O12

(2) 在____________ s时动能最大.

(3) 在____________ s时加速度取正的最大值.

答: 0.5(2n+1) n = 0,1,2,3,… 1分 n n = 0,1,2,3,… 1分 0.5(4n+1) n = 0,1,2,3,… 1分

3039.两个简谐振动曲线如图所示,则两个简谐振动

A 的频率之比?1∶?2=__________________,加速度最

o 大值之比a1m∶a2m =__________________________, ?A 初始速率之比v10∶v20=____________________.

答: 2∶1 1分 4∶1 1分 2∶1 1分

3046.一简谐振动的旋转矢量图如图所示,振幅矢量长2 t = t ?t =0 ?

?tcm,则该简谐振动的初相为____________.振动方程 ???xO

为______________________________.

x x1 x2 t

答: ?/4 1分 x?2?10?2cos?(t??/4) (SI) 2分

3271.一简谐振子的振动曲线如图所示,则以余弦x (m)0.04函数表示的振动方程为

O______________________________________. 1 2 -0.04

t (s)

答: x?0.04cos(?t?1?) 3分

2

3398.一质点作简谐振动.其振动曲线如图所示.根据此

图,它的周期T =___________,用余弦函数描述时初相

? =_________________.

4 O -2 t (s) 2 x

答: 3.43 s 3分

-2?/3 2分

3029.一物块悬挂在弹簧下方作简谐振动,当这物块的位移等于振幅的一半时,其动能

是总能量的______________.(设平衡位置处势能为零).当这物块在平衡位置

时,弹簧的长度比原长长?l,这一振动系统的周期为________________________.

答: 3/4 2分 2??l/g 2分

3268. 一系统作简谐振动, 周期为T,以余弦函数表达振动时,初相为零.在

0≤t≤T范围内,系统在t =________________时刻动能和势能相等.

答: T/8,3T/8 (只答一个的给2分) 4分

3566.图中所示为两个简谐振动的振动曲线.若以余弦函x (m)数表示这两个振动的合成结果,则合振动的方程为 0.08x1 t (s)O1x?x1?x2?________________(SI) 2x-0.042

12

答: 0.04cos(?t?1?) (其中振幅1分,角频率1分,初相1分) 3分

2

3837.两个同方向同频率的简谐振动 x1?3?10?211cos?(t??) , x2?4?10?2cos(?t??) (SI)

36

它们的合振幅是________________.

-答: 5×102 m 3分

5190.一质点同时参与了三个简谐振动,它们的振动方程分别为 x1?Acos?(t?15?t??) ?), x2?Acos(?t??), x3?Acos(33

其合成运动的运动方程为x = ______________.

答: 0 3分

3421.已知一平面简谐波的表达式为 y?Acos(Dt?Ex),式中A、D、E为正值常量,则在传播方向上相距为a的两点的相位差为______________.

答:aE 3分

3425.在简谐波的一条射线上,相距0.2 m两点的振动相位差为? /6.又知振动周

期为0.4 s,则波长为_________________,波速为________________.

答: 2.4 m 2分

6.0 m/s 2分