大学物理振动与波题库及答案汇编.doc

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1、 一、选择题:(每题3分) 1、把单摆摆球从平衡位置向位移正方向拉开,使摆线与竖直方向成一微小角度q ,然后由静止放手任其振动,从放手时开始计时若用余弦函数表示其运动方程,则该单摆振动的初相为 (A) p (B) p/2 (C) 0 (D) q 2、两个质点各自作简谐振动,它们的振幅相同、周期相同第一个质点的振动方程为x1 = Acos(wt + a)当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时,第二个质点正在最大正位移处则第二个质点的振动方程为 (A) (B) (C) (D) 3、一个弹簧振子和一个单摆(只考虑小幅度摆动),在地面上的固有振动周期分别为T1和T2将它们拿到月球上去,

2、相应的周期分别为和则有 (A) 且 (B) 且 (C) 且 (D) 且 4、一弹簧振子,重物的质量为m,弹簧的劲度系数为k,该振子作振幅为A的简谐振动当重物通过平衡位置且向规定的正方向运动时,开始计时则其振动方程为: (A) (B) (C) (D) (E) 5、一物体作简谐振动,振动方程为在 t = T/4(T为周期)时刻,物体的加速度为 (A) (B) (C) (D) 6、一质点作简谐振动,振动方程为,当时间t = T/2(T为周期)时,质点的速度为 (A) (B) (C) (D) 7、一质点作简谐振动,周期为T当它由平衡位置向x轴正方向运动时,从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需要

3、的时间为 (A) T /12 (B) T /8 (C) T /6 (D) T /4 tx 8、两个同周期简谐振动曲线如图所示x1的相位比x2的相位 Ox1x2 (A) 落后p/2 (B) 超前p/2 (C) 落后p (D) 超前p 9、一质点作简谐振动,已知振动频率为f,则振动动能的变化频率是 (A) 4f . (B) 2 f . (C) f . (D) . (E) f /4 10、一弹簧振子作简谐振动,当位移为振幅的一半时,其动能为总能量的 (A) 1/4. (B) 1/2. (C) . (D) 3/4. (E) . 11、一弹簧振子作简谐振动,当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1/4时,

4、其动能为振动总能量的 (A) 7/16. (B) 9/16. (C) 11/16. (D) 13/16. (E) 15/16. 12 一质点作简谐振动,已知振动周期为T,则其振动动能变化的周期是 (A) T/4 (B) (C) T (D) 2 T (E) 4T 13、当质点以频率n 作简谐振动时,它的动能的变化频率为 (A) 4 n (B) 2 n (C) n (D) x t O A/2 -A x1x2 14、图中所画的是两个简谐振动的振动曲线若这两个简谐振动可叠加,则合成的余弦振动的初相为 (A) (B) (C) (D) 0 15、若一平面简谐波的表达式为 ,式中A、B、C为正值常量,则 (

5、A) 波速为C (B) 周期为1/B (C) 波长为 2p /C (D) 角频率为2p /B 16、下列函数f (x, t)可表示弹性介质中的一维波动,式中A、a和b是正的常量其中哪个函数表示沿x轴负向传播的行波? (A) (B) (C) (D) 17、频率为 100 Hz,传播速度为300 m/s的平面简谐波,波线上距离小于波长的两点振动的相位差为,则此两点相距 (A) 2.86 m (B) 2.19 m (C) 0.5 m (D) 0.25 m 18、已知一平面简谐波的表达式为 (a、b为正值常量),则 (A) 波的频率为a (B) 波的传播速度为 b/a (C) 波长为 p / b (D

6、) 波的周期为2p / a 19、一平面简谐波的表达式为 (SI) ,t = 0时的波形曲线如图所示,则 (A) O点的振幅为-0.1 m (B) 波长为3 m (C) a、b两点间相位差为 (D) 波速为9 m/s 20、机械波的表达式为y = 0.03cos6p(t + 0.01x ) (SI) ,则 (A) 其振幅为3 m (B) 其周期为 (C) 其波速为10 m/s (D) 波沿x轴正向传播 21、图为沿x轴负方向传播的平面简谐波在t = 0时刻的波形若波的表达式以余弦函数表示,则O点处质点振动的初相为 (A) 0 (B) (C) p (D) 22、一横波沿x轴负方向传播,若t时刻波

7、形曲线如图所示,则在t + T /4时刻x轴上的1、2、3三点的振动位移分别是 (A) A,0,-A. (B) -A,0,A. (C) 0,A,0. (D) 0,-A,0. 23一平面简谐波表达式为 (SI),则该波的频率 n (Hz), 波速u (m/s)及波线上各点振动的振幅 A (m)依次为 (A) ,0.05 (B) ,1,0.05 (C) ,0.05 (D) 2,2,0.05 24、在下面几种说法中,正确的说法是: (A) 波源不动时,波源的振动周期与波动的周期在数值上是不同的 (B) 波源振动的速度与波速相同 (C) 在波传播方向上的任一质点振动相位总是比波源的相位滞后(按差值不大

8、于p计) (D) 在波传播方向上的任一质点的振动相位总是比波源的相位超前(按差值不大于p计) 25、在简谐波传播过程中,沿传播方向相距为(l 为波长)的两点的振动速度必定 (A) 大小相同,而方向相反 (B) 大小和方向均相同 (C) 大小不同,方向相同 (D) 大小不同,而方向相反 26、一平面简谐波沿x轴负方向传播已知 x = x0处质点的振动方程为若波速为u,则此波的表达式为 (A) (B) (C) (D) 27、一平面简谐波,其振幅为A,频率为n 波沿x轴正方向传播设t = t0时刻波形如图所示则x = 0处质点的振动方程为 (A) (B) (C) (D) 28、一平面简谐波的表达式为

9、 在t = 1 /n 时刻,x1 = 3l /4与x2 = l /4二点处质元速度之比是 (A) -1 (B) (C) 1 (D) 3 29、在同一媒质中两列相干的平面简谐波的强度之比是I1 / I2 = 4,则两列波的振幅之比是 (A) A1 / A2 = 16 (B) A1 / A2 = 4 (C) A1 / A2 = 2 (D) A1 / A2 = 1 /4 30、如图所示,两列波长为l 的相干波在P点相遇波在S1点振动的初相是f 1,S1到P点的距离是r1;波在S2点的初相是f 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) (B) (C) (D

10、) 31、沿着相反方向传播的两列相干波,其表达式为 和 叠加后形成的驻波中,波节的位置坐标为 (A) (B) (C) (D) 其中的k = 0,1,2,3, 32、有两列沿相反方向传播的相干波,其表达式为 和 叠加后形成驻波,其波腹位置的坐标为: (A) x =kl (B) (C) (D) 其中的k = 0,1,2,3, 33某时刻驻波波形曲线如图所示,则a、b两点振动的相位差是 (A) 0 (B) (C) p (D) 5p/4 34、沿着相反方向传播的两列相干波,其表达式为 和 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) (D) 35、在波长为l 的驻波中,

11、两个相邻波腹之间的距离为 (A) l /4 (B) l /2 (C) 3l /4 (D) l 36、在波长为l 的驻波中两个相邻波节之间的距离为 (A) l (B) 3l /4 (C) l /2 (D) l /4 37在真空中沿着x轴正方向传播的平面电磁波,其电场强度波的表达式是 ,则磁场强度波的表达式是: (A) (B) (C) (D) 38、在真空中沿着z轴负方向传播的平面电磁波,其磁场强度波的表达式为,则电场强度波的表达式为: (A) (B) (C) (D) 39、电磁波的电场强度、磁场强度 和传播速度 的关系是: (A) 三者互相垂直,而和位相相差 (B) 三者互相垂直,而且、 构成右

12、旋直角坐标系 (C) 三者中和是同方向的,但都与 垂直 (D) 三者中和可以是任意方向的,但都必须与 垂直 40、电磁波在自由空间传播时,电场强度和磁场强度 (A) 在垂直于传播方向的同一条直线上 (B) 朝互相垂直的两个方向传播 (C) 互相垂直,且都垂直于传播方向 (D) 有相位差 二、填空题:(每题4分) 41、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_ 42、三个简谐振动方程分别为 ,和画出它们的旋

13、转矢量图,并在同一坐标上画出它们的振动曲线 43、一物体作余弦振动,振幅为1510-2 m,角频率为6p s-1,初相为0.5 p,则振动方程为x = _(SI) 44、一质点沿x轴作简谐振动,振动范围的中心点为x轴的原点已知周期为T,振幅为A (1) 若t = 0时质点过x = 0处且朝x轴正方向运动,则振动方程为 x =_ (2) 若t = 0时质点处于处且向x轴负方向运动,则振动方程为 x =_ 45、一弹簧振子,弹簧的劲度系数为k,重物的质量为m,则此系统的固有振动周期为_ 46、在两个相同的弹簧下各悬一物体,两物体的质量比为41,则二者作简谐振动的周期之比为_ 47、一简谐振动的表达

14、式为,已知 t = 0时的初位移为0.04 m,初速度为0.09 m/s,则振幅A =_ ,初相f =_ 48、一质点作简谐振动,速度最大值vm = 5 cm/s,振幅A = 2 cm若令速度具有正最大值的那一时刻为t = 0,则振动表达式为_x1tox1x2-AA49、两个简谐振动曲线如图所示,则两个简谐振动的频率之比n1n2=_,加速度最大值之比a1ma2m =_,初始速率之比v10v20=_ 50、有简谐振动方程为x = 110-2cos(p t+f)(SI),初相分别为f1 = p/2,f2 = p,f3 = -p/2的三个振动试在同一个坐标上画出上述三个振动曲线 51、一简谐振动曲线

15、如图所示,则由图可确定在t = 2s时刻质点的位移为 _,速度为_ 2-21x2x1x(cm)ot(s)1-12352、已知两个简谐振动的振动曲线如图所示两4简谐振动的最大速率之比为_ 53、一水平弹簧简谐振子的振动曲线如图所示当振子处在位移为零、速度为-wA、加速度为零和弹性力为零的状态时,应对应于曲线上的_点当振子处在位移的绝对值为A、速度为零、加速度为-w2A和弹性力为-kA的状态时,应对应于曲线上的_点 54、一简谐振动用余弦函数表示,其振动曲线如图所示,则此简谐振动的三个特征量为 A =_;w =_;f =_ Oxx1tx255、已知两个简谐振动曲线如图所示x1的相位比x2的相位超前

16、_ 56、两个简谐振动方程分别为 , 在同一坐标上画出两者的xt曲线 57、已知一简谐振动曲线如图所示,由图确定振子: (1) 在_s时速度为零 (2) 在_ s时动能最大 (3) 在_ s时加速度取正的最大值 58、已知三个简谐振动曲线如图所示,则振动方程分别为: x1 =_, x2 = _, x3 =_ 59、图中用旋转矢量法表示了一个简谐振动旋转矢量的长度为0.04 m,旋转角速度w = 4p rad/s此简谐振动以余弦函数表示的振动方程为x =_(SI) 60、一质点作简谐振动的角频率为w 、振幅为A当t = 0时质点位于处,且向x正方向运动试画出此振动的旋转矢量图 61、两个同方向的

17、简谐振动曲线如图所示合振动的振幅为_,合振动的振动方程为_ 62、一平面简谐波波速为6.0 m/s,振动周期为0.1 s,则波长为_在波的传播方向上,有两质点(其间距离小于波长)的振动相位差为5p /6,则此两质点相距_ 63、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试分别指出图中A,B,C各质点在该时刻的运动方向A_;B _ ;C _ 64、一横波的表达式是 其中x和y的单位是厘米、t的单位是秒,此波的波长是_cm,波速是_m/s 65、已知平面简谐波的表达式为 式中A、B、C为正值常量,此波的波长是_,波速是_在波传播方向上相距为d的两点的振动相位差是_ 66、一声波在空

18、气中的波长是0.25 m,传播速度是340 m/s,当它进入另一介质时,波长变成了0.37 m,它在该介质中传播速度为_ 67、已知波源的振动周期为4.0010-2 s,波的传播速度为300 m/s,波沿x轴正方向传播,则位于x1 = 10.0 m 和x2 = 16.0 m的两质点振动相位差为_ 68、一平面简谐波沿x轴正方向传播,波速u = 100 m/s,t = 0时刻的波形曲线如图所示可知波长l = _; 振幅A = _; 频率n = _ 69、频率为500 Hz的波,其波速为350 m/s,相位差为2p/3 的两点间距离为_ 70、一平面简谐波沿x轴正方向传播已知x = 0处的振动方程

19、为 ,波速为u坐标为x1和x2的两点的振动初相位分别记为f 1和f 2,则相位差f 1f 2 =_ 71、已知一平面简谐波的波长l = 1 m,振幅A = 0.1 m,周期T = 0.5 s选波的传播方向为x轴正方向,并以振动初相为零的点为x轴原点,则波动表达式为 y = _(SI)72、一横波的表达式是 (SI), 则振幅是_,波长是_,频率是_,波的传播速度是_ 77、已知一平面简谐波的表达式为 ,(a、b均为正值常量),则波沿x轴传播的速度为_ 74、一简谐波的频率为 5104 Hz,波速为 1.5103 m/s在传播路径上相距 510-3 m的两点之间的振动相位差为_ 75、一简谐波沿

20、方向传播,它在B点引起的振动方程为 另一简谐波沿方向传播,它在C点引起的振动方程为P点与B点相距0.40 m,与C点相距0.5 m(如图)波速均为u = 0.20 m/s则两波在P点的相位差为_ 76、已知一平面简谐波的表达式为 ,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_ 77、在简谐波的一条射线上,相距0.2 m两点的振动相位差为p /6又知振动周期为0.4 s,则波长为_,波速为_ 78、一声纳装置向海水中发出超声波,其波的表达式为 (SI) 则此波的频率n = _ ,波长l = _, 海水中声速u = _ 79、已知14时的空气中声速为340 m/s人可以听到频

21、率为20 Hz至20000 Hz范围内的声波可以引起听觉的声波在空气中波长的范围约为_ 80、一平面简谐波(机械波)沿x轴正方向传播,波动表达式为 (SI),则x = -3 m处媒质质点的振动加速度a的表达式为_ 81、在同一媒质中两列频率相同的平面简谐波的强度之比I1 / I2 = 16,则这两列波的振幅之比是A1 / A2 = _ 82、两相干波源S1和S2的振动方程分别是和.S1距P点3个波长,S2距P点 4.5个波长设波传播过程中振幅不变,则两波同时传到P点时的合振幅是_ 83、两相干波源S1和S2的振动方程分别是和S1距P点3个波长,S2距P点21/4个波长两波在P点引起的两个振动的

22、相位差是_ 84、两个相干点波源S1和S2,它们的振动方程分别是 和 波从S1传到P点经过的路程等于2个波长,波从S2传到P点的路程等于7 / 2个波长设两波波速相同,在传播过程中振幅不衰减,则两波传到P点的振动的合振幅为_ 85、一弦上的驻波表达式为(SI)形成该驻波的两个反向传播的行波的波长为_,频率为_ 86、一弦上的驻波表达式为 (SI)形成该驻波的两个反向传播的行波的波速为_ 87、在弦线上有一驻波,其表达式为 , 两个相邻波节之间的距离是_ 88、频率为n = 5107 Hz的电磁波在真空中波长为_m,在折射率为n = 1.5 的媒质中波长为_m 89、在电磁波传播的空间(或各向同

23、性介质)中,任一点的和的方向及波传播方向之间的关系是:_ 90、在真空中沿着x轴正方向传播的平面电磁波,其电场强度波的表达式为 (SI),则磁场强度波的表达式是_(真空介电常量 e 0 = 8.8510-12 F/m,真空磁导率 m 0 =4p10-7 H/m)91、在真空中沿着x轴负方向传播的平面电磁波,其电场强度的波的表达式为 (SI),则磁场强度波的表达式是_(真空介电常量 e 0 = 8.8510-12 F/m,真空磁导率 m 0 =4p10-7 H/m)92、在真空中沿着z轴正方向传播的平面电磁波的磁场强度波的表达式为 (SI),则它的电场强度波的表达式为_ (真空介电常量 e 0

24、= 8.8510-12 F/m,真空磁导率 m 0 =4p10-7 H/m) 93、在真空中沿着负z方向传播的平面电磁波的磁场强度为 (SI),则它的电场强度为Ey = _ (真空介电常量e 0 = 8.8510-12 F/m,真空磁导率 m 0 =4p10-7 H/m)94真空中一简谐平面电磁波的电场强度振幅为 Em = 1.2010-2 V/m该电磁波的强度为_ (真空介电常量 e 0 = 8.8510-12 F/m,真空磁导率 m 0 =4p10-7 H/m) 95、在真空中沿着z轴的正方向传播的平面电磁波,O点处电场强度为,则O点处磁场强度为_ (真空介电常量 e 0 = 8.8510

25、-12 F/m,真空磁导率 m 0 =4p10-7 H/m)96、在地球上测得来自太阳的辐射的强度1.4 kW/m2太阳到地球的距离约为1.501011 m由此估算,太阳每秒钟辐射的总能量为_ 97、在真空中沿着z轴负方向传播的平面电磁波,O点处电场强度为 (SI),则O点处磁场强度为_在图上表示出电场强度,磁场强度和传播速度之间的相互关系 98、电磁波在真空中的传播速度是_(m/s)(写三位有效数字) 99、电磁波在媒质中传播速度的大小是由媒质的_决定的100、电磁波的矢量与矢量的方向互相_,相位_三、计算题:(每题10分) 101、一质点按如下规律沿x轴作简谐振动: (SI) 求此振动的周期、振幅、初相、速度最大值和加速度最大值 102、一质量为0.20 kg的质点作简谐振动,其振动方程为 (SI) 求:(1) 质点的初速度; (2) 质点在正向最大位移一半处所受的力 103、有一轻弹簧,当下端挂一个质量m

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