《大学物理练习题答案完美生活 02振动和波》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理练习题答案完美生活 02振动和波（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专业班级： 学号： 姓名： 成绩： 1练 习 二 振动和波 一、填空题 1一弹簧振子作简谐振动，其振动曲线如图所示。则它的周期 T= s1124，其余弦函数描述时初相位= 32。 2两个同方向同频率的简谐振动，其合振动的振幅为 0.2m，合振动的位相与第一个简谐振动的位相差为 /6，若第一个简谐振动的振幅为1103m，则第二个简谐振动的振幅为 0.1 m，第一、二两个简谐振动的位相差为 /2 。 3产生机械波的必要条件是 波源 和 传播机械波的介质 。 4一平面简谐波的周期为 2.0s，在波的传播路径上有相距为 2.0cm 的 M、N 两点，如果 N 点的位相比 M 点位相落后/6 /，那么该
2、波的波长为 24cm ，波速为 12m/s 。 5处于原点（x=0）的一波源所发出的平面简谐波的波动方程为)cos(CxBtAy=，其中 A、B、C 皆为常数。此波的速度为 CB；波的周期为 B 2；波长为 C 2；离波源距离为 l 处的质元振动相位比波源落后 lC ；此质元的初相位为 lC。 6一平面简谐波沿 ox 轴正向传播，波动方程为4)(cos+=uxtAy，则1Lx =处质点的振动方程为 4)(cos1+=uLtAy ，2Lx=处质点的振动和1Lx=处质点的振动的位相差为=12 uLL12+ 。 二、选择题 1一弹簧振子，当把它水平放置时，它作简谐振动。若把它竖直放置或放在光滑斜面上
3、，试判断下列情况正确的是 C （A）竖直放置作简谐振动，在光滑斜面上不作简谐振动； （B）竖直放置不作简谐振动，在光滑斜面上作简谐振动； （C）两种情况都作简谐振动； （D）两种情况都不作简谐振动。 2.一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，其动能为振动总能量的 E (A)7/16； (B)9/16； (C)11/16； (D)13/16； (E)15/16。 3两个简谐振动的振动曲线如图所示，则有 A （A）A 超前/2 /； （B）A 落后/2 /； （C）A 超前； xtoA B)(mx)(sto422专业班级： 学号： 姓名： 成绩： 2（D）A 落后。
4、4一个质点作简谐振动，周期为T，当质点由平衡位置向x轴正方向运动时，由平衡位置到二分之一最大位移这段路程所需要的最短时间为： B （A）T/4； （B）T/12； （C）T/6； （D）T/8。 5分振动方程分别为)25. 050cos(31+=tx和)75. 050cos(42+=tx（SI 制）则它们的合振动表达式为： C （A）)25. 050cos(2+=tx； （B）)50cos(5tx=； （C）)71 250cos(51+=tgtx； （D）7=x。 6.一平面余弦波在 t =0 时刻的波形曲线如图所示，则 O 点的振动初相 为： D (A)0. (B)/2 (C) (D)3/2
5、或(-/2)） 7 一个平面简谐波沿x轴正方向传播，波速为u=160m/s，t=0时刻的波形图如图所示，则该波的表式为 C （A）)2440cos(3+=xtym； （B）)2440cos(3+=xtym； （C）)2440cos(3=xtym； （D）)2440cos(3+=xtym。 8.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？D (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
6、位置处弹性势能最大 9.S1 和S2 是波长均为的两个相干波的波源，相距3/4，S1 的相位比S2 超前/2,若两波单独传播时，在过S1 和S2 的直线上各点的强度相同，不随距离变化，且两波的强度都是I0，则在S1、S2 连线上S1 外侧和S2外侧各点，合成波的强度分别是D (A) 4I0，4I0 (B) 0， 0 (C) 0， 4I0 (D) 4I0，0 10.两相干平面简谐波沿不同方向传播，如图所示，波速均为smu/40. 0=，其中一列波在 A 点引起的振动方程为)22cos(11=tAy，另一列波在 B 点引起的振动方程为)22cos(22+=tAy，它们在 P 点相遇，mAP80.
7、0=，mBP00. 1=，则两波在 P 点的相位差为：D （A）0； )(my)(mx33o48u?PAB专业班级： 学号： 姓名： 成绩： 3（B）/2； （C）； （D）3/2。 三、简答题 设P点距两波源S1 和S2 的距离相等，若P点的振幅保持为零，则由S1 和S2分别发出的两列简谐波在P点引起的两个简谐振动应满足什么条件？ 答：两个简谐振动应满足振动方向相同，振动频率相等，振幅相等，相位差为 四、计算题 1. 有两个同方向、同频率的简谐振动，它们的振动表式为： +=4310cos05. 01tx，+=4110cos06. 02tx（SI 制） （1）求它们合成振动的振幅和初相位。 （
8、2）若另有一振动)10cos(07. 003+=tx，问0为何值时，31xx +的振幅为最大；0为何值时，32xx +的振幅为最小。 解：根据题意，画出旋转矢量图 （1） 848484398 .39 65)(078. 006. 005. 020021222 22 1=+=+=+=AAtgmAAA（2） 振幅最大21100, 43xx += 。 振幅最小时或32200200,)43(45, xx+= 。 2.已知一平面简谐波的表达式为y =0.25cos(125t 0.37x)(SI) (1) 分别求x1 =10 m，x2=25m 两点处质点的振动方程； (2) 求x1，x2两点间的振动相位差；
9、 (3)求x1点在t =4s时的振动位移。 解： （1）xm110= =的振动方程为 ( () )( () )xytSI100.25cos 1253.7= = xm125= =的振动方程为 ( () )( () )xytSI100.25cos 1259.25= = （2）x1和x2两点间的振动相位差为 rad215.55 = = (3)x1点在t =4s时的振动位移为 A?2A?1A?4x o专业班级： 学号： 姓名： 成绩： 4t()()xtsymm10,40.25cos 12543.70.249= = = 3. 一列沿x正向传播的简谐波，已知01=t和st25. 02=时的波形如图所示。
10、（假设周期sT25. 0）试求 （1）P点的振动表式； （2）此波的波动表式； （3）画出o点的振动曲线。 解：mA2 . 0=，m6 . 0= ，)/(6 . 025. 015. 0smtxu= ， )( 16 . 0 6 . 0suT= 设波动表式为)(cos0+=uxtAy 由 t=0 和 t=0.25 时的波形图，得 0cos|000= Ayt，0sin|000= Avt，20 = （2）波动表式为 23102cos2 . 02)6 . 0(12cos2 . 0)(cos0+=+=+=xtxtuxtAy（1） P 点的振动表式为 22cos2 . 023 . 03102cos2 . 0
11、23102cos2 . 0=+=+=ttxtyP（3） O 点的振动表式为 22cos2 . 023102cos2 . 0 +=+=txtyPmy/t04. 0.02.0utt5.012 . 0 )(my)(mx45. 0o2 . 0P01=tst25. 02=专业班级： 学号： 姓名： 成绩： 54.一横波沿绳子传播时的波动表式为)410cos(05. 0xty=（SI 制） 。 （1）求此波的振幅、波速、频率和波长。 （2）求绳子上各质点振动的最大速度和最大加速度。 （3）求 x=0.2m 处的质点在 t=1s 时的相位，它是原点处质点在哪一时刻的相位？ （4）分别画出 t=1s、1.25
12、s、1.50s 各时刻的波形。 解： （1） mvusmkussvTHzvssmA5 . 00 . 5 5 . 2),/(5 . 2410)(2 . 0511),(0 . 52)(4 .31 10 ),(05. 011= （2） )/(3 .49510005. 0)/(57. 15 . 01005. 02222smAasmAmm =（3） )(92. 010, 0410)8 . 0(2 . 92 . 04110stt=或（4） t=1s 时波形曲线方程为 xxy4cos05. 0 ) 4110cos(05. 0 =t=1.25s 时波形曲线方程为 )5 . 0 4cos(05. 0 ) 425
13、. 110cos(05. 0 = xxyt=1.50s 时波形曲线方程为 ) 4cos(05. 0 ) 45 . 110cos(05. 0 = xxyyx05. 0125.0 5.0375.0st1=st5.1=st25.1=专业班级： 学号： 姓名： 成绩： 65.设1S和2S为两相干波源，初始相位相差，相距为4。若两波在1S与2S连线方向上的强度相同均为0I，且不随距离变化，求在1S与2S连线间由于干涉而波强为04I的点的位置。 解： 解：设 P 点到的1S距离为 x，则 P 点到的2S距离为 x 21 2010rr(4xx)224 x7= = 当满足2k=时，P 点因干涉而静止， 得11x(k2 )24=+， 当k4, 3, 2, 1,0,1,2,3,=
