2023年大学物理题库振动与波动(2).doc
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1、振动和波动题库一、选择题(每题3分) 1、当质点以频率 作简谐振动时,它动能变化频率为( )(A) (B) (C) (D) 2、一质点沿轴作简谐振动,振幅为,周期为。当时, 位移为,且向轴正方向运动。则振动表达式为( )(A) (B) (C) (D) 3、 有一弹簧振子,总能量为E,假如简谐振动振幅增长为本来两倍,重物质量增长为本来四倍,则它总能量变为 ( ) (A)2E (B)4E (C)E /2 (D)E /4 4、机械波表达式为,则 ( )() 波长为100 () 波速为10 -1() 周期为1/3 () 波沿x 轴正方向传播5、两分振动方程分别为x1=3cos (50t+/4) 和x2
2、=4cos (50t+3/4),则它们合振动振幅为( )(A) 1 (B)3 (C)5 (D)7 6、一平面简谐波,波速为=5 cm/s,设t= 3 s时刻波形图所示,则x=0处质点振动方程为 ( )(A) y=2102cos (t/2/2) (m) (B) y=2102cos (t + ) (m) (C) y=2102cos(t/2+/2) (m) (D) y=2102cos (t3/2) (m) 7、一平面简谐波,沿X轴负方向 传播。x=0处质点振动曲线图所示,若波函数用余弦函数表达,则该波初位相为( )(A)0 (B) (C) /2 (D) /2 8、有一单摆,摆长,小球质量。设小球运动
3、可看作筒谐振动,则该振动周期为( )(A) (B) (C) (D) 9、一弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动时,弹性力在半个周期内所做功为 (A) kA2 (B)kA2 /2 (C)kA2 /4 (D)0 10、两个同方向简谐振动曲线(图所示) 则合振动振动方程为( )(A) (B) (C) (D) 11、一平面简谐波在t=0时刻波形图图所示,波速为=200 m/s ,则图中p (100m) 点振动速度表达式为( )(A) v=0.2cos (2t) (B) v=0.2cos (t) (C) v=0.2cos (2t/2) (D) v=0.2cos (t3/2) 12、一物体做简谐振动,振动方程
4、为x=Acos (t+/4), 当时间t=T/4 (T为周期)时,物体加速度为( )(A) A2 (B) A2 (C) A2 (D) A213、一弹簧振子,沿轴作振幅为简谐振动,在平衡位置处,弹簧振子势能为零,系统机械能为,问振子处在处时;其势能瞬时值为( )(A) (B) (C) (D) 14、两个同周期简谐运动曲线图(a) 所示,图()是其对应旋转矢量图,则x1 相位比x2 相位( )(A) 落后 (B)超前(C)落后 (D)超前 15、图(a)表达t 0 时简谐波波形图,波沿x 轴正方向传播,图(b)为一质点振动曲线则图(a)中所示x 0 处振动初相位和图(b)所示振动初相位分别为 (
5、)() 均为零() 均为 () () 和 16一平面简谐波,沿X轴负方向 y传播,圆频率为,波速为,设t=T/4 时刻波形图所示,则该波波函数 A为( ) X(A)y=Acos(tx /) A(B) y=Acos(tx /) /2 (C)y=Acos(tx /) (D) y=Acos(tx /) 17一平面简谐波,沿X轴负方向传播,波长=8 m。已知x=2 m处质点振动方程为 则该波波动方程为( )(A) ; (B) (C); (D) 18图所示,两列波长为相干波在p点相遇,S1点初相位是1,S1点到p点距离是r1;S2点初相位是2,S2点到p点距离是r2,k=0,1,2,3 ,则p点为干涉极
6、大条件为( )(A) r2r1= k s1 r1 p(B) 212(r2r1)/ =2k (C) 21=2k r2(D) 212(r2r1)/ =2k s219机械波表达式为,则( )() 波长为100 () 波速为10 -1() 周期为1/3 () 波沿x 轴正方向传播20在驻波中,两个相邻波节间各质点振动( )(A) 振幅相似,相位相似(B) 振幅不同样,相位相似(C) 振幅相似,相位不同样 (D) 振幅不同样,相位不同样二、填空题(每题3分)1、一种弹簧振子和一种单摆,在地面上固有振动周期分别为T1和T2,将它们拿到月球上去,对应周期分别为和,则它们之间关系为 T1 且 T2 。2、一弹
7、簧振子周期为T,现将弹簧截去二分之一,下面仍挂本来物体,则其振动周期变为 。 3、一平面简谐波波动方程为则离波源0.80 m及0.30 m 两处相位差 。 4、两个同方向、同频率简谐振动,其合振动振幅为20,和第一种简谐振动相位差为/6,若第一种简谐振动振幅为10=17.3 cm,则第二个简谐振动振幅为 cm, 两个简谐振动相位差为 。 5、一质点沿X轴作简谐振动,其圆频率= 10 rad/s,其初始位移x0= 7. 5 cm,初始速度v0= 75 cm/s。则振动方程为 。6、一平面简谐波,沿X轴正方向传播。周期T=8s,已知t=2s时刻波形图所示,则该波振幅A= m ,波长= m,波速=
8、m/s。 7、一平面简谐波,沿X轴负方向传播。已知x=1m 处,质点振动方程为x=Acos (t+) ,若波速为,则该波波函数为 。 8、已知一平面简谐波波函数为y=Acos(atbx) (a,b为正值),则该波周期为 。 9、传播速度为100m/s,频率为50 HZ平面简谐波,在波线上相距为0.5m 两点之间相位差为 。 10、一平面简谐波波动方程为y=0.05cos(10t-4x),式中x,y以米计,t以秒计。则该波波速u= ;频率= ;波长= 。11、一质点沿X轴作简谐振动,其圆频率= 10 rad/s,其初始位移x0= 7. 5 cm,初始速度v0=75 cm/s;则振动方程为 。12
9、. 两质点作同方向、同频率简谐振动,振幅相等。当质点1在 处,且向左运动时,另一种质点2在 处, 且向右运动。则这两个质点位相差为 。13、两个同方向简谐振动曲线(图所示) 则合振动振幅为A= 。 14. 沿一平面简谐波波线上,有相距两质点和,点振动相位比点落后,已知振动周期为,则波长= ; 波速u= 。15.一平面简谐波,其波动方程为式中A = 0.01m, = 0. 5 m, = 25 m/s。则t = 0.1s时,在x = 2 m处质点振动位移y = 、速度v = 、加速度a = 。16、质量为0.10kg物体,以振幅1.010-2 m 作简谐运动,其最大加速度为4.0 s-1,则振动周
10、期T = 。17、一氢原子在分子中振动可视为简谐运动已知氢原子质量m 1.68 10-27 Kg,振动频率1.0 1014 Hz,振幅A 1.0 10-11则此氢原子振动最大速度为 。18一种点波源在O点,以O 为圆心,做两个同心球面,它们半径分别为R1和R2。在这两个球面上分别取大小相等面积S1和S2,则通过它们平均能流之比= 。19一种点波源发射功率为W= 4 w,稳定地向各个方向均匀传播,则距离波源中心2 m处波强(能流密度)为 。20一质点做简谐振动,振动方程为x=Acos(t+),当时间t=T/2 (T为周期)时,质点速度为 。三、简答题(每题3分) 1、从运动学看什么是简谐振动?从
11、动力学看什么是简谐振动?一种物体受到一种使它返回平衡位置力,它与否一定作简谐振动? 2、拍皮球时小球在地面上作完全弹性上下跳动,试阐明这种运动是不是简谐振动?为何?3、怎样理解波速和振动速度?4、用两种措施使某一弹簧振子作简谐振动。措施1:使其从平衡位置压缩,由静止开始释放。措施2:使其从平衡位置压缩2,由静止开始释放。若两次振动周期和总能量分别用和表达,则它们之间应满足什么关系?5、从能量角度讨论振动和波动联络和辨别。.四、简算题 1、若简谐运动方程为,试求:当时位移x ;速度v 和加速度a 。2. 原长为弹簧,上端固定,下端挂一质量为物体,当物体静止时,弹簧长为现将物体上推,使弹簧缩回到原
12、长,然后放手,以放手时开始计时,取竖直向下为正向,请写出振动方程。3. 有一单摆,摆长,小球质量.时,小球恰好通过处,并以角速度向平衡位置运动。设小球运动可看作筒谐振动,试求:(1)角频率、周期;(2)用余弦函数形式写出小球振动式。4. 一质点沿轴作简谐振动,振幅为,周期为。当时, 位移为,且向轴正方向运动。求振动表达式; 5. 质量为m物体做图所示简谐振动,试求:(1)两根弹簧串联后来劲度系数;(2)其振动频率 。6. 当简谐振动位移为振幅二分之一时,其动能和势能各占总能量多少? 物体在什么位置时其动能和势能各占总能量二分之一?7. 一质点沿x轴作简谐振动,周期为T,振幅为A,则质点从运动到
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