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振动、波动练习题

振动1. (3380)如图所示,质量为m 的物体由劲度系数为k 1和k 2的两个轻弹簧连接,在水平光滑导轨上作微小振动,则系统的振动频率为(A) mk k 212+π=ν . (B)mk k 2121+π=ν .(C) 212121k mk k k +π=ν . (D) )(212121k k m k k +π=ν . [ B ]2. (3042)一个质点作简谐振动,振幅为A ,在起始时刻质点的位移为A 21,且向x 轴的正方向运动,代表此简谐振动的旋转矢量图为[ ]3.(5186) 已知某简谐振动的振动曲线如图所示,位移的单位为厘米,时间单位为秒.则此简谐振动的振动方程为: (A) )3232cos(2π+π=t x . (B) )3232cos(2π-π=t x .(C) )3234cos(2π+π=t x .(D) )3234cos(2π-π=t x .(E) )4134cos(2π-π=t x . [ ]4. (5181) 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) 2/f . (E) f /4 [ ]5. (5311)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) 2/T . (C) T . (D) 2 T . (E) 4T . [ ]6. (3030) 两个同周期简谐振动曲线如图所示.x 1的相位比x 2的相位 (A) 落后/2. (B) 超前. (C) 落后. (D) 超前. [ ]7. (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______. 8. (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)分别为(a) ______________________________;(b) ______________________________;(c) ______________________________.9.(3553)无阻尼自由简谐振动的周期和频率由__________________________决定.对于给定的简谐振动系统,其振辐、初相由______________决定.10. (3057) 三个简谐振动方程分别为 )21cos(1π+=t A x ω,)67cos(2π+=t A x ω和)611cos(3π+=t A x ω画出它们的旋转矢量图,并在同一坐标上画出它们的振动曲线.11. (3816)一质点沿x 轴以 x = 0 为平衡位置作简谐振动,频率为 Hz .t= 0时x = 0.37 cm 而速度等于零,则振幅是_____________________,振动的数值表达式为______________________________.12.(3046) 一简谐振动的旋转矢量图如图所示,振幅矢量长 2 cm ,则该简谐振动的初相为____________.振动方程为______________________________.13. (3017) 一质点沿x 轴作简谐振动,其角频率 = 10 rad/s .试分别写出以下两种初始状态下的振动方程:(c)v 0v 0v = 0ωωπtxOt =0t = t π/4Ox(1) 其初始位移x 0 = cm ,初始速度v 0 = cm/s ;(2) 其初始位移x 0 = cm ,初始速度v 0 = cm/s .14. (3827) 质量m = 10 g 的小球与轻弹簧组成的振动系统,按)318cos(5.0π+π=t x 的规律作自由振动,式中t 以秒作单位,x 以厘米为单位,求(1) 振动的角频率、周期、振幅和初相; (2) 振动的速度、加速度的数值表达式; (3) 振动的能量E ; (4) 平均动能和平均势能.15. (3054)一简谐振动的振动曲线如图所示.求振动方程.x (cm)t (s)-5 10 O -10216. (3043)一质点同时参与两个同方向的简谐振动,其振动方程分别为x 1 =5×10-2cos(4t + /3) (SI) , x 2 =3×10-2sin(4t - /6) (SI) 画出两振动的旋转矢量图,并求合振动的振动方程.机械波一 选择题 1. (3058)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(按差值不大于计).(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.(按差值不大于计) [ ]2. (3067)一平面简谐波的表达式为 )3cos(1.0π+π-π=x t y (SI) ,t = 0时的波形曲线如图所示,则(A) O 点的振幅为 m .(B) 波长为3 m .x (m)O 0.1 ua b(C) a 、b 两点间相位差为π21.(D) 波速为9 m/s . [ ]3. (3072)如图所示,一平面简谐波沿x 轴正向传播,已知P 点的振动方程为)cos(0φω+=t A y ,则波的表达式为(A) }]/)([cos{0φω+--=u l x t A y . (B) })]/([cos{0φω+-=u x t A y .(C) )/(cos u x t A y -=ω.(D) }]/)([cos{0φω+-+=u l x t A y . [ ]4. (3434)两相干波源S 1和S 2相距 /4,(为波长),S 1的相位比S 2的相位超前π21,在S 1,S 2的连线上,S 1外侧各点(例如P 点)两波引起的两谐振动的相位差是:(A) 0. (B) π21. (C) . (D) π23. [ ]5. (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. [ ]6. (3112)一机车汽笛频率为750 Hz ,机车以时速 90 公里远离静止的观察者.观察者听到的声音的频率是(设空气中声速为340 m/s ). (A) 810 Hz . (B) 699 Hz .(C) 805 Hz . (D) 695 Hz . [ ]二 填空题.7. (本题3分)(3420)一简谐波沿BP 方向传播,它在B 点引起的振动方程为 t A y π=2cos 11.另一简谐波沿CP 方向传播,它在C 点引起的振动方程为)2cos(22π+π=t A y .P 点与B 点相距 m ,与C 点相距 m (如图).波速均为u = m/s .则两波在P 点的相位差为______________________.xOu l PyS 1S 2P λ/4P CB8. (本题3分)(3076)图为t = T / 4 时一平面简谐波的波形曲线,则其波的表达式为______________________________________________.9. (本题5分)(3133)一平面简谐波沿Ox 轴正方向传播,波长为.若如图P 1点处质点的振动方程为)2cos(1φν+π=t A y ,则P 2点处质点的振动方程为_________________________________;与P 1点处质点振动状态相同的那些点的位置是___________________________.10. (本题3分) (3291)一平面简谐机械波在媒质中传播时,若一媒质质元在t 时刻的总机械能是10 J ,则在)(T t +(T 为波的周期)时刻该媒质质元的振动动能是___________.11. (本题3分)(3587)两个相干点波源S 1和S 2,它们的振动方程分别是 )21cos(1π+=t A y ω和)21cos(2π-=t A y ω.波从S 1传到P 点经过的路程等于2个波长,波从S 2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__________________________.12. (本题4分)(3317)一弦上的驻波表达式为)90cos()cos(1.0t x y ππ=(SI).形成该驻波的两个反向传播的行波的波长为________________,频率为__________________.三 计算题13. (本题8分)(3335)一简谐波,振动周期21=T s ,波长 = 10 m ,振幅A = m .当 t = 0时,波源振动的位移恰好为正方向的最大值.若坐标原点和波源重合,且波沿x (m)O -0.101u =330 m/sy (m)234xOP 1P 2L 1L 2Ox 轴正方向传播,求:(1) 此波的表达式; (2) t 1 = T /4时刻,x 1 = /4处质点的位移;(3) t 2 = T /2时刻,x 1 = /4处质点的振动速度.14. (本题10分)(3410)一横波沿绳子传播,其波的表达式为 )2100cos(05.0x t y π-π= (SI)(1) 求此波的振幅、波速、频率和波长.(2) 求绳子上各质点的最大振动速度和最大振动加速度. (3) 求x 1 = m 处和x 2 = m 处二质点振动的相位差.15. (本题8分)(5516)平面简谐波沿x 轴正方向传播,振幅为2 cm ,频率为 50 Hz ,波速为 200 m/s .在t = 0时,x = 0处的质点正在平衡位置向y 轴正方向运动,求x = 4 m 处媒质质点振动的表达式及该点在t = 2 s 时的振动速度.16. (本题8分)(3143)如图所示为一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图,设此简谐波的频率为250 Hz ,且此时质点P 的运动方向向下,求(1) 该波的表达式;(2) 在距原点O 为100 m 处质点的振动方程与振动速度表达式.17. (本题8分)(3158)在均匀介质中,有两列余弦波沿Ox 轴传播,波动表达式分别为)]/(2cos[1λνx t A y -π=与 )]/(2cos[22λνx t A y +π= ,试求Ox 轴上合振幅最大与合振幅最小的那些点的位置.x (m)100-AP O 2/2A y (m)。

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