大学物理复习题答案(振动与波动)
大学物理1复习题答案
一、单选题(在本题的每一小题备选答案中,只有一个答案是正确的,请把你认为正确答案的题号,填入题干的括号内)
1. 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T i和T2。
将它们拿到月球上去,相应的周期分别为T i'和T2。
则有(B )
A. T i' T i且T T2
B. T i' T i 且T2 T2
C. T i' T i且T2T2
D. T i' T i且T2T2
2.一•物体作简谐振动,振动方程为x A cos t-,在t T(T为周
期)
44
时刻,物体的加速度为( B )
A.i,2A2
B.i &A 2c. i、3A2D.T A2
2 2 22
3. —质点作简谐振动,振幅为A,在起始时刻质点的位移为
A
的正方向
4. 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
A/2,且向x轴运动,代表此简谐振动的旋转矢量图为(
C D
X i Acos( t ).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
(B )
A. X2 Acos( t 1 1
一冗) B. X2 Acos( t 一冗).
2 2
C. x2Acos( t 3
冗) D. x2Acos( t ).
5. 波源作简谐运动,其运动方程为y 4.0 10 3cos240 t,式中y的单位为
m,t的单位为s,它所形成的波形以30m/s的速度沿一直线传播,则该波的波
长为(A )
A. 0.25m
B. 0.60m
C. 0.50m
D. 0.32m
6.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:( B )
c 22
2cos 42
A. x 2cos — t
B. x-t i x (cm)
3333
O严)
小22
2cos
42-1JY/
C. x 2cos — t
33D. x-t
33
-2
填空题(每空2分)
1. 简谐运动方程为y 0.1cos(20 t -)(t以s计,y以m计),则其振幅为0.1 m,周期为0.1 s ;当t=2s时位移的大小为0.05. 2 m.
2. 一简谐振动的旋转矢量图如图所示,振幅矢量长
的初相为0—,振动方程为_y 2cos( t 一)
4 4
3. 平面简谐波的波动方程为y 0.08cos 4 t 2 x,式中y和x的单位为m, t
的单位为s,则该波的振幅A= 0.08 ,波长丄,离波源0.80m及0.30m
4. 一简谐振动曲线如图所示,则由图可确定在
质点的位移为_0 ___速度为::A 3
二、计算题
1. 一平面简谐波沿0X轴正方向传播,已知振幅
A 1.0m, T 2.0s, 2.0m,在t=0s时坐标原点处的质点在平衡位置沿oy轴正向运动.求:(1)波动方程;(2)t 1.0s的波形方程;
⑶x 0.5m处质点的振动方程.
解:
X。
0 y A cos t
A i
2
T2
T
吐0 y0, v 002
X。
0
・y 1 cos(
t2)u —1
两处的相位差-八O
x (cm)
x
(1)波动方程:j X
I y 1 cos (t 一)一
1 2
⑵t 1.0s的波形方程;
⑶x 0.5m处质点的振动方程.
2. 某质点作简谐振动,周期为2s,振幅为0.06m,开始计时
(t 0),质点恰好处在负向最大位移处,求:
(1)该质点的振动方程;
(2)此振动以速度u 2ms沿X轴正方向传播时,形成的一维简谐波的波动方程(以该质点的平衡位置为坐标原点);
(3)距离波源2米处质点的振动方程。
解:
A 0.06
(1). 2
I T 2 —
T
t 0 y 0.06
该质点的振动方程y X01co0(1 y)—
y 0.06 cos f t 2 1 cos(—2X)
⑵.振动以速度u 2ms沿x轴正y 1cos (t 严)-
1 2
1 cos( t )
方向传播时,的波动方程
x
x y
0.06cos (t —)
12
(3)距离波源x=2米处质点的振动方程。
y20.06 cos (t 2) 0.06cos( t)。