2023年大学物理习题简谐振动和波学生版.doc

大学物理习题简谐振动和波学生版大学物理习题简谐振动和波学生版 一选择题 机械振动和机械波模块习题 1.对一个作简谐振动的物体，下面哪种说法是正确的？-【C】(A)物体处在运动正方向的端点时，速度和加速度都达到最大值；(B)物体位于平衡位置且向负方向运动时，速度和加速度都为零；(C)物体位于平衡位置且向正方向运动时，速度最大，加速度为零；(D)物体处在负方向的端点时，速度最大，加速度为零。2.一个质点作简谐运动，振幅为 A，在起始时刻质点的位移为-A，且向 x 轴正方向运动，2 代表此简谐运动的旋转矢量为-【B】3.一质点沿 x 轴作简谐振动，振动方程为 x=0.04 cos(2p t+1 p)（SI），从 t=0 时刻起，3 到质点位置在 x=-0.02 m 处，且向 x 轴正方向运动的最短时间间隔为-【D】1 1 1 1(A)s；(B)s；(C)s；(D)s 8 6 4 2 4 一弹簧振子，振动方程为 x=0.1cos(t-/3)m，若振子从 t=0 时刻的位置到达 x=-0.05m 处，且向 X 轴负向运动，则所需的最短时间为-【D】（A）s/3；（B）5s/3；（C）s/2；（D）1s。1 5.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 p，则此两点相距-【C】3(A)2.86 m(B)2.19 m(C)0.5 m(D)0.25 m T 6.一平面简谐波，沿 x 轴负方向传播，角频率为，波速为 u设 t=时刻的波形如图（a）4 所示，则该波的表达式为-【】x x p （A）y=A cos w t-u +p （B）y=A cos w t-u +2 x p x （C）y=A cos w t+u -2 （D）y=A cos w t+u +p 7.在简谐波传播过程中，沿传播方向相距为 l/2，（l 为波长）的两点的振动速度必定：【A】(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。8.质点作简谐振动，振幅为 Ao，当它离开平衡位置的位移分别为 x1=A/3,和 x2=A/2 时，动能分别为 Ek1 和 Ek2，则 Ek2/Ek1 之比值为-【】（A）2/3；（B）3/8；（C）8/27；（D）27/32。二填空题 1.用 40N 的力拉一轻弹簧，可使其伸长 20 cm。此弹簧下应挂 2 kg 的物体，才能使弹簧振子作简谐振动的周期 T=0.2p s。2.如图所示,一平面简谐波在 t=0 时的波形图，则 O 点的振动方程，该波的波动方程 3.一平面简谐波沿 X 轴正方向传播，波速 u=100m/s，t=0 时刻的波形曲线如图所示，则简谐波的波长，振 幅，频率 0.8m；0.2m；125Hz。4.一平面简谐波在介质中以速度 u=20m/s 沿 x 轴负方向传播，已知 a 点的振动表式为 ya=3cos 4pt（SI 制）。则以 a 为坐标 原点写出波动表式；以距 a 点 5m 处的 b 点为坐标原点，写出波动表式。5.如图所示,图(a)表示 t=0 时的余弦波波形图,该波沿 x 轴正向传播,图(b)为一余弦振动曲线,则图(a)中在 x=0 处的振动初相位/2 与-/2 图(b)中简谐振动的初相位。u 5m b a 6.相干波必须满足的条件是：（1），（2）频率相同;7.振动方向相同;8.位相差恒定，（3）。9.一平面简谐波沿 X 轴正向传播，已知坐标原点的振动方程为 y=0.05cos(t+/2)m，设同一波线上 A、B 两点之间的距离为 0.02m，点的周相比点落后/6，则波长 =0.24,0.12，波速 c=，波动方程 y=。三计算题 1.作简谐运动的小球，速度最大值为 vm=3 cm/s，振幅 A=2 cm，若从速度为正的最大值的某时刻开始计算时间。（1）求振动的周期；（2）求加速度的最大值；（3）写出振动表达式。2.沿绳子传播的平面简谐波的波动方程为 y=0.05cos(10pt-4px)，式中 x,y 以 米 计，t 以 秒 计 求：(1)波的波速、频率和波长；(2)绳子上各质点振动时的最大速度和最大加速度；(3)求 x=0.2m 处质点在 t=1s 时的位相，它是原点在哪一时刻的位相?这一位相所代表的运动状态在 t=1.25s 时刻到达哪一点?3.一列机械波沿 x 轴正向传播，t=0 时的波形如图所示，已知波速为 10 ms-1，波长为 2m，求：(1)波动方程；(2)P 点的振动方程及振动曲线；(3)P 点的坐标；(4)P 点回到平衡位置所需的最短时间 4.在竖直面内半径为 R 的一段光滑圆弧形轨道上，放一小物体，使其静止于轨道的最低处然后轻碰一下此物体，使其沿圆弧形轨道来回作小幅度运动.试证：R/g O R(1)此物体作简谐振动；(2)此简谐振动的周期 T=2p 5.一质量 m=0.25 kg 的物体，在弹簧的力作用下沿 x 轴运动，平衡位置在原点.弹簧的劲度系数 k=25 Nm-1(1)求振动的周期 T 和角频率 w(2)如果振幅 A=15 cm，t=0 时物体位于 x=7.5 cm 处，且物体沿 x 轴反向运动，求初速 v0 及初相 f(3)写出振动的数值表达式（答案：0.63s，10 s1；1.3m/s，p/3；x=15 10-2 cos(10t+1 p)3(SI)）6.如图（a）所示，质量为 1.0 10-2kg 的子弹，以 500ms-1 的速度射入木块，并嵌在木块中，同时使弹簧压缩从而作简谐运动，设木块的质量为 4.99 kg，弹簧的劲度系数为 8.0 103 Nm-1，若以弹簧原长时物体所在处为坐标原点，向左为 x 轴正向，求简谐运动方程 很受用的一篇范文，谢谢分享！