大学物理机械波习题附答案
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一、选择题:1.3147:一平面简谐波沿Ox 正方向传播,波动表达式为(SI),该波在t = 0.5 s 时刻的波形图是[ B ]2.3407:横波以波速u 沿x 轴负方向传播。
t 时刻波形曲线如图。
则该时刻 (A) A 点振动速度大于零 (B) B 点静止不动(C) C 点向下运动(D) D 点振动速度小于零 [ ] 3.3411:若一平面简谐波的表达式为 ,式中A 、B 、C 为正值常量,则:(A) 波速为C (B) 周期为1/B (C) 波长为 2π /C (D) 角频率为2π /B [ ]4.3413:下列函数f (x 。
t )可表示弹性介质中的一维波动,式中A 、a 和b 是正的常量。
其中哪个函数表示沿x 轴负向传播的行波?(A) (B)(C) (D) [ ]5.3479:在简谐波传播过程中,沿传播方向相距为(λ 为波长)的两点的振动速度必定]2)42(2cos[10.0π+-π=x t y )cos(Cx Bt A y -=)cos(),(bt ax A t x f +=)cos(),(bt ax A t x f -=bt ax A t x f cos cos ),(⋅=bt ax A t x f sin sin ),(⋅=λ21 x u A y B C D Ox (m) O 2 0.1 0y (m) ( A ) x (m) O 2 0.1 0 y (m) ( B )x (m) O 2- 0.1 0 y (m) ( C ) x (m)O 2 y (m)( D ) - 0.1 0(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 [ ]6.3483:一简谐横波沿Ox 轴传播。
若Ox 轴上P 1和P 2两点相距λ /8(其中λ 为该波的波长),则在波的传播过程中,这两点振动速度的(A) 方向总是相同 (B) 方向总是相反(C) 方向有时相同,有时相反 (D) 大小总是不相等 [ ]7.3841:把一根十分长的绳子拉成水平,用手握其一端。
一、选择题:1.3147:一平面简谐波沿Ox 正方向传播,波动表达式为]2)42(2cos[10.0π+-π=x t y (SI),该波在t = 0.5 s 时刻的波形图是[ B ]2.3407:横波以波速u 沿x 轴负方向传播。
t 时刻波形曲线如图。
则该时刻(A) A 点振动速度大于零 (B) B 点静止不动 (C) C 点向下运动(D) D 点振动速度小于零 [3.3411:若一平面简谐波的表达式为 )cos(Cx Bt A y -=,式中A 、B 、C 为正值常量,则:(A) 波速为C (B) 周期为1/B (C) 波长为 2π /C (D) 角频率为2π /B []4.3413:下列函数f (x 。
t )可表示弹性介质中的一维波动,式中A 、a 和b 是正的常量。
其中哪个函数表示沿x 轴负向传播的行波?(A) )cos(),(bt ax A t x f += (B) )cos(),(bt ax A t x f -=(C) bt ax A t x f cos cos ),(⋅= (D) btax A t x f sin sin ),(⋅= [ ]5.3479:在简谐波传播过程中,沿传播方向相距为λ21(λ 为波长)的两点的振动速度必定(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 [ ]6.3483:一简谐横波沿Ox 轴传播。
若Ox 轴上P 1和P 2两点相距λ /8(其中λ 为该波的波长),则在波的传播过程中,这两点振动速度的(A) 方向总是相同 (B) 方向总是相反y (m) y (m) - y (m) y (m)(C) 方向有时相同,有时相反 (D) 大小总是不相等 [ ]7.3841:把一根十分长的绳子拉成水平,用手握其一端。
维持拉力恒定,使绳端在垂直于绳子的方向上作简谐振动,则 (A) 振动频率越高,波长越长(B) 振动频率越低,波长越长(C) 振动频率越高,波速越大 (D) 振动频率越低,波速越大 [ ] 8.3847:图为沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 0时刻的波形。
(完整版)机械波习题及答案波的形式传播波的图象认识机械波及其形成条件,理解机械波的概念,实质及特点,以及与机械振动的关系;理解波的图像的含义,知道波的图像的横、纵坐标各表示的物理量.能在简谐波的图像中指出波长和质点振动的振幅,会画出某时刻波的图像一、机械波⑴机械振动在介质中的传播形成机械波.⑵机械波产生的条件:①波源,②介质.二、机械波的分类⑴)横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有波峰和波谷.⑵纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有疏部和密部.三、机械波的特点(1)机械波传播的是振动形式和能量,质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移.⑵介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同⑶离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动⑷所有质点开始振动的方向与波源开始振动的方向相同。
四、波长、波速和频率的关系⑴波长:两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长.振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长,对于横波:相邻的两个波峰或相邻的两个波谷之间的距离等于一个波长.对于纵波:相邻的两个密部中央或相邻的两个疏部中央之间的距离等于一个波长.⑵波速:波的传播速率叫波速.机械波的传播速率只与介质有关,在同一种均匀介质中,波速是一个定值,与波源无关.⑶频率:波的频率始终等于波源的振动频率.⑷波长、波速和频率的关系:v=λf=λ/T五、波动图像波动图象是表示在波的传播方向上,介质中各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移,当波源做简谐运动时,它在介质中形成简谐波,其波动图象为正弦或余弦曲线.六、由波的图象可获取的信息⑴该时刻各质点的位移.⑵质点振动的振幅A.⑶波长.⑷若知道波的传播方向,可判断各质点的运动方向.如图7-32-1所示,设波向右传播,则1、4质点沿-y方向运动;2、3质点沿+y方向运动.⑸若知道该时刻某质点的运动方向,可判断波的传播方向.如图7-32-1中若质点4向上运动,则可判定该波向左传播.⑹若知波速v的大小。
一、选择题:1.3147:一平面简谐波沿Ox 正方向传播,波动表达式为]2)42(2cos[10.0π+-π=x t y (SI),该波在t = 0.5 s 时刻的波形图是 [ b ]2.3407:横波以波速u 沿x 轴负方向传播。
t 时刻波形曲线如图。
则该时刻(A) A 点振动速度大于零 (B) B 点静止不动 (C) C 点向下运动 (D) D 点振动速度小于零[ d ]3.3411:若一平面简谐波的表达式为 )cos(Cx Bt A y -=,式中A 、B 、C 为正值常量,则:(A) 波速为C (B) 周期为1/B (C) 波长为 2π /C (D) 角频率为2π /B[ c ]u=λ/T C=ϖ/u4.3413:下列函数f (x 。
t)可表示弹性介质中的一维波动,式中A 、a 和b 是正的常量。
其中哪个函数表示沿x 轴负向传播-的行波?(A) )A(bt),tf-=cos(xaxax(bt),Atf+xcos(=(B) )(C) bttAaxxf sin(⋅),sin==(D) btt(⋅axxA),cosf cos[a]5.3479:在简谐波传播过程中,沿传播方向相距为λ21(λ 为波长)的两点的振动速度必定(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[ a ]6.3483:一简谐横波沿Ox轴传播。
若Ox轴上P1和P2两点相距λ /8(其中λ为该波的波长),则在波的传播过程中,这两点振动速度的(A) 方向总是相同(B) 方向总是相反(C) 方向有时相同,有时相反(D) 大小总是不相等[ c ]7.3841:把一根十分长的绳子拉成水平,用手握其一端。
维持拉力恒定,使绳端在垂直于绳子的方向上作简谐振动,则(A) 振动频率越高,波长越长(B) 振动频率越低,波长越长(C) 振动频率越高,波速越大(D) 振动频率越低,波速越大[ B ] 8.3847:图为沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 0时刻的波形。
大学物理课后习题答案第五章-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第五章 机械波5.1 已知一波的波动方程为y = 5×10-2sin(10πt – 0.6x ) (m). (1)求波长、频率、波速及传播方向;(2)说明x = 0时波动方程的意义,并作图表示.[解答](1)与标准波动方程2cos()xy A t πωλ=-比较得:2π/λ = 0.6,因此波长为:λ = 10.47(m);圆频率为:ω = 10π,频率为:v =ω/2π = 5(Hz);波速为:u = λ/T = λv = 52.36(m·s -1). 且传播方向为x 轴正方向.(2)当x = 0时波动方程就成为该处质点的振动方程: y = 5×10-2sin10πt = 5×10-2cos(10πt – π/2), 振动曲线如图.5.2 一平面简谐波在媒质中以速度为u = 0.2m·s -1沿x 轴正向传播,已知波线上A 点(x A = 0.05m )的振动方程为0.03cos(4)2A y t ππ=-(m).试求:(1)简谐波的波动方程;(2)x = -0.05m 处质点P 处的振动方程.[解答](1)简谐波的波动方程为:cos[()]Ax x y A t uωϕ-=-+;即 0.050.03cos[4()]0.22x y t ππ-=--= 0.03cos[4π(t – 5x ) + π/2].(2)在x = -0.05m 处质点P 点的振动方程为:y = 0.03cos[4πt + π + π/2] = 0.03cos(4πt - π/2).5.3 已知平面波波源的振动表达式为20 6.010sin 2y t π-=⨯(m).求距波源5m处质点的振动方程和该质点与波源的位相差.设波速为2m·s -1.[解答]振动方程为:26.010sin ()2xy t u π-=⨯- 50.06sin()24t ππ=-,位相差为 Δφ = 5π/4(rad).5.4 有一沿x 轴正向传播的平面波,其波速为u = 1m·s -1,波长λ = 0.04m ,振幅A = 0.03m .若以坐标原点恰在平衡位置而向负方向运动时作为开始时刻,试求:(1)此平面波的波动方程;(2)与波源相距x = 0.01m 处质点的振动方程,该点初相是多少?[解答](1)设原点的振动方程为:y 0 = A cos(ωt + φ),其中A = 0.03m . 由于u = λ/T ,所以质点振动的周期为:T = λ/u = 0.04(s),圆频率为:ω = 2π/T = 50π.当t = 0时,y 0 = 0,因此cos φ = 0;由于质点速度小于零,所以φ = π/2.原点的振动方程为:y 0 = 0.03cos(50πt + π/2), 平面波的波动方程为:0.03cos[50()]2x y t u ππ=-+= 0.03cos[50π(t – x ) + π/2).(2)与波源相距x = 0.01m 处质点的振动方程为:y = 0.03cos50πt . 该点初相φ = 0.5.5 一列简谐波沿x 轴正向传播,在t 1 = 0s ,t 2 = 0.25s 时刻的波形如图所示.试求:(1)P 点的振动表达式; (2)波动方程; (3)画出O 点的振动曲线. [解答](1)设P 点的振动方程为 y P = A cos(ωt + φ),其中A = 0.2m .在Δt = 0.25s 内,波向右传播了Δx = 0.45/3 = 0.15(m), 所以波速为u = Δx/Δt = 0.6(m·s -1).波长为:λ = 4Δx = 0.6(m), 周期为:T = λ/u = 1(s), 圆频率为:ω = 2π/T = 2π.当t = 0时,y P = 0,因此cos φ = 0;由于波沿x 轴正向传播,所以P 点在此时向上运动,速度大于零,所以φ = -π/2.P 点的振动表达式为:y P = 0.2cos(2πt - π/2). (2)P 点的位置是x P = 0.3m ,所以波动方程为0.2cos[2()]2P x x y t u ππ-=--100.2cos(2)32t x πππ=-+. (3)在x = 0处的振动方程为y 0 = 0.2cos(2πt + π/2),曲线如图所示.5.6 如图所示为一列沿x 负向传播的平面谐波在t = T /4时的波形图,振幅A 、波长λ以及周期T 均已知.(1)写出该波的波动方程; (2)画出x = λ/2处质点的振动曲线; (3)图中波线上a 和b 两点的位相差φa – φb 为多少?[解答](1)设此波的波动方程为:图5.5cos[2()]t xy A T πϕλ=++,当t = T /4时的波形方程为:cos(2)2x y A ππϕλ=++sin(2)xA πϕλ=-+.在x = 0处y = 0,因此得sin φ = 0, 解得φ = 0或π.而在x = λ/2处y = -A ,所以φ = 0.因此波动方程为:cos 2()t xy A T πλ=+.(2)在x = λ/2处质点的振动方程为:cos(2)cos 2t t y A A T Tπππ=+=-, 曲线如图所示.(3)x a = λ/4处的质点的振动方程为 cos(2)2a t y A T ππ=+; x b = λ处的质点的振动方程为 cos(22)b t y A Tππ=+. 波线上a 和b 两点的位相差φa – φb = -3π/2.5.7 已知波的波动方程为y = A cosπ(4t – 2x )(SI ).(1)写出t = 4.2s 时各波峰位置的坐标表示式,并计算此时离原点最近的波峰的位置,该波峰何时通过原点( 2)画出t = 4.2s 时的波形曲线. [解答]波的波动方程可化为:y = A cos2π(2t – x ), 与标准方程cos[2()]t xy A T πϕλ=-+比较, 可知:周期为T = 0.5s ,波长λ = 1m .波速为u = λ/T = 2m·s -1.(1)当t = 4.2s 时的波形方程为y = A cos(2πx – 16.8π)= A cos(2πx – 0.8π). 令y = A ,则cos(2πx – 0.8π) = 1,因此 2πx – 0.8π = 2k π,(k = 0, ±1, ±2,…),各波峰的位置为x = k + 0.4,(k = 0, ±1, ±2,…).当k = 0时的波峰离原点最近,最近为:x = 0.4(m).通过原点时经过的时间为:Δt = Δx/u = (0 – x )/u = -0.2(s), 即:该波峰0.2s 之前通过了原点.(2)t = 0时刻的波形曲线如实线所示.经过t = 4s 时,也就是经过8个周期,波形曲线是重合的;再经Δt = 0.2s ,波形向右移动Δx = u Δt = 0.4m ,因此t = 4.2s 时的波形曲线如虚线所示.[注意]各波峰的位置也可以由cos(2πx – 16.8π) = 1解得,结果为x = k + 8.4,(k = 0, ±1, ±2,…),取同一整数k 值,波峰的位置不同.当k = -8时的波峰离原点最近,最近为x = 0.4m .5.8 一简谐波沿x 轴正向传播,波长λ = 4m ,周期T = 4s ,已知x = 0处的质点的振动曲线如图所示.(1)写出时x = 0处质点的振动方程; (2)写出波的表达式;(3)画出t = 1s 时刻的波形曲线.[解答]波速为u = λ/T = 1(m·s -1). (1)设x = 0处的质点的振动方程为y = A cos(ωt + φ),其中A = 1m ,ω = 2π/T = π/2.当t = 0时,y = 0.5,因此cos φ = 0.5,φ = ±π/3.在0时刻的曲线上作一切线,可知该时刻的速度小于零,因此φ = π/3.振动方程为:y = cos(πt /2 + π/3). (2)波的表达式为:cos[2()]t xy A T πϕλ=-+ cos[()]23t x ππ=-+. (3)t = 1s 时刻的波形方程为 5cos()26y x ππ=-,波形曲线如图所示.5.9 在波的传播路程上有A 和B 两点,都做简谐振动,B 点的位相比A 点落后π/6,已知A 和B 之间的距离为2.0cm ,振动周期为2.0s .求波速u 和波长λ.[解答] 设波动方程为:cos[2()]t xy A T πϕλ=-+,那么A 和B 两点的振动方程分别为:cos[2()]A A xt y A T πϕλ=-+,cos[2()]B B xt y A T πϕλ=-+.两点之间的位相差为:2(2)6B A x x πππλλ---=-,由于x B – x A = 0.02m ,所以波长为:λ = 0.24(m).波速为:u = λ/T = 0.12(m·s -1).5.10 一平面波在介质中以速度u = 20m·s -1沿x 轴负方向传播.已知在传播路径上的某点A 的振动方程为y = 3cos4πt .(1)如以A 点为坐标原点,写出波动方程; (2)如以距A 点5m 处的B 点为坐标原点,写出波动方程;(3)写出传播方向上B ,C ,D 点的振动方程.[解答](1)以A 点为坐标原点,波动方程为3cos 4()3cos(4)5x xy t t u πππ=+=+.(2)以B 点为坐标原点,波动方程为3cos 4()Ax x y t u π-=+3cos(4)5x t πππ=+-.(3)以A 点为坐标原点,则x B = -5m 、x C = -13m 、x D = 9m ,各点的振动方程为3cos 4()3cos(4)B B xy t t u πππ=+=-,33cos 4()3cos(4)5C C x y t t u πππ=+=-,93cos 4()3cos(4)5D D x y t t u πππ=+=+.[注意]以B 点为坐标原点,求出各点坐标,也能求出各点的振动方程.5.11 一弹性波在媒质中传播的速度u = 1×103m·s -1,振幅A = 1.0×10-4m ,频率ν= 103Hz .若该媒质的密度为800kg·m -3,求:(1)该波的平均能流密度;(2)1分钟内垂直通过面积S = 4×10-4m 2的总能量. [解答](1)质点的圆频率为:ω = 2πv = 6.283×103(rad·s -1),波的平均能量密度为:2212w A ρω== 158(J·m -3),平均能流密度为:I wu == 1.58×105(W·m -2).(2)1分钟内垂直通过面积S = 4×10-4m 2的总能量为:E = ItS = 3.79×103(J).5.12 一平面简谐声波在空气中传播,波速u = 340m·s -1,频率为500Hz .到达人耳时,振幅A = 1×10-4cm ,试求人耳接收到声波的平均能量密度和声强此时声强相当于多少分贝已知空气密度ρ = 1.29kg·m -3.[解答]质点的圆频率为:ω = 2πv = 3.142×103(rad·s -1),声波的平均能量密度为:2212w A ρω== 6.37×10-6(J·m -3),平均能流密度为:I wu == 2.16×10-3(W·m -2), 标准声强为:I 0 = 1×10-12(W·m -2),图5.10此声强的分贝数为:010lgIL I == 93.4(dB).5.13 设空气中声速为330m·s -1.一列火车以30m·s -1的速度行驶,机车上汽笛的频率为600Hz .一静止的观察者在机车的正前方和机车驶过其身后所听到的频率分别是多少?如果观察者以速度10m·s -1与这列火车相向运动,在上述两个位置,他听到的声音频率分别是多少?[解答]取声速的方向为正,多谱勒频率公式可统一表示为BB S Su u u u νν-=-,其中v S 表示声源的频率,u 表示声速,u B 表示观察者的速度,u S 表示声源的速度,v B 表示观察者接收的频率.(1)当观察者静止时,u B = 0,火车驶来时其速度方向与声速方向相同,u S = 30m·s -1,观察者听到的频率为33060033030B S S u u u νν==--= 660(Hz).火车驶去时其速度方向与声速方向相反,u S = -30m·s -1,观察者听到的频率为33060033030B S S u u u νν==-+= 550(Hz).(2)当观察者与火车靠近时,观察者的速度方向与声速相反,u B = -10m·s -1;火车速度方向与声速方向相同,u S = 30m·s -1,观察者听到的频率为3301060033030B B S S u u u u νν-+==--= 680(Hz).当观察者与火车远离时,观察者的速度方向与声速相同,u B = 10m·s -1;火车速度方向与声速方向相反,u S = -30m·s -1,观察者听到的频率为3301060033030B B S S u u u u νν--==-+= 533(Hz).[注意]这类题目涉及声速、声源的速度和观察者的速度,规定方向之后将公式统一起来,很容易判别速度方向,给计算带来了方便.5.14.一声源的频率为1080Hz ,相对地面以30m·s -1速率向右运动.在其右方有一反射面相对地面以65m·s -1的速率向左运动.设空气中声速为331m·s -1.求:(1)声源在空气中发出的声音的波长; (2)反射回的声音的频率和波长.[解答](1)声音在声源垂直方向的波长为:λ0 = uT 0 = u /ν0 = 331/1080 = 0.306(m);在声源前方的波长为:λ1 = λ0 - u s T 0 = uT 0 - u s T 0 = (u - u s )/ν0 = (331-30)/1080 = 0.2787(m);在声源后方的波长为:λ2 = λ0 + u s T 0 = uT 0 + u s T 0 = (u + u s )/ν0= (331+30)/1080 = 0.3343(m).(2)反射面接收到的频率为1033165108033130B S u u u u νν++==⨯--= 1421(Hz). 将反射面作为波源,其频率为ν1,反射声音的频率为`11331142133165B u u u νν==⨯--= 1768(Hz).反射声音的波长为`1111331651421B B uu u u λννν--=-===0.1872(m).或者 `1`13311768u λν=== 0.1872(m).[注意]如果用下式计算波长`111650.27871768B u λλν=-=-=0.2330(m),结果就是错误的.当反射面不动时,作为波源发出的波长为u /ν1 = 0.2330m ,而不是入射的波长λ1.5.15 S 1与S 2为两相干波源,相距1/4个波长,S 1比S 2的位相超前π/2.问S 1、S 2连线上在S 1外侧各点的合成波的振幅如何?在S 2外侧各点的振幅如何?[解答]如图所示,设S 1在其左侧产生的波的波动方程为 1cos[2()]t xy A T πϕλ=++, 那么S 2在S 1左侧产生的波的波动方程为2/4cos[2()]2t x y A T λππϕλ-=++-cos[2()]t xA T πϕπλ=++-,由于两波源在任意点x 产生振动反相,所以合振幅为零.S 1在S 2右侧产生的波的波动方程为1cos[2()]t xy A T πϕλ=-+,那么S 2在其右侧产生的波的波动方程为2/4cos[2()]2t x y A T λππϕλ-=-+-cos[2()]t xA T πϕλ=-+,由于两波源在任意点x 产生振动同相,所以合振幅为单一振动的两倍.5.16 两相干波源S 1与S 2相距5m ,其振幅相等,频率都是100Hz ,位相差为π;波在媒质中的传播速度为400m·s -1,试以S 1S 2连线为坐标轴x ,以S 1S 2连线中点为原点,求S 1S 2间因干涉而静止的各点的坐标.[解答]如图所示,设S 1在其右侧产生的波的波动方程为1 2121/2cos[2()]x l y A t u πνϕ+=-+ 5cos(2)24A t x πππνϕ=-+-,那么S 2在其左侧产生的波的波动方程为2/2cos[2()]x l y A t u πνϕπ-=+++cos(2)24A t x πππνϕ=++-.两个振动的相差为Δφ = πx + π,当Δφ = (2k + 1)π时,质点由于两波干涉而静止,静止点为x = 2k , k 为整数,但必须使x 的值在-l /2到l /2之间,即-2.5到2.5之间.当k = -1、0和1时,可得静止点的坐标为:x = -2、0和2(m).5.17 设入射波的表达式为1cos 2()t xy A T πλ=+,在x = 0处发生反射,反射点为一自由端,求:(1)反射波的表达式; (2)合成驻波的表达式.[解答](1)由于反射点为自由端,所以没有半波损失,反射波的波动方程为2cos 2()t xy A T πλ=-.(2)合成波为y = y 1 + y 2,将三角函数展开得222cos cos y A x t Tππλ=,这是驻波的方程.5.18 两波在一很长的弦线上传播,设其表达式为:1 6.0cos (0.028.0)2y x t π=-,2 6.0cos(0.028.0)2y x t π=+,用厘米、克、秒(cm,g,s )制单位,求:(1)各波的频率,波长、波速;(2)节点的位置;(3)在哪些位置上,振幅最大?[解答](1)两波可表示为:1 6.0cos 2()0.5200t x y π=-,2 6.0cos 2()0.5200t xy π=+,可知它们的周期都为:T = 0.5(s),频率为:v = 1/T = 2(Hz);波长为:λ = 200(cm);波速为:u = λ/T = 400(cm·s -1).(2)位相差Δφ = πx /50,当Δφ = (2k + 1)π时,可得节点的位置x = 50(2k + 1)(cm),(k = 0,1,2,…).(3)当Δφ = 2k π时,可得波腹的位置x = 100k (cm),(k = 0,1,2,…).。
一、选择题:1.3147:一平面简谐波沿Ox 正方向传播,波动表达式为]2)42(2cos[10.0π+-π=x t y (SI),该波在t = 0.5 s 时刻的波形图是[ B ]2.3407:横波以波速u 沿x 轴负方向传播。
t 时刻波形曲线如图。
则该时刻(A) A 点振动速度大于零 (B) B 点静止不动 (C) C 点向下运动(D) D 点振动速度小于零 [3.3411:若一平面简谐波的表达式为 )cos(Cx Bt A y -=,式中A 、B 、C为正值常量,则:(A) 波速为C (B) 周期为1/B (C) 波长为 2π /C (D) 角频率为2π /B []4.3413:下列函数f (x 。
t )可表示弹性介质中的一维波动,式中A 、a 和b 是正的常量。
其中哪个函数表示沿x 轴负向传播的行波?(A) )cos(),(bt ax A t x f += (B) )cos(),(bt ax A t x f -=(C) bt ax A t x f cos cos ),(⋅= (D) bt axA t x f sin sin ),(⋅= [ ]5.3479:在简谐波传播过程中,沿传播方向相距为λ21(λ 为波长)的两点的振动速度必定(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y (m) y (m) - y (m) y (m)[ ]6.3483:一简谐横波沿Ox 轴传播。
若Ox 轴上P 1和P 2两点相距λ /8(其中λ 为该波的波长),则在波的传播过程中,这两点振动速度的(A) 方向总是相同 (B) 方向总是相反(C) 方向有时相同,有时相反 (D) 大小总是不相等 [ ]7.3841:把一根十分长的绳子拉成水平,用手握其一端。
维持拉力恒定,使绳端在垂直于绳子的方向上作简谐振动,则 (A) 振动频率越高,波长越长 (B) 振动频率越低,波长越长(C) 振动频率越高,波速越大 (D) 振动频率越低,波速越大 [ ] 8.3847:图为沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 0时刻的波形。
一、选择题:1.3147:一平面简谐波沿Ox 正方向传播,波动表达式为]2)42(2cos[10.0π+-π=x t y (SI),该波在t = 0.5 s 时刻的波形图是[ B ]2.3407:横波以波速u 沿x 轴负方向传播。
t 时刻波形曲线如图。
则该时刻(A) A 点振动速度大于零 (B) B 点静止不动 (C) C 点向下运动(D) D 点振动速度小于零 [3.3411:若一平面简谐波的表达式为 )cos(Cx Bt A y -=,式中A 、B 、C 为正值常量,则:(A) 波速为C (B) 周期为1/B (C) 波长为 2π /C (D) 角频率为2π /B []4.3413:下列函数f (x 。
t )可表示弹性介质中的一维波动,式中A 、a 和b 是正的常量。
其中哪个函数表示沿x 轴负向传播的行波?(A) )cos(),(bt ax A t x f += (B) )cos(),(bt ax A t x f -=(C) bt ax A t x f cos cos ),(⋅= (D) btax A t x f sin sin ),(⋅= [ ]5.3479:在简谐波传播过程中,沿传播方向相距为λ21(λ 为波长)的两点的振动速度必定(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 [ ]6.3483:一简谐横波沿Ox 轴传播。
若Ox 轴上P 1和P 2两点相距λ /8(其中λ 为该波的波长),则在波的传播过程中,这两点振动速度的(A) 方向总是相同 (B) 方向总是相反y (m) y (m) - y (m) y (m)(C) 方向有时相同,有时相反 (D) 大小总是不相等 [ ]7.3841:把一根十分长的绳子拉成水平,用手握其一端。
维持拉力恒定,使绳端在垂直于绳子的方向上作简谐振动,则 (A) 振动频率越高,波长越长(B) 振动频率越低,波长越长(C) 振动频率越高,波速越大 (D) 振动频率越低,波速越大 [ ] 8.3847:图为沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 0时刻的波形。
若波的表达式以余弦函数表示,则O 点处质点振动的初相为:(A) 0 (B) π21 (C) π (D) π23[ ]9.5193:一横波沿x 轴负方向传播,若t 时刻波形曲线如图所示,则在t + T /4时刻x 轴上的1、2、3三点的振动位移分别是:(A) A ,0,-A (B) -A ,0,A (C) 0,A ,0 (D) 0,-A ,0. [ ]10.5513: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π31,则此两点相距(A) 2.86 m (B) 2.19 m (C) 0.5 m (D) 0.25 m [ ]11.3068:已知一平面简谐波的表达式为 )cos(bx at A y -=(a 、b 为正值常量),则(A) 波的频率为a (B) 波的传播速度为 b/a(C) 波长为 π / b (D) 波的周期为2π / a [ ]12.3071:一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播,在t = t '时波形曲线如图所示。
则坐标原点O 的振动方程为(A)]2)(cos[π+'-=t t b u a y (B) ]2)(2cos[π-'-π=t t b u a y (C) ]2)(cos[π+'+π=t t b u a y (D) ]2)(cos[π-'-π=t t b u a y13.3072: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 [ ] 14.3073:如图,一平面简谐波以波速u 沿x 轴正方向传播,O 为坐标原点。
已知P 5193图 x y O u 3847图y (m)点的振动方程为 t A y ωcos =,则: (A) O 点的振动方程为 )/(cos u l t A y -=ω (B) 波的表达式为 )]/()/([cos u l u l t A y --=ω (C) 波的表达式为 )]/()/([cos u x u l t A y -+=ω(D) C 点的振动方程为 )/3(cos u l t A y -=ω[ ]15.3152:图中画出一平面简谐波在t = 2 s 时刻的波形图,则平衡位置在P 点的质点的振动方程是 (A)]31)2(cos[01.0π+-π=t y P (SI) (B)]31)2(cos[01.0π++π=t y P (SI) (C) ]31)2(2cos[01.0π+-π=t y P(SI) (D)]31)2(2cos[01.0π--π=t y P (SI) ] 16.3338:图示一简谐波在t = 0时刻的波形图,波速 u = 200 m/s ,则图中O 点的振动加速度的表达式为 (A))21cos(4.02π-ππ=t a (SI) (B) )23cos(4.02π-ππ=t a (SI) (C) )2cos(4.02π-ππ-=t a (SI)(D) )212cos(4.02π+ππ-=t a (SI) 17.3341:图示一简谐波在t = 0动速度表达式为: (A) )2cos(2.0π-ππ-=t v (SI) (B) )cos(2.0π-ππ-=t v (SI) (C) )2/2cos(2.0π-ππ=t v (SI)(D) )2/3cos(2.0π-ππ=t v (SI) [ ]18.3409:一简谐波沿x 轴正方向传播,t = T /4时的波形曲线如图所示。
若振动以余弦函数表示,且此题各点振动的初相取-π 到π 之间的值,则: (A) O 点的初相为00=φ (B) 1点的初相为π-=211φ (C) 2点的初相为π=2φ(D) 3点的初相为π-=213φ [ ] 19.3412:一平面简谐波沿x 轴负方向传播。
已知 x = x 0处质点的振动方程为:)cos(0φω+=t A y ,若波速为u ,则此波的表达式为(A) }]/)([cos{00φω+--=u x x t A y(B) }]/)([cos{00φω+--=u x x t A y(C) }]/)[(cos{00φω+--=u x x t A yx O u2l l y CP (m)(D) }]/)[(cos{00φω+-+=u x x t A y [ ] 20.3415:一平面简谐波,沿x 轴负方向传播。
角频率为ω ,波速为u 。
设 t = T /4 时刻的波形如图所示,则该波的表达式为: (A) )(cos xu t A y -=ω(B)]21)/(cos[π+-=u x t A y ω (C) )]/(cos[u x t A y +=ω (D) ])/(cos[π++=u x t A y ω[ ]21.3573:一平面简谐波沿x 轴负方向传播。
已知x = b 处质点的振动方程为:)cos(0φω+=t A y ,波速为u ,则波的表达式为: (A) ]cos[0φω+++=u x b t A y (B) }][cos{0φω++-=u x b t A y(C) }][cos{0φω+-+=u b x t A y (D) }][cos{0φω+-+=u x b t A y [ ] 22.3575:一平面简谐波,波速u = 5 m/s ,t = 3 s 时波形曲线如图,则x = 0处质点的振动方程为: (A))2121cos(1022π-π⨯=-t y (SI) (B) )cos(1022π+π⨯=-t y (SI) (C))2121cos(1022π+π⨯=-t y (SI) (D) )23cos(1022π-π⨯=-t y (SI) 23.3088:一平面简谐波在弹性媒质中传播时,某一时刻媒质中某质元在负的最大位移处,则它的能量是(A) 动能为零,势能最大 (B) 动能为零,势能为零(C) 动能最大,势能最大 (D) 动能最大,势能为零 [ ]24.3089:一平面简谐波在弹性媒质中传播,在媒质质元从最大位移处回到平衡位置的过程中:(A) 它的势能转换成动能 (B) 它的动能转换成势能(C) 它从相邻的一段媒质质元获得能量,其能量逐渐增加(D) 它把自己的能量传给相邻的一段媒质质元,其能量逐渐减小 [ ]25.3287: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?(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) 媒质质元在其平衡位置处弹性势能最大 [ ]26.3289:图示一平面简谐机械波在t 时刻的波形曲线。
若此时A 点处媒质质元的振动动能在增大,则:(A) A 点处质元的弹性势能在减小 x (m) y (m) 5 uO 10 15 20 25 -2×10-2(B) 波沿x 轴负方向传播(C) B 点处质元的振动动能在减小(D) 各点的波的能量密度都不随时间变化 [ ]27.3295:如图所示,S 1和S 2为两相干波源,它们的振动方向均垂直于图面,发出波长为λ 的简谐波,P 点是两列波相遇区域中的一点,已知 λ21=P S ,λ2.22=P S ,两列波在P 点发生相消干涉。
若S 1的振动方程为)212cos(1π+π=t A y(A))212cos(2π-π=t A y(B) )2cos(2π-π=t A y (C))212cos(2π+π=t A y (D) )1.02cos(22π-π=t A y 28.3433:如图所示,两列波长为λ 的相干波在P 点相遇。
波在S 1点振动的初相是φ 1,S 1到P 点的距离是r 1;波在S 2点的初相是φ 2,S 2到P 点的距离是r 2,以k 代表零或正、负整数,则P 点是干涉极大的条件为:(A) λk r r =-12 (B) π=-k 212φφ (C) π=-π+-k r r 2/)(21212λφφ(D) π=-π+-k r r 2/)(22112λφφ [ ]29.3434:两相干波源S 1和S 2相距λ /4,(λ 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) π (D) π23 30.3101: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 [ ]31.3308在波长为λ 的驻波中,两个相邻波腹之间的距离为(A) λ /4 (B) λ /2 (C) 3λ /4 (D) λ [ ]32.3309:在波长为λ 的驻波中两个相邻波节之间的距离为:(A) λ (B) 3λ /4 (C) λ /2 (D) λ /4 [ ]33.3591:沿着相反方向传播的两列相干波,其表达式为)/(2cos 1λνx t A y -π= 和 )/(2c o s 2λνx t A y +π=。