[讲解]《大学物理 A II》期末复习之试题整理 下载本文

(A) x?Acos(k/mt?1?) (B) x?Acos(k/mt?1?)

22 (C) x?Acos(m/kt?1π) (D) x?Acos(m/kt?1?)

22 (E) x?Acosk/mt [ B ]

5(本题3分)(3479)

在简谐波传播过程中,沿传播方向相距为1?(??为波长)的两点的振动速度必定

2 (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 ]

4 (3561)

质量为m物体和一个轻弹簧组成弹簧振子,其固有振动周期为T. 当它作振幅为A自由简谐振动时,其振动能量E = ___2π2mA2/T2 _____.

5(3857)

图为一种声波干涉仪,声波从入口E进入仪器,分BC两路在管中传E播至喇叭口A汇合传出,弯管C可以移动以改变管路长度,当它渐渐

移动时从喇叭口发出的声音周期性地增强或减弱,设C管每移动10 BCcm,声音减弱一次,则该声波的频率为(空气中声速为340 m/s)

A_____1.73103 Hz _________.

3.(本题5分)(3074)

一平面简谐波的表达式为y?Acos?(t?x/u)?Acos(?t??x/u) 其中x / u 表示____波从坐标原点传至x所需时间_____;?x / u表示_____x处质点比原点处质点滞后的振动相位________;y表示___t时刻x处质点的振动位移________.

4.(本题3分)(3597)

在弦线上有一驻波,其表达式为 y?2Acos(2?x/?)cos(2??t), 两个相邻波节之间的距离是_______λ/2________.

3(本题3分)(3570)一物体同时参与同一直线上的两个简谐振动: x1?0.05cos(4?t?1?) 3(?t?(SI) , x2?0.03cos42?) (SI) 3合成振动的振幅为_____0.02_______m.

4(本题3分)(3292)

x 在同一媒质中两列频率相同的平面简谐波的强度之比I1 / I2 = 16,则这两列波的振幅之比是A1 / A2 = x1 x2 ____4___________.

3(本题3分)(3034)

O t 已知两个简谐振动曲线如图所示.x1的相 位比x2的相位超前___3π/4____.

4(本题3分)(3318)一弦上的驻波表达式为 y?2.0?10?2cos15xcos1500t (SI).形成该驻波的两个反向传播的行波的波速为_____100m/s________.

t n1 S1 1

P S2 2 t n2 2(5199)有一沿x轴正方向传播的平面简谐波,其波速u = 400

m/s,频率? = 500 Hz.

(1) 某时刻t,波线上x1处的相位为??1,x2处的相位为??2,试写出 x2 - x1与? 2 - ? 1的关系式,并计算出当x2 - x1 = 0.12 m时? 2 - ? 1的值.

?,在t2时刻的相位为?2?, 试写出t2 - t1与?2???1?的关系(2) 波线上某定点 x 在t1时刻的相位为?1???1?的值. 式,并计算出t2 - t1 = 10?3 s时?2

解:该波波长 ? = u /? = 0.8 m

(1) x2点与x1点的相位差为 ?(?2??1)?2?(x2?x1)/?

?2??1??2?(x2?x1)/?

当x2?x1?0.12 m时 ?2??1??0.3? rad

(2) 同一点x,时间差t2?t1,相应的相位差

?2??1?2?(t2?t1)/T?2??(t2?t1)

当 t2?t1?10?3 s 时, ?2??1?? rad

2(3335)一简谐波,振动周期T?????1 s,波长? = 10 m,振幅A = 0.1 m.当 t = 0时,波源振动的位2移恰好为正方向的最大值.若坐标原点和波源重合,且波沿Ox轴正方向传播,求: (1) 此波的表达式;

(2) t1 = T /4时刻,x1 = ? /4处质点的位移;

(3) t2 = T /2时刻,x1 = ? /4处质点的振动速度.

解:(1) y?0.1cos(4?t?21?x)?0.1cos4?(t?x) (SI) 1020(2) t1 = T /4 = (1 /8) s,x1 = ? /4 = (10 /4) m处质点的位移

y1?0.1cos4?(T/4??/80)

18?y(3) 振速 v???0.4?sin4?(t?x/20).

?t1 t2?T?(1/4) s,在 x1 = ? /4 = (10 /4) m 处质点的振速

21 v2??0.4?sin(???)??1.26 m/s

24?(1/8?)?0.1m ?0.1cos y (m) u = 0.08 m/s

x (m) 2(3141) P 图示一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图,求 O 0.20 0.40 0.60 (1) 该波的波动表达式; -0.04 (2) P处质点的振动方程.

解:(1) O处质点,t = 0 时 y0?Aco?s?0, v0??A?sin??0

所以 ???1? 2t5x?)?] (SI) 0.42又 T??/u? (0.40/ 0.08) s= 5 s

[?(?故波动表达式为 y?0.04cos2 (2) P处质点的振动方程为

[?(? yP?0.04cos2t50.2?3?)?]?0.04cos0(.4?t?) (SI) 0.422

2 (3824)

有一轻弹簧,当下端挂一个质量m1 = 10 g的物体而平衡时,伸长量为4.9 cm.用这个弹簧和质量m2 = 16 g的物体组成一弹簧振子.取平衡位置为原点,向上为x轴的正方向.将m2从平衡位置向下拉 2 cm后,给予向上的初速度v0 = 5 cm/s 并开始计时,试求m2的振动周期和振动的数值表达式.

解:设弹簧的原长为l,悬挂m1后伸长?l,则 k??l = m1g, k?= m1g/ ?l = 2 N/m 1分 取下m1挂上m2后,??k/m2?11.2 rad/s 2分

1分

T?2?/?=0.56 s

t = 0时, x0??2?10?2m?Aco?s

v0?5?10?2m/s??A?sin?

解得 A?

2x0?(v0/?)2m?2.05?10?2 m

2分

??tg?1(?v0/?x0)?180°+12.6°=3.36 rad

也可取 ? = -2.92 rad 2分

-振动表达式为 x = 2.053102cos(11.2t-2.92) (SI) 2分

-或 x = 2.053102cos(11.2t+3.36) (SI)

2.(本题10分)(3265)在一轻弹簧下端悬挂m0 = 100 g砝码时,弹簧伸长8 cm.现在这根弹簧下端悬挂m = 250 g的物体,构成弹簧振子.将物体从平衡位置向下拉动4 cm,并给以向上的21 cm/s的初速度(令这时t = 0).选x轴向下, 求振动方程的数值式.

2.(本题10分)(5206)

沿x轴负方向传播的平面简谐波在t = 2 s时刻的波形曲线如图所示,设波速u = 0.5 m/s. 求:原点O的振动方程.

y (m) ut = 2 s0.5

O 12x (m)解: