振动与波动

振动与波动填空题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______．答：π 1分 - π /2 2分 π/3． 2分3010.有两相同的弹簧，其劲度系数均为k ．(1) 把它们串联起来，下面挂一个质量为m 的重物，此系统作简谐振动的周期为___________________；(2) 把它们并联起来，下面挂一个质量为m 的重物，此系统作简谐振动的周期为___________________________________．答： k m /22π 2分 k m 2/2π 2分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) ______________________________． 答： )212cos(π-=T t A x π 2分 )212c o s (π+=T t A x π 2分 )2c o s (π+=T t A x π 1分3383.用40Ｎ的力拉一轻弹簧，可使其伸长20 cm ．此弹簧下应挂__________kg 的物体，才能使弹簧振子作简谐振动的周期T = 0.2π s ．(c)答： 2.0 3分3032.已知两个简谐振动的振动曲线如图所示．两简谐振动的最大速率之比为_________________． 答： 1∶1 3分 3036.已知一简谐振动曲线如图所示，由图确定振子：(1) 在_____________s 时速度为零．(2) 在____________ s 时动能最大．(3) 在____________ s 时加速度取正的最大值．答： 0.5(2n +1) n = 0，1，2，3，… 1分 n n = 0，1，2，3，… 1分 0.5(4n +1) n = 0，1，2，3，… 1分3039.两个简谐振动曲线如图所示，则两个简谐振动 的频率之比ν1∶ν2=__________________，加速度最大值之比a 1m ∶a 2m =__________________________，初始速率之比v 10∶v 20=____________________．答： 2∶1 1分 4∶1 1分2∶1 1分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______________________________．答： π/4 1分 )4/c o s (1022π+π⨯=-t x (SI) 2分3271.一简谐振子的振动曲线如图所示，则以余弦函数表示的振动方程为______________________________________． x (cm)t (s)O 12t -x (cm)答： )21cos(04.0π+π=t x 3分3398.一质点作简谐振动．其振动曲线如图所示．根据此图，它的周期T =___________，用余弦函数描述时初相φ =_________________．答： 3.43 s 3分-2π/3 2分3029.一物块悬挂在弹簧下方作简谐振动,当这物块的位移等于振幅的一半时,其动能是总能量的______________．（设平衡位置处势能为零）．当这物块在平衡位置时，弹簧的长度比原长长∆l ，这一振动系统的周期为________________________． 答： 3/4 2分 g l /2∆π 2分3268. 一系统作简谐振动, 周期为T ，以余弦函数表达振动时，初相为零．在0≤t ≤T 21范围内，系统在t =________________时刻动能和势能相等． 答： T /8，3T /8 （只答一个的给2分） 4分3566.图中所示为两个简谐振动的振动曲线．若以余弦函数表示这两个振动的合成结果，则合振动的方程为 =+=21x x x ________________(SI) 答： )21cos(04.0π-πt （其中振幅1分，角频率1分，初相1分） 3分3837.两个同方向同频率的简谐振动)31c o s (10321π+⨯=-t x ω , )61cos(10422π-⨯=-t x ω (SI)它们的合振幅是________________．答： 5×10-2 m 3分5190.一质点同时参与了三个简谐振动，它们的振动方程分别为)31c o s (1π+=t A x ω, )35cos(2π+=t A x ω, )cos(3π+=t A x ω-其合成运动的运动方程为x = ______________．答： 0 3分3421.已知一平面简谐波的表达式为 )cos(Ex Dt A y -=，式中A 、D 、E 为正值常量，则在传播方向上相距为a 的两点的相位差为______________．答：aE 3分3425.在简谐波的一条射线上，相距0.2 m 两点的振动相位差为π /6．又知振动周期为0.4 s ，则波长为_________________，波速为________________．答： 2.4 m 2分6.0 m/s 2分3442.设沿弦线传播的一入射波的表达式为])(2cos[1φλπ+-=x T t A y ， 波在x = L 处（B 点）发生反射，反射点为固定端（如图）．设波在传播和反射过程中振幅不变，则反射波的表达式为y 2 = ________________________________．答：)]22()(2cos[λφλL x T t A π-π+++π 或)]22()(2cos[λφλL x T t A π-π-++π 3分3132.一平面简谐波沿Ox 轴正向传播，波动表达式为 ]4/)/(cos[π+-=u x t A y ω，则x 1 = L 1处质点的振动方程是__________________________________；x 2 = -L 2处质点的振动和x 1 = L 1处质点的振动的相位差为φ2 - φ1 =__________________． 答： ]4/)/(cos[11π+-=u L t A y ω； 1分u L L )(21+ω 2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___________． 答： 5 J 3分3292.在同一媒质中两列频率相同的平面简谐波的强度之比I 1 / I 2 = 16，则这两列波的振幅之比是A 1 / A 2 = ____________________．答： 4 3分3093.如图所示，波源S 1和S 2发出的波在P 点相遇，P 点距波源S 1和S 2的距离分别为 3λ 和10 λ / 3 ，λ 为两列波在介质中的波长，若P 点的合振幅总是极大值，则两波在P 点的振动频率___________，波源S 1 的相位比S 2 的相位领先_________________．答： 相同． 1分 2π/3 ． 2分3106.在固定端x = 0处反射的反射波表达式是)/(2cos 2λνx t A y -π=. 设反射波无能量损失，那么入射波的表达式是y 1 = ________________________；形成的驻波的表达式是y = ________________________________________． 答： ])/(2cos[π++πλνx t A 3分)212c o s ()21/2c o s (2π+ππ+πt x A νλ 2分3313.设入射波的表达式为 )(2cos 1λνx t A y +π=．波在x = 0处发生反射，反射点 为固定端，则形成的驻波表达式为____________________________________．答： )212cos(]212cos[2π+ππ-π=t x A y νλ 或)212cos(]212cos[2π-ππ+π=t x A y νλ或 )2c o s (]212c o s [2t x A y νλππ+π=. 3分 3314.设反射波的表达式是 ]21)200(100cos[15.02π+-π=x t y (SI) 波在x = 0处发生反射，反射点为自由端，则形成的驻波的表达式为_______________________________________．答： )21100cos()21cos(30.0π+ππ=t x y (SI) 3分3417.已知14℃时的空气中声速为340 m/s ．人可以听到频率为20 Hz 至20000 Hz 范围内的声波．可以引起听觉的声波在空气中波长的范围约为______________________________．答： 17 m 到1.7×10-2 m 3分3421.已知一平面简谐波的表达式为 )cos(Ex Dt A y -=，式中A 、D 、E 为正值常量，则在传播方向上相距为a 的两点的相位差为______________．P S S答：aE3分3426.一声纳装置向海水中发出超声波，其波的表达式为 )2201014.3cos(102.153x t y -⨯⨯=- (SI)则此波的频率ν = _________________ ，波长λ = __________________， 海水中声速u = __________________．答： 5.0 ×104 Hz 1分2.86×10-2 m 2分1.43×103 m/s 2分3445.沿弦线传播的一入射波在x = L 处（B 点）发生反射，反射点为自由端（如图）．设波在传播和反射过程中振幅不变，且反射波的表达式为)(2cos 2λνx t A y +π=， 则入射 波的表达式为y 1 = ______________________________． 答：)2(2cos λλνL x t A +-π 3分3571.一平面简谐波沿x 轴正方向传播．已知x = 0处的振动方程为 )cos(0φω+=t y ，波速为u ．坐标为x 1和x 2的两点的振动初相位分别记为φ 1和φ 2，则相位差φ 1－φ 2 =_________________．答： u x x /)(12-ω （x 1和x 2写反了扣1分）3分3576.已知一平面简谐波的表达式为 )cos(bx at A -，（a 、b 均为正值常量），则波沿x 轴传播的速度为___________________．答： a /b 3分3580.已知一平面简谐波的表达式为 )cos(dx bt A y -=，（b 、d 为正值常量），则此波的频率ν = __________，波长λ = __________．答： b / 2π 2分2π / d 2分3330.图示一平面简谐波在t = 2 s 时刻的波形图，波的振幅为0.2 m ，周期为4 s ，则图中P 点处质点的振动方程为___________________________．答： )2121cos(2.0π-π=t y P 3分 3343.图示一简谐波在t = 0时刻与t = T /4时刻（T 为周期）的波形图，则x 1处质点的振动方程为 ___________________________．答： )22cos(1π-π=t T A y x 或写成 )/2sin(1T t A y x π= 3分 3588.两相干波源S 1和S 2的振动方程分别是)cos(1φω+=t A y 和)cos(2φω+=t A y . S 1距P 点3个波长，S 2距P 点 4.5个波长．设波传播过程中振幅不变，则两波同时传到P 点时的合振幅是________________．答：0 3分3316.设入射波的表达式为 ])/(2c o s [1π++π=λνx t A y ，波在x = 0处发生反射，反射点为一固定端，则入射波和反射波合成的驻波的波腹位置所在处的坐标为______________________________________．答： λ21)21(-=k x ，k = 1，2，3，… 3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__________________．答： 2 m 2分 45 Hz 2分3487.一驻波表达式为 t x A y ππ=100cos 2cos (SI)．位于x 1 = (1 /8) m 处的质元P 1与位于x 2 = (3 /8) m 处的质元P 2的振动相位差为_______________．答： π 3分3460.广播电台的发射频率为ν = 640 kHz ．已知电磁波在真空中传播的速率为c = 3×108 m/s ，则这种电磁波的波长为___________________．答： 4.69×102 m 3分3462.在真空中一平面电磁波的电场强度波的表达式为：)]103(102cos[100.6882⨯-⨯π⨯=-x t E y (SI) 则该平面电磁波的波长是____________________．答： 3 m 3分/4。