清华大学《大学物理》习题库试题及答案--05-机械波习题 下载本文

一、选择题:

tx?y?0.10cos[2?(?)?]242 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 [ ]

y (m)y (m) y (m) y (m)

0.1 0 0.1 0

2 2 2 2

O O O O x (m) x (m) x (m)

( A ) ( C ) - 0.1 0 0.1 0 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 ( B ) y (A) A点振动速度大于零

u (B) B点静止不动 A D (C) C点向下运动 x O B C (D) D点振动速度小于零 [ ]

x (m) ( D ) 3.3411:若一平面简谐波的表达式为 y?Acos(Bt?Cx),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 2? /C (D) 角频率为2? /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) f(x,t)?Acos(ax?bt) (B) f(x,t)?Acos(ax?bt)

(C) f(x,t)?Acosax?cosbt (D) f(x,t)?Asinax?sinbt [ ]

1?5.3479:在简谐波传播过程中,沿传播方向相距为2(??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P1和P2两点相距? /8(其中? 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

y y 直于绳子的方向上作简谐振动,则

u (A) 振动频率越高,波长越长 a u x (B) 振动频率越低,波长越长

O (C) 振动频率越高,波速越大 O (D) 振动频率越低,波速越大 [ ] 3847图 b 5193图 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:

x 13π?(A) 0 (B) 2 (C) ? (D) 2

[ ]

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. [ ]

1 / 14

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

1?3的两点振动的相位差为,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 y?Acos(at?bx)(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 ? / b (D) 波的周期为2? / 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。

y 则坐标原点O的振动方程为

u u?u?A y?acos[(t?t?)?]y?acos[2?(t?t?)?]b2 (B) b2 (A)

O u?u?y?acos[?(t?t?)?]y?acos[?(t?t?)?]-A b2 (D) b2 (C)

y?Acos(?t??0)

x 1 2 3 13.3072: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

y l O P 则波的表达式为

u x ?[t?(x?l)/u]??0} (A) y?Acos{?[t?(x/u)]??0} (B) y?Acos{?[t?(x?l)/u]??0} (C) y?Acos?(t?x/u) (D) y?Acos{[ ]

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

点的振动方程为 y?Acos?t,则:

(A) O点的振动方程为 y?Acos?(t?l/u)

(B) 波的表达式为 y?Acos?[t?(l/u)?(l/u)] (C) 波的表达式为 y?Acos?[t?(l/u)?(x/u)]

y u P O l C 2l x (D) C点的振动方程为 y?Acos?(t?3l/u) [ ]

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) (B) (C)

1y (m) yP?0.01cos[?(t?2)??]3 (SI) u =200 m/s 0.01 10.005 yP?0.01cos[?(t?2)??]3 (SI) P O x (m) 100 1yP?0.01cos[2?(t?2)??]3 (SI) 1yP?0.01cos[2?(t?2)??]3 (SI)

(D) [ ]

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

y (m) 加速度的表达式为

1a?0.4?cos(?t??)2 (SI) (A)

20.1 2 / 14

u x (m) O 100 200 3a?0.4?2cos(?t??)2 (SI) (B)

1a??0.4?2cos(2?t??)2 (SI) (C) a??0.4?cos(2?t??) (SI) (D)

217.3341:图示一简谐波在t = 0时刻的波形图,波速 u = 200 m/s,则P处质点的振动

y (m) 速度表达式为:

(A) v??0.2?cos(2?t??) (SI) (B) v??0.2?cos(?t??) (SI) (C) v?0.2?cos(2?t??/2) (SI)

A O 100 u P 200 x (m) (D) v?0.2?cos(?t?3?/2) (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

y 弦函数表示,且此题各点振动的初相取?? 到??之间的值,则:

u (A) O点的初相为?0?0 (B) 1点的初相为(C) 2点的初相为?2??

?1???12

O 1 2 3 4 x (D) 3点的初相为

19.3412:一平面简谐波沿x轴负方向传播。已知 x = x0处质点的振动方程为:

?3???12 [ ]

y?Acos(?t??0),若波速为u,则此波的表达式为

?[t?(x0?x)/u]??0} (A) y?Acos{?[t?(x?x0)/u]??0} (B) y?Acos{?t?[(x0?x)/u]??0} (C) y?Acos{?t?[(x0?x)/u]??0} (D) y?Acos{[ ]

20.3415:一平面简谐波,沿x轴负方向传播。角频率为? ,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: y (A) y?Acos?(t?xu)

1y?Acos[?(t?x/u)??]2 (B)

?(t?x/u)] (C) y?Acos[A O -A u x ?(t?x/u)??] (D) y?Acos[[ ]

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:

y?Acos(?t??0),波速为u,则波的表达式为:

b?xb?x??0]y?Acos{?[t?]??0}uu(A) (B) x?bb?xy?Acos{?[t?]??0}y?Acos{?[t?]??0}uu(C) (D)

y?Acos[?t?[ ]

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

y (m) 振动方程为:

u O x (m) 5 10 15 20 25 --2×102 3 / 14

11y?2?10?2cos(?t??)22 (SI) (A)

?2y?2?10cos(?t??) (SI) (B)

113y?2?10?2cos(?t??)y?2?10?2cos(?t??)22 (SI) (D) 2 (SI) (C)

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: y (A) A点处质元的弹性势能在减小 (B) 波沿x轴负方向传播 x B O A (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,S1和S2为两相干波源,它们的振动方向均垂直于图面,发出波长为? 的简谐波,P点是两列波相遇区域中的一点,已知 S1P?2?,S2P?2.2?,两列

y1?Acos(2?t?1?)S1 2,则S 2的振动方程为波在P点发生相消干涉。若S1的振动方程为 1y2?Acos(2?t??)P 2 (B) y2?Acos(2?t??) (A) S2 1y2?Acos(2?t??)2 (D) y2?2Acos(2?t?0.1?) (C)

28.3433:如图所示,两列波长为? 的相干波在P点相遇。波在S1点振动的初相是??1,

S1到P点的距离是r1;波在S2点的初相是??2,S2到P点的距离是r2,以k代表零或正、负

S1 整数,则P点是干涉极大的条件为: r1 P r?r?k?????2k?11(A) 2 (B) 2

(C) (D)

?2??1?2?(r2?r1)/??2k?

?2??1?2?(r1?r2)/??2k? [ ]

S2 r2 在S1,S2的连线上,S1外侧各点(例如P点)两波引起的两谐振动的相位差是:

1?229.3434:两相干波源S1和S2相距? /4,(??为波长),S1的相位比S2的相位超前,

?/4 S1 S2 P 4 / 14