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文檔簡介

1、第十章練習(xí)一一、選擇題 1、下列四種運(yùn)動(dòng)(忽略阻力)中哪一種是簡諧振動(dòng)?( ) (A)小球在地面上作完全彈性的上下跳動(dòng) (B)細(xì)線懸掛一小球在豎直平面上作大角度的來回?cái)[動(dòng) (C)浮在水里的一均勻矩形木塊,將它部分按入水中,然后松開,使木塊上下浮動(dòng) (D)浮在水里的一均勻球形木塊,將它部分按入水中,然后松開,使木塊上下浮動(dòng) 2、質(zhì)點(diǎn)作簡諧振動(dòng),距平衡位置2.0cm時(shí),加速度a=4.0cm/s2,則該質(zhì)點(diǎn)從一端運(yùn)動(dòng)到另一端的時(shí)間為( )(A)1.2s (B)2.4s (C)2.2s (D)4.4s 3、如圖下所示,以向右為正方向,用向左的力壓縮一彈簧,然后松手任其振動(dòng),若從松手時(shí)開始計(jì)時(shí),則該彈簧

2、振子的初相位為( )(A) 0 (B) (C) (D) 4、一質(zhì)量為的物體與一個(gè)勁度系數(shù)為的輕彈簧組成彈簧振子,當(dāng)其振幅為時(shí),該彈簧振子的總能量為。若將其彈簧分割成兩等份,將兩根彈簧并聯(lián)組成新的彈簧振子,則新彈簧振子的振幅為多少時(shí),其總能量與原先彈簧振子的總能量相等( )(A) (B) (C) (D)二、填空題 1、已知簡諧振動(dòng)的周期為T ,在時(shí)的質(zhì)點(diǎn)速度為 ,加速度為 。 2、已知月球上的重力加速度是地球的1/6,若一個(gè)單擺(只考慮小角度擺動(dòng))在地球上的振動(dòng)周期為T,將該單擺拿到月球上去,其振動(dòng)周期應(yīng)為 。 3、一質(zhì)點(diǎn)作簡諧振動(dòng),在同一周期內(nèi)相繼通過相距為11cm的A,B兩點(diǎn),歷時(shí)2秒,速度

3、大小與方向均相同,再經(jīng)過2秒,從另一方向以相同速率反向通過B點(diǎn)。 該振動(dòng)的振幅為 ,周期為 。4、簡諧振動(dòng)的總能量是E,當(dāng)位移是振幅的一半時(shí), , ,當(dāng) 時(shí),。三、計(jì)算題1、一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線如右圖所示,試求: (l)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程; (2)點(diǎn)P對應(yīng)的相位; (3)從振動(dòng)開始到達(dá)點(diǎn)P相應(yīng)位置所需的時(shí)間。2、一質(zhì)量為10g的物體作簡諧運(yùn)動(dòng),其振幅為24 cm,周期為4.0s,當(dāng)t=0時(shí),位移為+24cm。求:(1)t=0.5s時(shí),物體所在位置;(2)t=0.5s時(shí),物體所受.力的大小與方向;(3)由起始位置運(yùn)動(dòng)到x=12cm處所需的最少時(shí)間;(4)在x=12cm處,物體的速度、動(dòng)能以及系統(tǒng)的勢能和

4、總能量。3、如右圖所示,絕熱容器上端有一截面積為S的玻璃管,管內(nèi)放有一質(zhì)量為m的光滑小球作為活塞。容器內(nèi)儲(chǔ)有體積為V、壓強(qiáng)為p的某種氣體,設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0。開始時(shí)將小球稍向下移,然后放手,則小球?qū)⑸舷抡駝?dòng)。如果測出小球作諧振動(dòng)時(shí)的周期T,就可以測定氣體的比熱容比。試證明(假定小球在振動(dòng)過程中,容器內(nèi)氣體進(jìn)行的過程可看作準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程。)練習(xí)二一、選擇題1、一彈簧振子,當(dāng)把它水平放置時(shí),它可以作簡諧振動(dòng)。若把它豎直放置或放在固定的光滑斜面上,試判斷下面哪種情況是正確的:( )(A) 豎直放置可作簡諧振動(dòng),放在光滑斜面上不能作簡諧振動(dòng)(B) 豎直放置不能作簡諧振動(dòng),放在光滑斜面上可作簡諧振動(dòng)(C)

5、 兩種情況都可作簡諧振動(dòng)(D) 兩種情況都不能作簡諧振動(dòng)2、在阻尼振動(dòng)中,振動(dòng)系統(tǒng)( )(A) 只是振幅減小(B) 只是振動(dòng)變慢(C) 振幅既不減小,振動(dòng)也不變慢(D) 振幅減小且振動(dòng)變慢3、下列選項(xiàng)中不屬于阻尼振動(dòng)基本形式的是( )(A) 強(qiáng)阻尼(B) 欠阻尼(C) 過阻尼(D) 臨界阻尼4、受迫振動(dòng)的振幅依賴于( )(A) 振子的性質(zhì)(B) 振子的初始狀態(tài)(C) 阻尼的大小(D) 驅(qū)動(dòng)力的特征二、填空題1、實(shí)際上,真實(shí)的振動(dòng)系統(tǒng)總會(huì)受到阻力作用而作振幅不斷減小的阻尼振動(dòng),這是因?yàn)樽枘岬拇嬖谑瓜到y(tǒng)的能量逐漸減少,能量損失的原因通常有兩種: 和 。2、在靈敏電流計(jì)等精密儀表中,為使人們能較快地

6、和較準(zhǔn)確地進(jìn)行讀數(shù)測量,常使電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)工作在 狀態(tài)下。3、試分別寫出簡諧振動(dòng)、阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)微分方程 、 、 。4、在阻尼很小的情況下,受迫振動(dòng)的頻率取決于驅(qū)動(dòng)力的頻率,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率逐漸趨近于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí),振幅達(dá)到最大值,這種現(xiàn)象叫做 。三、計(jì)算題1、質(zhì)量為m=5.88kg的物體,掛在彈簧上,讓它在豎直方向上作自由振動(dòng)。在無阻尼情況下,其振動(dòng)周期為T=0.4s;在阻力與物體運(yùn)動(dòng)速度成正比的某一介質(zhì)中,它的振動(dòng)周期為T=0.5s。求當(dāng)速度為0.01m/s時(shí),物體在阻尼介質(zhì)中所受的阻力。2、一擺在空中振動(dòng),某時(shí)刻,振幅為A0=0.03m,經(jīng)t1=10s后,振幅變?yōu)锳1=0

7、.01m。問:由振幅為A0時(shí)起,經(jīng)多長時(shí)間,其振幅減為A2=0.003m?3、火車在行駛,每當(dāng)車輪經(jīng)過兩根鐵軌的接縫時(shí),車輪就受到一次沖擊,從而使裝在彈簧上的車廂發(fā)生上下振動(dòng)。設(shè)每段鐵軌長12.6m,如果車廂與載荷的總質(zhì)量為55 t,車廂下的減振彈簧每受10 kN(即1 t質(zhì)量的重力)的載荷將被壓縮0.8 mm。試問火車速率多大時(shí),振動(dòng)特別強(qiáng)?(這個(gè)速率稱為火車的危險(xiǎn)速率。)目前,我國鐵路提速已超過140 km/h,試問如何解決提速問題。練習(xí)三一、選擇題1、下列關(guān)于LC振蕩電路中說法不正確的是( )(A)電路中電流和電容器上的電量的變化也是一種簡諧振動(dòng)(B)電容器放電完畢時(shí),電路中的電流達(dá)到最

8、大值(C)電場能和磁場能相互轉(zhuǎn)化,但總的電磁能量保持不變(D)電容器充電時(shí),由于線圈的自感作用,電流只能逐漸增大2、LC振蕩電路中電荷和電流的變化,下列描述不正確的是( )(A) 電荷和電流都作諧振動(dòng)(B) 電荷和電流都作等幅振動(dòng)(C) 電荷的相位比電流的相位超前/2(D) 電荷和電流振動(dòng)的頻率相同3、兩同方向同頻率的簡諧振動(dòng)的振動(dòng)方程為(SI),(SI),則它們的合振動(dòng)的振動(dòng)方程應(yīng)為( )(A) (B) (C) (D)4、已知兩同方向同頻率的簡諧振動(dòng)的振動(dòng)方程分別為(SI),(SI),則它們的合振幅應(yīng)為( )(A) (B) (C) (D) 二、填空題1、兩個(gè)同方向同頻率的簡諧振動(dòng),其振動(dòng)表達(dá)

9、式分別為: (SI) , (SI)它們的合振動(dòng)的振輻為 ,初相為 。2、一質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與了兩個(gè)同方向的簡諧振動(dòng),它們的振動(dòng)方程分別為 (SI), (SI)其合成運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程為x = 。3、已知一物體同時(shí)參與兩個(gè)同方向同頻率的簡諧振動(dòng),這兩個(gè)簡諧振動(dòng)的振動(dòng)曲線如下圖所示,其中AA,則該物體振動(dòng)的初相為_ _。4、兩個(gè)同方向同頻率的簡諧振動(dòng),其合振動(dòng)的振幅為20 cm,與第一個(gè)簡諧振動(dòng)的相位差為f f1 = p/6。若第一個(gè)簡諧振動(dòng)的振幅為cm = 17.3 cm,則第二個(gè)簡諧振動(dòng)的振幅為_ _ cm,第一、二兩個(gè)簡諧振動(dòng)的相位差f1 - f2為 。三、計(jì)算題1、由一個(gè)電容C=4.0F的電容器和一

10、個(gè)自感為L=10mH的線圈組成的LC電路,當(dāng)電容器上電荷的最大值Q0=6.010-5C時(shí)開始作無阻尼自由振蕩,試求: (l)電場能量和磁場能量的最大值;(2)當(dāng)電場能量和磁場能量相等時(shí),電容器上的電荷量。2、三個(gè)同方向、同頻率的諧振動(dòng)為試?yán)眯D(zhuǎn)矢量法求出合振動(dòng)的表達(dá)式。3、當(dāng)兩個(gè)同方向的諧振動(dòng)合成為一個(gè)振動(dòng)時(shí),其振動(dòng)表達(dá)式為式中t以s為單位。求各分振動(dòng)的角頻率和合振動(dòng)的拍的周期。第十一章練習(xí)一一、選擇題1、當(dāng)一列機(jī)械波在彈性介質(zhì)中由近向遠(yuǎn)傳播的時(shí)候,下列描述錯(cuò)誤的是( )(A)機(jī)械波傳播的是介質(zhì)原子(B)機(jī)械波傳播的是介質(zhì)原子的振動(dòng)狀態(tài)(C)機(jī)械波傳播的是介質(zhì)原子的振動(dòng)相位(D)機(jī)械波傳播的

11、是介質(zhì)原子的振動(dòng)能量2、已知一平面簡諧波的表達(dá)式為 (a、b為正值常量),則( )(A)波的頻率為a; (B)波的傳播速度為 b/a; (C)波長為 p / b; (D)波的周期為2p / a。 3、一平面簡諧波的波形曲線如右圖所示,則( ) (A)其周期為8s (B)其波長為10m (C)x=6m的質(zhì)點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng) (D)x=6m的質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)4、如右圖所示,一平面簡諧波以波速u沿x軸正方向傳播,O為坐標(biāo)原點(diǎn)已知P點(diǎn)的振動(dòng)方程為,則( )(A)O點(diǎn)的振動(dòng)方程為 ;(B)波的表達(dá)式為 ;(C)波的表達(dá)式為 ;(D)C點(diǎn)的振動(dòng)方程為 。二、填空題1、有一平面簡諧波沿軸的正方向傳播,已知其周期為,振幅

12、為,波長為,且在時(shí)坐標(biāo)原點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)位于負(fù)的最大位移處,則該簡諧波的波動(dòng)方程為 。2、已知一簡諧波在介質(zhì)中的傳播速度為,若該簡諧波進(jìn)入介質(zhì)時(shí),波長變?yōu)樵诮橘|(zhì)中的波長的兩倍,則該簡諧波在介質(zhì)中的傳播速度為 。 3、已知一平面簡諧波的表達(dá)式為 (SI),則 點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為_;和兩點(diǎn)間的振動(dòng)相位差為_。 4、一簡諧波的波形曲線如右圖所示,若已知該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A向上運(yùn)動(dòng),則該簡諧波的傳播方向?yàn)?,B、C、D質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)锽 ,C ,D 。三、計(jì)算題1、一橫波沿繩子傳播時(shí)的波動(dòng)方程式為x,y的單位為m,t的單位為s。(l)求此波的振幅、波速、頻率和波長;(2)求繩子上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大速度和最大

13、加速度;(3)求x=0.2m處的質(zhì)點(diǎn)在t=1s時(shí)的相位,它是原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)在哪一時(shí)刻的相位?(4)分別畫出t=1s,1.25s,1.50s各時(shí)刻的波形。2、設(shè)有一平面簡諧波x,y以m計(jì),t以s計(jì)。(1)求振幅、波長、頻率和波速。(2)求x=0.1m處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的初相位。3、已知一沿x軸正向傳播的平面余弦波在t=1/3s時(shí)的波形如右圖所示,且周期T=2s。(1)寫出O點(diǎn)和P點(diǎn)的振動(dòng)表達(dá)式;(2)寫出該波的波動(dòng)表達(dá)式;(3)求P點(diǎn)離O點(diǎn)的距離。練習(xí)二一、選擇題1、當(dāng)一平面簡諧機(jī)械波在彈性媒質(zhì)中傳播時(shí),下述各結(jié)論哪個(gè)是正確的?( )(A)媒質(zhì)質(zhì)元的振動(dòng)動(dòng)能增大時(shí),其彈性勢能減小,總機(jī)械能守恒;(B)媒質(zhì)質(zhì)

14、元的振動(dòng)動(dòng)能和彈性勢能都作周期性變化,但二者的相位不相同;(C)媒質(zhì)質(zhì)元的振動(dòng)動(dòng)能和彈性勢能的相位在任一時(shí)刻都相同,但二者的數(shù)值不等;(D)媒質(zhì)質(zhì)元在其平衡位置處彈性勢能最大。 2、下列關(guān)于電磁波說法中錯(cuò)誤的是( )(A)電磁波是橫波(B)電磁波具有偏振性(C)電磁波中的電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度同相位(D)任一時(shí)刻在空間中任一點(diǎn),電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度在量值上無關(guān)3、一平面簡諧波沿軸負(fù)方向傳播,其波長為,則位于的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)與位于的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程的相位差為( ) (A) (B) (C) (D)4、一平面簡諧波沿軸正方向傳播,其波速為,已知在處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為,則在處的振動(dòng)方程為( ) (A) (B) (

15、C) (D)二、填空題1、已知兩頻率相同的平面簡諧波的強(qiáng)度之比為,則這兩列波的振幅之比為 。2、介質(zhì)的介電常數(shù)為,磁導(dǎo)率為,則電磁波在該介質(zhì)中的傳播速度為 。3、若電磁波的電場強(qiáng)度為E,磁場強(qiáng)度為H,則該電磁波的能流密度為 。4、一平面簡諧波,頻率為,波速為,振幅為,在截面面積為的管內(nèi)介質(zhì)中傳播,若介質(zhì)的密度為,則該波的能量密度_;該波在60 s內(nèi)垂直通過截面的總能量為_。三、計(jì)算題1、一平面簡諧聲波的頻率為500Hz,在空氣中以速度u=340m/s傳播。到達(dá)人耳時(shí),振幅A=10-4cm,試求人耳接收到聲波的平均能量密度和聲強(qiáng)(空氣的密度=1.29kg/m3)。2、一波源以35000W的功率向

16、空間均勻發(fā)射球面電磁波,在某處測得波的平均能量密度為7.810-15J/m3,求該處離波源的距離。電磁波的傳播速度為3.0108m/s。3、一列沿x正向傳播的簡諧波,已知t1=0和t2=0.25s時(shí)的波形如右圖所示。試求:(l)P的振動(dòng)表達(dá)式;(2)此波的波動(dòng)表達(dá)式;(3)畫出O點(diǎn)的振動(dòng)曲線。練習(xí)三一、選擇題1、兩列波要形成干涉,要滿足相干條件,下列選項(xiàng)中不屬于相干條件的是( )(A)頻率相同(B)振動(dòng)方向相同(C)相位差恒定(D)振幅相同2、在波長為l 的駐波中,兩個(gè)相鄰波腹之間的距離為( )(A) l /4 (B) l /2 (C) 3l /4 (D) l 3、下列關(guān)于駐波的描述中正確的是

17、( )(A)波節(jié)的能量為零,波腹的能量最大(B)波節(jié)的能量最大,波腹的能量為零(C)兩波節(jié)之間各點(diǎn)的相位相同(D)兩波腹之間各點(diǎn)的相位相同4、設(shè)聲波在媒質(zhì)中的傳播速度為u,聲源的頻率為。若聲源S不動(dòng),而接收器R相對于媒質(zhì)以速度沿著S、R連線向著聲源S運(yùn)動(dòng),則位于S、R連線中點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)頻率為( )(A);(B) ;(C);(D) 。 P二、填空題1、如圖所示,有兩波長相同相位差為的相干波源, ,發(fā)出的簡諧波在距離為,距離為(ba)的點(diǎn)相遇,并發(fā)生相消干涉,則這兩列簡諧波的波長為 。2、當(dāng)一列彈性波由波疏介質(zhì)射向波密介質(zhì),在交界面反射時(shí),反射波與入射波間有的相位突變,這一現(xiàn)象被形象化地稱為

18、。3、如圖所示,兩列相干波在P點(diǎn)相遇。一列波在B點(diǎn)引起的振動(dòng)是 ;另一列波在C點(diǎn)引起的振動(dòng)是;令,兩波的傳播速度。若不考慮傳播途中振幅的減小,則P點(diǎn)的合振動(dòng)的振動(dòng)方程為_。 4、一列火車以20 m/s的速度行駛,若機(jī)車汽笛的頻率為600 Hz,一靜止觀測者在火車前和火車后所聽到的聲音頻率分別為_和_(設(shè)空氣中聲速為340 m/s)。三、計(jì)算題1、同一介質(zhì)中的兩個(gè)波源位于A、B兩點(diǎn),其振幅相等,頻率都是100Hz,相位差為,若A、B兩點(diǎn)相距為30m,波在介質(zhì)中的傳播速度為400m/s,試求AB連線上因干涉而靜止的各點(diǎn)的位置。2、兩個(gè)波在一很長的弦線上傳播,設(shè)其波動(dòng)表達(dá)式為用SI單位,求:(1)合

19、成波的表達(dá)式;(2)波節(jié)和波腹的位置。3、(1)火車以90km/h的速度行駛,其汽笛的頻率為500Hz。一個(gè)人站在鐵軌旁,當(dāng)火車從他身旁駛過時(shí),他聽到的汽笛聲的頻率變化是多大?設(shè)聲速為340m/s。(2)若此人坐在汽車?yán)?,而汽車在鐵軌旁的公路上以54km/h的速率迎著火車行駛。試問此人聽到汽笛聲的頻率為多大?答案第十章練習(xí)一一、選擇題1、(C); A中小球沒有受到回復(fù)力的作用; B中由于是大角度,所以與sin不能近似相等,不能看做簡諧振動(dòng); D中球形木塊所受力F與位移x不成線性關(guān)系,故不是簡諧振動(dòng)2、(C); 3、(D); 則4、(A); 二、填空題1、2、 單擺拿到月球上, 3、778cm、

20、8s4、當(dāng)位移是振幅的一半時(shí), 當(dāng)三、計(jì)算題1、解:(1)設(shè)由圖可知,A=0.10m,x0=A/2=0.05m,v00,所以t=1s時(shí),x1=0,故所以質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程為(2)P點(diǎn)的相位為零(3)由得t=0.4s2、解:已知A=24cm,T=4.0s,故=/2t=0時(shí),x0=A=24cm,v0=0,故所以振動(dòng)方程為(1)(2),故指向平衡位置(3)由振動(dòng)方程得,因?yàn)榇藭r(shí)v0,相位取正值,所以t=0.67s(4)3、證明:小球平衡時(shí)有小球偏離x時(shí),設(shè)容器內(nèi)氣體狀態(tài)為(p1,V1),有,則由于氣體過程是絕熱過程,有,則小球作微小位移時(shí)xS遠(yuǎn)小于V,則上式可寫為所以,小球的運(yùn)動(dòng)方程為此式表示小球作

21、簡諧振動(dòng),振動(dòng)周期為所以比熱容比為練習(xí)二一、選擇題1、(C);2、(D);3、(A);4、(B);二、填空題1、摩擦阻尼、輻射阻尼2、臨界阻尼3、4、共振三、計(jì)算題1、解:由阻尼振動(dòng)周期得阻尼因子為阻力系數(shù)為阻力為2、解:阻尼振動(dòng)的振幅為將t=0,A0=0.03m和t1=10s,A1=0.01m代入上式解得則振幅減為A2=0.003m所需時(shí)間為3、由題意知彈簧的勁度系數(shù)為則車廂的固有頻率為當(dāng)火車以速率v勻速行駛時(shí),受撞擊的角頻率為當(dāng)0=時(shí)車廂將發(fā)生共振,此時(shí)速率即為危險(xiǎn)速率,則解決火車提速問題的措施之一是采用長軌無縫鐵軌。練習(xí)三一、選擇題1、(D);2、(C);3、(D);4、(C);二、填空

22、題1、410-2 m、2、(SI)3、;由于位相差為,合成后位相與同相即為,。4、10、三、計(jì)算題1、解:由題可知,電容器極板上電荷量的初相為零,所以,其中(1)電場能和磁場能的最大值相等,即為電路的總電磁能(2)電場能量和磁場能量相等時(shí),有,其中則所以,一個(gè)周期內(nèi)電場能量和磁場能量相等時(shí)的相位為此時(shí)電容器上的電荷量為2、解:如圖下所示,由旋轉(zhuǎn)矢量的合成得A=0.2m,所以和振動(dòng)的表達(dá)式為3、解:由題意有,解得1=47.9rad/s,2=47.9rad/s所以拍的周期第十一章練習(xí)一一、 選擇題1、(A);2、(D);由,可知周期。波長為。3、(D);4、(C);二、填空題1、2、; 3、 (SI)、。 解:(1)的振動(dòng)方程為 (2)因的振動(dòng)方程為 所以與兩點(diǎn)間相位差 4、向x軸正方向傳播、向上、向下、向上三、計(jì)算題1、解:(1)由波動(dòng)方程式有A=0.05m,=5Hz,=0.5m,且,(2),(3)x=0.2m處質(zhì)點(diǎn)在t=1s時(shí)的相位為與t時(shí)刻前坐標(biāo)原點(diǎn)的相位相同,則得t=0.92s(4)t=1s時(shí),t=1.25s時(shí),t=1.50s時(shí),分別畫出圖形如下圖所示2、解:(1)由波動(dòng)方程有A=0.02m,=0.3m,=100Hz,且(2)3、解:由波形曲線可得A=0.1m,=0.4m,且,(1)設(shè)波動(dòng)表達(dá)式為由圖可知O點(diǎn)的振動(dòng)相位為,即得O點(diǎn)的初相所以O(shè)點(diǎn)的振動(dòng)表達(dá)式為同樣P點(diǎn)的振動(dòng)相

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