大学物理自测题 20页

20第12章波动一、选择题1.关于振动和波,下面几句叙述中正确的是(A)有机械振动就一定有机械波(B)机械波的频率与波源的振动频率相同(C)机械波的波速与波源的振动速度相同(D)机械波的波速与波源的振动速度总是不相等的[]2.关于波，下面叙述中正确的是(A)波动表达式中的坐标原点一定要放在波源位置(B)机械振动一定能产生机械波(C)质点振动的周期与波的周期数值相等(D)振动的速度与波的传播速度大小相等[]3.已知一波源位于x=5m处,其振动表达式为:(m)．当这波源产生的平面简谐波以波速u沿x轴正向传播时,其波动表达式为(A)(B)(C)(D)[]4.一平面简谐波的波动表达式为(m),则此波动的频率、波速及各质点的振幅依次为(A)，，(B)，1，(C)，，0.05(D)2，2，0.05[]5.若一平面简谐波的波动表达式为,式中A、b、c为正值恒量．则(A)波速为(B)周期为(C)波长为(4)角频率为[]6.一平面简谐横波沿着Ox轴传播．若在Ox轴上的两点相距（其中为波长）,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)方向有时相同有时相反(C)方向总是相反(D)大小总是不相等[]7.平面简谐机械波在弹性介质中传播时,在传播方向上某介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[]8.一平面简谐波在弹性介质中传播,在介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\n20(B)它的动能转换成势能(C)它从相邻的一段介质元中获得能量,其能量逐渐增大(D)它把自己的能量传给相邻的一介质元,其能量逐渐减小[]9.在驻波中,两个相邻波节间各质点的振动是(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[]二、填空题1.一质点沿x轴作简谐振动,其振动表达式为:(cm)．从t＝0时刻起,直到质点到达cm处、且向x轴正方向运动的最短时间间隔为．2.已知一平面简谐波沿x轴正向传播，振动周期T=0.5s，波长l=10m,振幅A=0.1m．当t=0时波源振动的位移恰好为正的最大值．若波源处为原点，则沿波传播方向距离波源为处的振动表达式为．当时，处质点的振动速度为．3.如图1表示一平面简谐波在t=2s时刻的波形图，波的振幅为0.2m，周期为4s．则图中P点处质点的振动表达式为．图1图24.一简谐波沿BP方向传播，它在B点引起的振动表达式为．另一简谐波沿CP方向传播，它在C点引起的振动表达式为．P点与B点相距0.40m，与C点相距0.50m，如图2所示．波速均为u＝0.20m×s-1．则两波在P的相位差为．5.已知一平面简谐波的方程为:,在时刻与两点处介质质点的速度之比是．6一观察者静止于铁轨旁,测量运行中的火车汽笛的频率．若测得火车开来时的频率为2010Hz,离去时的频率为1990Hz,已知空气中的声速为330m.s-1,则汽笛实际频率n是．7.一质点同时参与了两个同方向的简谐振动，它们的振动表达式分别为(SI)(SI)\n20其合成运动的运动方程为．(SI)8.两相干波源和的振动表达式分别是和．距P点3个波长，距P点个波长．两波在P点引起的两个振动的相位差的绝对值是．二、计算题1.已知一平面简谐波在介质中以速度沿x轴负方向传播，若波线上点的振动表达式为，已知波线上另一点与点相距．试分别以为坐标原点列出波动表达式，并求出点的振动速度的最大值．图32.有一平面波沿x轴负方向传播，如图3所示，时的波形如图所示，波速，求该波的波动表达式．3.一弦上的驻波方程式为(1)若将此驻波看作传播方向相反的两列波叠加而成,求两列波的振幅及波速；(2)求相邻波节之间的距离；(3)求时，位于处质点的振动速度．4.波源作简谐运动，其运动表达式为y=4.0×10-3cos（240πt），式中y的单位为m，t的单位为s，它所形成的波以30m/s的速度沿一直线传播。（1）求波的周期及波长；（2）写出波动表达式。5.一警车以25m/s的速度在静止的空气中行驶，假设车上警笛的频率为800Hz。求：（1）静止站在路边的人听到警车驶近和离去时的警笛声波频率；（2）如果警车追赶一辆速度为15m/s的客车，则客车上人听到的警笛声波频率是多少？（空气中声速为u=330m/s）6.真空中有一平面电磁波的电场表达式如下：Ex=0；，式中Ey的单位为V/m，t的单位为s，x的单位为m；Ez=0。求：（1）波长、频率；（2）该电磁波的传播方向；（3）磁场强度的大小和方向；（4）坡印亭矢量。\n20第12章波动答案一、选择题1.[B];(2)[C];3[C];4.[C];5.[C];6.[B];7.[B];8.[C]。二、填空题1．0.5s2.,3.4.0.5.－16.1990Hz＜n＜2010Hz7.(SI)或(SI)8.三、计算题1.解：将的振动表达式中的换成，即为以点为坐标原点的波动表达式(1)令上式中的，就可得到点B的振动表达式(2)将(2)式中的换成就得到了以点B为坐标原点的波动表达式(3)将(2)式对求导数，得点的振动速度故点的振动速度的最大值为\n20图52.解：由图5波形曲线可知由于波沿x轴负向传播，所以可设波动表达式为由于时，处，故，所以由于波向负x轴方向传播，可见处质点向y轴正向运动，即即要求，故可取，于是或波的波动表达式为3.解：(1)驻波方程两式相比可得两波的振幅波长频率波速(2)相邻两波节间的距离(3)质点的振动速度将，代入上式，得4.解（1）由已知的运动方程可知，质点振动的角频率ω=240πs-1。波的周期就是振动的周期，故有波长为\n20λ=uT=0.25m（2）将已知的波源运动方程与简谐运动方程的一般形式比较后可得A=4.0×10-3m，ω=240πs-1，φ=0故以波源为原点，沿x轴正向传播的波的波动方程为5.解（1）根据多普勒频率公式，当声源（警车）以速度vs=25m/s运动时，静止于路边的观察者所接受到的频率为警车驶近观察者时，式中vs取“-”号，故有警车驶离观察者时，式中vs取“+”号，故有（2）声源（警车）与客车上的观察者作同向运动时，观察者收到的频率为6.解（1）从平面电磁波的电场表达式可知，所以频率为波长为（2）从波动方程可知该电磁波的传播方向为x轴方向。（3）三者相互垂直，且构成右手螺旋关系，所以磁场强度的方向为z轴方向。又因，所以（4）坡印亭矢量\n20第13章波动光学一、选择题1.在双缝干涉实验中，若单色光源到两缝、距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O处，现将光源S向下移动到示意图中的位置，则（A）中央明纹向上移动，且条纹间距增大；（B）中央明纹向上移动，且条纹间距不变；（C）中央明统向下移动，且条纹间距增大；（D）中央明纹向下移动，且条纹间距不变。[]2.如图1所示，、是两个相干光源，他们到点的距离分别为和．路径垂直穿过一块厚度为、折射率为的一种介质；路径垂直穿过一块厚度为、折射率为的另一介质；其余部分可看作真空．这两条光路的光程差等于[]t1t1n2图1(A)(B)(C)(D)3.在相同的时间内，一束波长为l的单色光在空气和在玻璃中(A)传播的路程相等，走过的光程相等(B)传播的路程相等，走过的光程不相等(C)传播的路程不相等，走过的光程相等(D)传播的路程不相等，走过的光程不相等[]4.在双缝干涉实验中，入射光的波长为l，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5l，则屏上原来的明纹处(A)仍为明条纹(B)变为暗条纹(C)既非明条纹也非暗条纹(D)无法确定是明纹还是暗纹[]5.用波长可以连续改变的单色光垂直照射一劈形膜,如果波长逐渐变小,干涉条纹的变化情况为(A)明纹间距逐渐减小,并背离劈棱移动(B)明纹间距逐渐变小,并向劈棱移动(C)明纹间距逐渐变大,并向劈棱移动(D)明纹间距逐渐变大,并背向劈棱移动[]6.关于光的干涉，下面说法中唯一正确的是\n20(A)在杨氏双缝干涉图样中,相邻的明条纹与暗条纹间对应的光程差为(B)在劈形膜的等厚干涉图样中,相邻的明条纹与暗条纹间对应的厚度差为(C)当空气劈形膜的下表面往下平移时,劈形膜上下表面两束反射光的光程差将增加(D)牛顿干涉圆环属于分波振面法干涉[]图2d7.如图2所示，一束平行单色光垂直照射到薄膜上，经上、下两表面反射的光束发生干涉．若薄膜的厚度为d，且n1n3，l为入射光在折射率为n1的介质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为：[](A)(B)(C)(D)图3d8.如图3所示，用白光垂直照射厚度d=350nm的薄膜，若膜的折射率n2=1.4,薄膜上面的介质折射率为n1，薄膜下面的介质折射率为n3，且n1