2014大学物理作业下作业和附加题

第9章 振动 作 业

一、教材：选择填空题 1～5；计算题：13，14，18 二、附加题 （一）、选择题

1、一沿x轴作简谐振动的弹簧振子，振幅为A，周期为T，振动方程用余弦函数表示，如果该振子的初相为?，则t=0时，质点的位置在： (A)过x?A处，向负方向运动； (B) 过x?A处，向正方向运动； (C) 过x??A处，向负方向运动； (D) 过x??A处，向正方向运动。 2、一质点作简谐振动，振动方程为：x=Acos(?t+φ )在t=T/2(T为周期)时刻，质点的速度为：

(A) ?A?sin?. (B) A?sin?. (C) ?A?cos?. (D) A?cos?.

3、一质点沿x轴做简谐运动，振动方程为：x?4?10?2cos(2?t??)。从t = 0时刻起，到x=-2cm处，且向x轴正方向运动的最短时间间隔为： (A) s. (B)

（二）、计算题

1、一物体沿x轴做简谐运动，振幅A = 0.12m，周期T = 2s．当t = 0时，物体的位移x 0= 0.06m，且向x轴正向运动．求：(1)此简谐运动的运动方程；(2)t = T/4时物体的位置、速度和加速度；

2、一物体沿x轴做简谐运动，振幅A = 10.0cm，周期T = 2.0s．当t = 0时，物体的位移x 0= -5cm，且向x轴负方向运动．求：(1)简谐运动方程;(2)t = 0.5s时，物体的位移；(3)何时物体第一次运动到x = 5cm处？(4)再经过多少时间物体第二次运动到x = 5cm处？

1

431212121213181111s. (C) s. (D) s. (E) s. 42363、若简谐振动方程为x?0.1cos[20?t??/4]m，求： (1)振幅、频率、角频率、周期和初相； (2)t=2s时的位移、速度和加速度.

4、如图所示，质量为10g的子弹以1000m.s-1 的速度射入木块并嵌在木块中，并使弹簧压缩从而作简谐振动，若木块质量为4.99kg，弹簧的劲度系数

8?103N?m?1，求振动的振幅。

5、一物体沿x轴作简谐振动，振幅为0.06m，周期为2.0s，当t=0时位移为0.03m，且向轴正方向运动，求：(1)t=0.5s时，物体的位移、速度和加速度；(2)物体从

x?-0.03m处向x轴负方向运动开始,到达平衡位置.至少需要多少时间？

第10章 波动 作 业

一、教材：选择填空题 1～5；计算题：12，13，14， 21，30 二、附加题 （一）、选择题

1、一平面简谐波的波动方程为y = 0.1cos(3?t－?x+?) (SI). t = 0时的波形曲线如图所示，则：

y (m) 0.1 O · · · a b · －0.1

u x (m) (A) O点的振幅为-0.1m (B) 波长为3m (C) a、b两点间相位差为?/2 .(D) 波速为9m/s。

2、某平面简谐波在t = 0.25s时波形如图所示,则该波的波函数为: (A) y = 0.5cos[4? (t－x/8)－?/2] (cm) . (B) y = 0.5cos[4? (t + x/8) + ?/2] (cm) . (C) y = 0.5cos[4? (t + x/8)－?/2] (cm) . (D) y = 0.5cos[4? (t－x/8) + ?/2] (cm) .

2

0.5 O y(cm) u=8cm/s 4cm t=0.25s x(cm) 3、一平面简谐波在t?0时刻的波形曲线如图所示 ，则O点的振动初位相为：

(A)0;1(B)?;2 (C)?;3(D)? 2

选择题(3)选择题(4)4、一平面简谐波 ，其振幅为A ，频率为v ，波沿x轴正方向传播 ，设t?t0时刻波形如图所示 ，则x=0处质点振动方程为：

??(A)y?Acos[2?v(t?t0)?];(B)y?Acos[2?v(t?t0)?];22

?(C)y?Acos[2?v(t?t0)?];(D)y?Acos[2?v(t?t0)??];2

5、关于产生驻波的条件,以下说法正确的是： (A) 任何两列波叠加都会产生驻波； (B) 任何两列相干波叠加都能产生驻波； (C) 两列振幅相同的相干波叠加能产生驻波；

(D) 两列振幅相同，在同一直线上沿相反方向传播的相干波叠加才能产生驻波.

(二) 计算题

1、如图所示 ，一平面简谐波沿Ox轴传播 ，波动方程为y?Acos[2?(vt?)??] ，求：1)P处质点的振动方程；2)该质点的速度表达式与加速度表达式 。

2、一列简谐波沿x轴正向传播，在t1 = 0s，t2 = 0.25s时刻的波形如图所示．求：(1)P点的振动表达式；(2)波动方程；

3

u L P O y/m t1=0 t2=0.25 x?x 0.2 O x/m P 0.45 3、 一平面简谐波在媒质中以速度为u = 0.2m·s-1沿x轴正向传播，已知波线上A点(xA = 0.05m)的振动方程为yA?0.03cos(4?t?)(m)

2?求:(1)简谐波的波动方程；(2)x = -0.05m处质点P处的振动方程。

4、如图，一平面波在介质中以波速u=20m/s沿x轴负方向传播，已知A点的振动方程为y=3×10cos4πt(SI)。 (1)以A点为坐标原点写出波方程；

(2)以距A点5m处的B点为坐标原点，写出波方程。

5、一行波在媒质中传播，波速v=103m/s，振幅为1.0?10?4m，频率为103Hz，若该媒质密度为??800kg/m3，试求：(1)波的平均能流密度；(2) 一分钟内，通过波传播方向上面积S?4?10?4m2的总能量是多少？ （提示：(1)I??vA2?2(2)E=I t S）

6、火车以u=30m/s的速度行驶，汽笛的频率为?0?650Hz.在铁路近旁的公路上坐在汽车里的人在下列情况听到火车鸣笛的声音频率分别是多少？ (1)汽车静止；

(2)汽车以v=45km/h的速度与火车同向行驶.（设空气中声速为v=340m/s）

12B A 题图4

-2

u

第11章 光学 作 业

一、教材：选择填空题 1~6；

计算题：12，14，21，22，25（问题（1）、（2）），26，32 二、附加题 （一）、选择题

1、 一束波长为?的单色光由空气入射到折射率为n的透明薄膜上, 要使透射光得到加强, 则薄膜的最小厚度应为：

4

(A) ?/2 (B) ?/2n (C) ?/4 (D) ?/4n

2、波长? = 500nm的单色光垂直照射到宽度b = 0.25 mm的单缝上,单缝后面放置一凸透镜,在凸透镜的焦面上放置一屏幕,用以观测衍射条纹,今测得屏幕上中央条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为d = 12 mm , 则凸透镜的焦距为

(A) 2m (B) 1m (C) 0.5m (D) 0.2m (E) 0.1m

3、一束由自然光和线偏光组成的复合光通过一偏振片,当偏振片转动时,最强的透射光是最弱的透射光光强的16倍,则在入射光中,自然光的强度I1和偏振光的强度I2之比I1:I2为

(A) 2:15 (B) 15:2 (C) 1:15 (D) 15:1

（二）、计算题

1、如图所示，一束平行光线以入射角θ射入折射率为n、置于空气中的透明圆柱棒的端面，试求：光线在圆柱棒内发生全反射时，折射率n应满足的条件。

2、如图所示，一玻璃棒(n=1.5)长50cm，两端面均为半球面，半径分别为5cm和10cm，一小物高0.1cm，垂直位于左端球面顶点之

20cm r1=5cm n=1.5 50cm r2=10cm θ n 前20cm处的轴线上。问：(1) 小物经玻璃棒成像在何处？(2)整个玻璃棒的横向放大率为多少？

3、一竖立玻璃板的折射率为1.5，厚度为10cm，观察者在玻璃板后10cm处沿板的法向方向观察置于同一法线上10cm处的一个小物体时，它的像距离观察者有多远？

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