大学物理—振动、波动与光学(北京理工大学) 中国大学mooc慕课答案2024版 m242015

第一周 第一周单元检测

1、 一弹簧振子作简谐振动，总能量为Ｅ。如果简谐振动振幅增加为原来的两倍，重物的质量增为原来的四倍，则它的总能量变为

答案: ４Ｅ

2、 一个质点作简谐振动，振幅为A，在起始时刻质点的位移为A/2，且向x轴的正方向运动，代表此简谐振动的旋转矢量图为

答案:

3、 弹簧振子在光滑水平面上作简谐振动时，弹性力在半个周期内所做的功为

答案: 0

4、 一质点沿x轴作简谐振动，振动方程为  x＝4×10-2cos（2πt＋π/3）（SI）．从t＝0时刻起，到质点位置在x＝－2cm处、且向x轴正方向运动的最短时间间隔为

答案:

5、 用余弦函数描述一简谐振子的振动．若其速度～时间（ｖ～ｔ）关系曲线如图所示,则振动的初相位为

答案: π/6

6、 一质点作简谐振动．其运动速度与时间的曲线如图所示．若质点的振动规律用余弦函数描述．则其初位相应为

答案: -5p/6

7、 已知某简谐振动的振动曲线如图所示，位移的单位为厘米，时间单位为秒．则此简谐振动的振动方程为：

答案:

8、 一弹簧振子，当把它水平放置时，它可以作简谐振动．若把它竖直放置或放在固定的光滑斜面上，试判断下面哪种情况是正确的：               

答案: 两种情况都可作简谐振动．

9、 一长为l的均匀细棒悬于通过其一端的光滑水平轴上，如图所示．作成一复摆．已知细棒绕通过其一端的轴的转动惯量J=ml 2/3，此摆作微小振动的周期为 

答案:

10、 轻弹簧上端固定下系一质量为ｍ1的物体，稳定后在ｍ1下边又系一质量为ｍ2的物体，于是弹簧又伸长了Dx．若将ｍ2移去，并令其振动，则振动周期为

答案:

11、 一弹簧振子作简谐振动，当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1/4时，其动能为振动总能量的

答案: 15/16

12、 一轻弹簧，上端固定，下端挂有质量为ｍ的重物，其自由振动的周期为Ｔ．今已知振子离开平衡位置为x时，其振动速度为v，加速度为a．试判断下列计算该振子倔强系数的公式中，哪个是错误的：

答案:

13、 把单摆摆球从平衡位置向位移正方向拉开，使摆线与竖直方向成一微小角度q，然后由静止放手任其振动，从放手时开始计时．若用余弦函数表示其运动方程，则该单摆振动的初位相为

答案: 0

14、 当质点以频率n作简谐振动时，它的动能的变化频率为

答案: 2n

15、 对一个作简谐振动的物体，下面哪种说法是正确的？  

答案: 物体位于平衡位置且向正方向运动时，速度最大，加速度为零．

16、 两简谐振动曲线1、2如图所示 。以下说法中正确的是

答案: 1振动的相位超前2振动 p/2

17、 一振子做简谐振动，以下说法正确的是

答案: 它运动到平衡位置且沿正方向运动时，速度达到最大值，加速度为零

18、 一质点沿x轴作简谐振动，周期为T。在它由平衡位置O沿x轴正向运动过程中，从平衡位置运动到二分之一最大位移处所需的时间为

答案: T/12

作业第一周 第一周单元作业

1、 一弹簧振子系统具有1.0 J的振动能量，0.10 m的振幅和1.0 m/s的最大速率，则弹簧的劲度系数为__N/m，振子的振动频率为______Hz．
评分规则:  1.6

2、 两个同方向的简谐运动曲线如图所示．合振动的振幅为__，合振动的振动方程为__．
评分规则:  

第二周 第二周单元检测

1、 一平面简谐波沿x轴正方向传播，t =0 时刻的波形图如图所示，则P处质点的振动在t =0时刻的旋转矢量图是

答案:

2、 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 y＝Acos(w t +f0)．若波速为u，则此波的波动方程为

答案: y＝Acos｛w［t－（x0－x）／u］＋f0｝．

3、 一横波沿绳子传播时的波动方程为  y＝0.05cos（4px－10pt）（SI），则

答案: 其波长为0.5m

4、 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，使绳端在垂直于绳子的方向上作简谐振动，则

答案: 振动频率越低，波长越长．

5、 已知一平面简谐波的波动方程为y＝Acos(at-bx)，（a、b为正值），则  

答案: 波的周期为２p/a ．

6、 一简谐横波沿Ox轴传播．若Ox轴上P1和P2两点相距l／８（其中l为该波的波长），则在波的传播过程中，这两点振动速度的

答案: 方向有时相同，有时相反．

7、 一列机械横波在t 时刻的波形曲线如图所示，则该时刻能量为最大值的媒质质元的位置是：

答案: ａ，ｃ，ｅ，ｇ．

8、 频率为 100Hz，传播速度为300 m/s的平面简谐波，波线上两点振动的相位差为p/3，则此两点相距 

答案: 0.5m

9、 图示一简谐波在t＝0时刻的波形图，波速u=200m/s，则图中O点的振动加速度的表达式为 (为看图清楚起见，横轴与纵轴的单位长度不一致)

答案: a＝ －0.4 p 2ｃｏｓ（２pt＋p/２）  （SI）．

10、 图①表示t=0时的余弦波的波形图，波沿x轴正向传播；图②为一余弦振动曲线.则图①中所表示的x=0处振动的初位相与图②所表示的振动的初位相 

答案: 依次分别为π/2与-π/2

11、 一简谐波沿Ox轴正方向传播，t＝０时刻波形曲线如图所示。已知波的周期为2s，则Ｐ点处质点的振动速度v与时间t的关系曲线为

答案:

12、 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

答案: －A，0，A

13、 一平面余弦波在t＝0时刻的波形曲线如图所示，则O点的振动初位相f为：

答案: p /2 

14、 S1和S 2 是波长均为 的两个相干波的波源，相距３／４，S1 的位相比 S2  超前π/2．若两波单独传播时，在过S1 和S2 的直线上各点的强度相同，不随距离变化，且两波的强度都是I0，则在S1、S2 连线上 S1 外侧和S2  外侧各点，合成波的强度分别是

答案: ４I0，０

15、 一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中：

答案: 它把自己的能量传给相邻的一段质元，其能量逐渐减小．

作业第二周 第二周单元作业

1、
评分规则:  

2、
评分规则:  

作业第三周 第三周单元作业

1、 平面简谐波沿 x 轴正向传播,  振幅为 A,  频率为 v, 传播速度为 u。(1) t = 0 时，在原点 O 处的质元由平衡位置向 x 轴正向运动，波函数_；(2) 若经反射面反射的波的振幅和入射波振幅相等，写出反射波波函数___，并求在 x 轴上因两波叠加而静止的各点的位置_，___。
评分规则:   

第三周 第三周单元检测

1、 在相同的时间内，一束单色光在空气中和在玻璃中（）

答案: 传播的路程不相等，走过的光程相等

2、 在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2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S’位置，则（）。

答案: 中央明条纹向上移动，且条纹间距不变。

3、 真空中波长为λ的单色光，在折射率为ｎ的均匀透明媒质中，从Ａ点沿某一路径传播到Ｂ点，路径的长度为L．Ａ、Ｂ两点光振动位相差记为Δφ，则

答案:

4、 在波长为l的驻波中两个相邻波节之间的距离为（）。

答案:

5、 在一根很长的弦线上形成的驻波是（）。 

答案: 由两列振幅相等的相干波，沿着反方向传播叠加而形成的。

6、 如图，S1、S2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为r1和r2。路径S1P垂直穿过一块厚度为t1，折射率为n1的介质板，路径S2P垂直穿过厚度为t2，折射率为n2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于（）。

答案:

7、 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是（）

答案: 使两缝的间距变小 

8、 如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e，并且n1<n2>n3，λ1为入射光在折射率为n1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为（）。

答案:

9、 在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的。若其中一缝的宽度略变窄(缝中心位置不变)，则（）

答案: 干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再为零

10、 在真空中波长为λ的单色光，在折射率为ｎ的透明介质中从A沿某路径传播到B，若A、B两点位相差为3p，则此路径AB的光程为 （）。

答案:

11、 如图所示，两列波长为l的相干波在P点相遇．S1点的初位相是f1，S1到P点的距离是r1；S2点的初位相是f2，S2到Ｐ点的距离是r2，以k代表零或正、负整数，则P点是干涉极大的条件为（）。

答案:

12、 在波长为l的驻波中，两个相邻波腹之间的距离为 （） 。

答案:

13、 沿着相反方向传播的两列相干波，其波动方程为y1=Acos2π(vt-x/λ)和 y2=Acos2π(vt+x/λ)．  在叠加后形成的驻波中，各处的振幅是

答案:

14、 在双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，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2.5λ，则屏上原来的明纹处（）

答案: 变为暗条纹

15、 把双缝干涉实验装置放在折射率为n的水中，两缝间距离为d，双缝到屏的距离为D(D>>d)，所用单色光在真空中的波长为λ，则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是（）。

答案:

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