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第9、10章 振动与波动一、选择题1. 在下列所述的各种物体运动中, 可视为简谐振动的是 (A) 将木块投入水中, 完全浸没并潜入一定深度, 然后释放 (B) 将弹簧振子置于光滑斜面上, 让其振动 (C) 从光滑的半圆弧槽的边缘释放一个小滑块 (D) 拍皮球时球的运动. 2.一弹簧振子周期为T现将弹簧截去一半，仍挂上原来的物体, 则新的弹簧振子周期为 (A) T (B) 2T (C) 1.4T(D) 0.7T 图4-1-33. 三只相同的弹簧(质量忽略不计)都一端固定, 另一端连接质量为m的物体, 但放置情况不同如图4-1-3所示，其中一个平放, 一个斜放, 另一个竖直放如果让它们振动起来, 则三者的 (A) 周期和平衡位置都不相同 (B) 周期和平衡位置都相同 (C) 周期相同, 平衡位置不同 (D) 周期不同, 平衡位置相同图4-1-44. 如图4-1-4所示，升降机中有一个作谐振动的单摆, 当升降机静止时, 其振动周期为2 s， 当升降机以加速度上升时, 升降机中的观察者观察到其单摆的振动周期与原来的振动周期相比，将 (A) 增大 (B) 不变 (C) 减小 (D) 不能确定. 5. 两质点在同一方向上作同振幅、同频率的简谐振动在振动过程中, 每当它们经过振幅一半的地方时, 其运动方向都相反则这两个振动的相位差为 (A) (B) (C) (D) 6 在简谐振动的速度和加速度表达式中，都有一个负号, 这是意味着 (A) 速度和加速度总是负值(B) 速度的相位比位移的相位超前 , 加速度的相位与位移的相位相差(C) 速度和加速度的方向总是相同(D) 速度和加速度的方向总是相反7一质点以周期T作简谐振动, 则质点由平衡位置正向运动到最大位移一半处的最短时间为 (A) (B) (C) (D) 8 一作简谐运动质点的振动方程为, 它从计时开始, 在运动一个周期后 (A) 相位为零 (B) 速度为零 (C) 加速度为零 (D) 振动能量为零9 有一谐振子沿x轴运动, 平衡位置在x = 0处, 周期为T, 振幅为A，t = 0时刻振子过处向x轴正方向运动, 则其运动方程可表示为 (A) (B) (C) (D) 10. 当一质点作简谐振动时, 它的动能和势能随时间作周期变化如果是质点振动的频率, 则其动能变化的频率为 (A) (B) (C) (D) 11. 已知一简谐振动系统的振幅为A, 该简谐振动动能为其最大值一半的位置是 (A) (B) (C) (D) 12. 一弹簧振子作简谐振动, 当其偏离平衡位置的位移大小为振幅的1/4时, 其动能为振动总能量的 (A) (B) (C) (D) 13 一轻质弹簧, 上端固定, 下端挂有质量为m的重物, 其自由端振动的周期为T 已知振子离开平衡位置为x时其振动速度为，加速度为a，且其动能与势能相等试判断下列计算该振子劲度系数的表达式中哪个是错误的? (A) (B) (C) (D) 14. 设卫星绕地球作匀速圆周运动若卫星中有一单摆, 下述哪个说法是对的? (A) 它仍作简谐振动, 周期比在地面时大 (B) 它仍作简谐振动, 周期比在地面时小 (C) 它不会再作简谐振动 (D) 要视卫星运动速度决定其周期的大小15. 弹簧振子在光滑水平面上作谐振动时, 弹性力在半个周期内所做的功为 (A) (B) (C) (D) 016 如果两个同方向同频率简谐振动的振动方程分别为(cm)和 (cm)，则它们的合振动方程为 (A) (cm) (B) (cm) (C) (cm) (D) (cm)17. 两个同方向、同频率、等振幅的谐振动合成, 如果其合成振动的振幅仍不变, 则此二分振动的相位差为 (A) (B) (C) (D) 18. 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19. 按照定义，振动状态在一个周期内传播的距离就是波长下列计算波长的方法中错误的是 (A) 用波速除以波的频率 (B) 用振动状态传播过的距离除以这段距离内的波数 (C) 测量相邻两个波峰的距离 (D) 测量波线上相邻两个静止质点的距离20. 当x为某一定值时, 波动方程所反映的物理意义是 (A) 表示出某时刻的波形 (B) 说明能量的传播 (C) 表示出x处质点的振动规律 (D) 表示出各质点振动状态的分布21. 已知一波源位于x = 5 m处, 其振动方程为: (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, 其波动方程为 (A) (B) (C) (D) 22已知一列机械波的波速为u, 频率为, 沿着x轴负方向传播在x轴的正坐标上有两个点x1和x2如果x1x2 , 则x1和x2的相位差为 (A) 0 (B) (C) (D) 23. 一波源在XOY坐标系中(3, 0)处, 其振动方程是(cm)，其中 t 以s计, 波速为50 ms-1 设介质无吸收, 则此波在x3 cm的区域内的波动方程为 (A) (cm) (B) (cm)(C) (cm) (D) (cm)24. 若一平面简谐波的波动方程为, 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25. 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26. 当波动方程为(cm) 的平面波传到x=100 cm处时, 该处质点的振动速度为 (A) (B) (C) (D) 27. 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 (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28. 已知在某一介质中两列相干的平面简谐波的强度之比是，则这两列波的振幅之比是 (A) 4 (B) 2 (C) 16 (D) 829. 有两列波在空间某点P相遇, 某时刻观察到P点的合振幅等于两列波的振幅之和, 由此可以判定这两列波 (A) 是相干波 (B) 相干后能形成驻波 (C) 是非相干波 (D) 以上三种情况都有可能30. 已知两相干波源所发出的波的相位差为p, 到达某相遇点P的波程差为半波长的两倍, 则P点的合成情况是 (A) 始终加强 (B) 始终减弱 (C) 时而加强, 时而减弱, 呈周期性变化(D) 时而加强, 时而减弱, 没有一定的规律31. 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32. 方程为m和m的两列波叠加后, 相邻两波节之间的距离为 (A) 0.5 m (B) 1 m (C) p m (D) 2p m 33 和是波长均为的两个相干波的波源，相距，的相位比超前若两波单独传播时，在过和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，则在、连线上外侧和外侧各点，合成波的强度分别是 (A) ，; (B) 0，0;(C) 0，; (D) ，0.二、填空题1. 一质点沿x轴作简谐振动，平衡位置为x轴原点，周期为T，振幅为A(1) 若t = 0 时质点过x = 0处且向x轴正方向运动，则振动方程为x = (2) 若t = 0时质点在处且向x轴负方向运动，则质点方程为x = 2. 一个作简谐振动的质点,其谐振动方程为(SI)它从计时开始到第一次通过负最大位移所用的时间为 3. 一谐振动系统周期为0.6 s, 振子质量为200 g若振子经过平衡位置时速度为，则再经0.2 s后该振子的动能为 图4-2-44. 如图4-2-4，将一个质量为20 g的硬币放在一个劲度系数为的竖直放置的弹簧上, 然后向下压硬币使弹簧压缩1.0 cm, 突然释放后, 这个硬币将飞离原来位置的高度为 5 如果两个同方向同频率简谐振动的振动方程分别为cm和cm, 则它们的合振动振幅为 6. 已知由两个同方向同频率的简谐振动合成的振动，其振动的振幅为20 cm, 与第一个简谐振动的相位差为若第一个简谐振动的振幅为, 则第二个简谐振动的振幅为 cm，两个简谐振动的相位差为 7. 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 8. 已知一入射波的波动方程为(SI), 在坐标原点x = 0处发生反射, 反射端为一自由端则对于x = 0和x = 1 m的两振动点来说, 它们的相位关系是相位差为 9. 已知一平面简谐波沿x轴正向传播，振动周期T = 0.5 s，波长l = 10 m , 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方程为 当时，处质点的振动速度为 10. 图4-2-10表示一平面简谐波在 t = 2 s时刻的波形图，波的振幅为 0.2 m，周期为4 s则图中P点处质点的振动方程为 图4-2-10 图4-2-1111. 一简谐波沿BP方向传播，它在B点引起的振动方程为另一简谐波沿CP方向传播，它在C点引起的振动方程为P点与B点相距0.40 m，与C点相距0.50 m，如图4-2-21所示波速均为u0.20 ms-1则两波在P的相位差为 图4-2-1212. 如图4-2-12所示，一平面简谐波沿Ox轴正方向传播，波长为，若点处质点的振动方程为，则点处质点的振动方程为 ，与点处质点振动状态相同的那些点的位置是 图4-2-1313. 为振动频率、振动方向均相同的两个点波源，振动方向垂直纸面，两者相距，如图4-2-27所示已知的初相位为(1) 若使射线上各点由两列波引起的振动均干涉相消，则的初相位应为_(2) 若使连线的中垂线M N上各点由两列波引起的振动均干涉相消，则的初相位应为_第11章 波动光学一、选择题图12-1-1jk1. 如图12-1-1所示，折射率为、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为和,已知若波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束与的光程差是 (A) (B) (C) (D) 2. 如图12-1-2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图12-1-2t1t1n2 (A) (B) (C) (D) 8. 相干光是指 (A) 振动方向相同、频率相同、相位差恒定的两束光(B) 振动方向相互垂直、频率相同、相位差不变的两束光(C) 同一发光体上不同部份发出的光(D) 两个一般的独立光源发出的光图12-1-1111. 如图12-1-11所示，用厚度为d、折射率分别为n1和n2 (n1n2)的两片透明介质分别盖住杨氏双缝实验中的上下两缝, 若入射光的波长为l, 此时屏上原来的中央明纹处被第三级明纹所占据, 则该介质的厚度为 (A) (B) (C) (D) 13. 在杨氏双缝实验中, 若用白光作光源, 干涉条纹的情况为 (A) 中央明纹是白色的(B) 红光条纹较密(C) 紫光条纹间距较大(D) 干涉条纹为白色图12-1-1414. 如图12-1-14所示，在双缝干涉实验中，屏幕E上的P点处是明条纹若将缝盖住，并在连线的垂直平面出放一反射镜M，则此时 (A) P点处仍为明条纹(B) P点处为暗条纹(C) 不能确定P点处是明条纹还是暗条纹(D) 无干涉条纹16. 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 ()，所用单色光在真空中的波长为l，则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是 (A) (B) (C) (D) 图12-1-17E17. 如图12-1-17所示，在杨氏双缝实验中, 若用一片厚度为d1的透光云母片将双缝装置中的上面一个缝挡住; 再用一片厚度为d2的透光云母片将下面一个缝挡住, 两云母片的折射率均为n, d1d2, 干涉条纹的变化情况是 (A) 条纹间距减小(B) 条纹间距增大(C) 整个条纹向上移动(D) 整个条纹向下移动 20. 在保持入射光波长和缝屏距离不变的情况下, 将杨氏双缝的缝距减小, 则 (A) 干涉条纹宽度将变大(B) 干涉条纹宽度将变小(C) 干涉条纹宽度将保持不变(D) 给定区域内干涉条纹数目将增加22. 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24. 两块平玻璃板构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的 (A) 间隔变小，并向棱边方向平移(B) 间隔变大，并向远离棱边方向平移(C) 间隔不变，向棱边方向平移(D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移图12-1-26(a)图12-1-26(b)26. 如图12-1-26(a)所示，一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖，用波长l500nm(1nm = 10-9m)的单色光垂直照射看到的反射光的干涉条纹如图12-1-26(b)所示有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的切线相切则工件的上表面缺陷是 (A) 不平处为凸起纹，最大高度为500 nm(B) 不平处为凸起纹，最大高度为250 nm(C) 不平处为凹槽，最大深度为500 nm(D) 不平处为凹槽，最大深度为250 nm27. 设牛顿环干涉装置的平凸透镜可以在垂直于平玻璃的方向上下移动, 当透镜向上平移(即离开玻璃板)时, 从入射光方向可观察到干涉条纹的变化情况是 (A) 环纹向边缘扩散, 环纹数目不变(B) 环纹向边缘扩散, 环纹数目增加(C) 环纹向中心靠拢, 环纹数目不变(D) 环纹向中心靠拢, 环纹数目减少图12-1-29l29. 如图12-1-29所示，在牛顿环装置中, 若对平凸透镜的平面垂直向下施加压力(平凸透镜的平面始终保持与玻璃片平行), 则牛顿环 (A) 向中心收缩, 中心时为暗斑, 时为明斑, 明暗交替变化(B) 向中心收缩, 中心处始终为暗斑(C) 向外扩张, 中心处始终为暗斑(D) 向中心收缩, 中心处始终为明斑31. 根据第k级牛顿环的半径rk、第k级牛顿环所对应的空气膜厚dk和凸透镜之凸面半径R的关系式可知，离开环心越远的条纹 (A) 对应的光程差越大，故环越密(B) 对应的光程差越小，故环越密(C) 对应的光程差增加越快，故环越密(D) 对应的光程差增加越慢，故环越密33. 劈尖膜干涉条纹是等间距的，而牛顿环干涉条纹的间距是不相等的这是因为 (A) 牛顿环的条纹是环形的(B) 劈尖条纹是直线形的(C) 平凸透镜曲面上各点的斜率不等(D) 各级条纹对应膜的厚度不等38. 若用波长为l的单色光照射迈克耳孙干涉仪，并在迈克耳孙干涉仪的一条光路中放入厚度为l、折射率为n的透明薄片放入后，干涉仪两条光路之间的光程差改变量为 (A) (n-1)l (B) nl (C) 2nl (D) 2(n-1)l43. 光波的衍射现象没有声波显著, 这是由于 (A) 光波是电磁波,声波是机械波(B) 光波传播速度比声波大(C) 光是有颜色的(D) 光的波长比声波小得多46. 在夫琅禾费单缝衍射实验中, 欲使中央亮纹宽度增加, 可采取的方法是 (A) 换用长焦距的透镜(B) 换用波长较短的入射光(C) 增大单缝宽度(D) 将实验装置浸入水中图12-1-4949. 一束波长为的平行单色光垂直入射到一单缝AB上，装置如图12-1-49所示，在屏幕E上形成衍射图样如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置，则的长度为 (A) (B) (C) (D) 50. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，其它条件不变，则中央明纹 (A) 宽度变小(B) 宽度变大 (C) 宽度不变，且中心强度也不变(D) 宽度不变，但中心强度增大图12-1-5151. 在如图12-1-51所示的在单缝夫琅禾费衍射装置中，设中央明纹的衍射角范围很小若单缝变为原来的倍，同时使入射的单色光的波长变为原来的 倍，则屏幕E上的单缝衍射条纹中央明纹的宽度将变为原来的 (A)倍(B)倍(C)倍 (D)倍56. 一衍射光栅由宽300 nm、中心间距为900 nm的缝构成, 当波长为600 nm的光垂直照射时, 屏幕上最多能观察到的亮条纹数为 (A) 2条 (B) 3条 (C) 4条 (D) 5条57. 白光垂直照射到每厘米有5000条刻痕的光栅上, 若在衍射角j = 30处能看到某一波长的光谱线, 则该光谱线所属的级次为 (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 465. 在一光栅衍射实验中，若衍射光栅单位长度上的刻痕数越多, 则在入射光波长一定的情况下, 光栅的 (A) 光栅常数越小(B) 衍射图样中亮纹亮度越小 (C) 衍射图样中亮纹间距越小(D) 同级亮纹的衍射角越小67. 用单色光照射光栅，屏幕上能出现的衍射条纹最高级次是有限的为了得到更高衍射级次的条纹，应采用的方法是 (A) 改用波长更长的单色光(B) 将单色光斜入射(C) 将单色光垂直入射(D) 将实验从光密介质改为光疏介质69. 用波长为l的光垂直入射在一光栅上, 发现在衍射角为j 处出现缺级, 则此光栅上缝宽的最小值为 (A) (B) (C) (D) 77. 有两种不同的介质, 第一介质的折射率为n1 , 第二介质的折射率为n2 ; 当一束自然光从第一介质入射到第二介质时, 起偏振角为i0 ; 当自然光从第二介质入射到第一介质时, 起偏振角为i如果i0i, 则光密介质是 (A) 第一介质 (B) 第二介质(C) 不能确定 (D) 两种介质的折射率相同79. 自然光以的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则 (A) 折射光为线偏振光，折射角为(B) 折射光为部分线偏振光，折射角为(C) 折射光为线偏振光，折射角不能确定(D) 折射光为部分线偏振光，折射角不能确定图12-1-8181. 如图12-1-81所示，一束自然光由空气射向一块玻璃，入射角等于布儒斯特角，则界面2的反射光是 (A) 自然光(B) 完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面(C) 完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面(D) 部分偏振光图12-1-8484. 如图12-1-84所示，一束光强为I0的自然光相继通过三块偏振片P1、P2、P3后，其出射光的强度为已知P1和P3的偏振化方向相互垂直若以入射光线为轴转动P2, 问至少要转过多少角度才能出射光的光强度为零? (A) 30 (B) 45 (C) 60 (D) 902、填空题图12-2-33. 如图12-2-3所示，两缝S1和S2之间的距离为d，介质的折射率为n1，平行单色光斜入射到双缝上，入射角为q，则屏幕上P处，两相干光的光程差为 _ 图12-2-44. 如图12-2-4所示，在双缝干涉实验中SS1=SS2，用波长为l的光照射双缝S1和S2，通过空气后在屏幕E上形成干涉条纹已知P点处为第三级明条纹，则S1和S2到P点的光程差为 _若将整个装置放于某种透明液体中，P点为第四级明条纹，则该液体的折射率n _图12-2-76. 将一块很薄的云母片(n = 1.58)覆盖在杨氏双缝实验中的一条缝上，这时屏幕上的中央明纹中心被原来的第7级明纹中心占据如果入射光的波长l = 550 nm, 则该云母片的厚度为_图12-2-99. 如图12-2-9所示，在玻璃(折射率n3 = 1.60)表面镀一层MgF2(折射n2=1.38)薄膜作为增透膜为了使波长为500 nm的光从空气(折射率n1=1.00)正入射时尽可能减少反射，MgF2膜的最小厚度应是 图12-2-1010. 用白光垂直照射厚度e = 350 nm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 n2 p2 (B) p1 100 m s-1的分子数占总分子数的百分比的表达式为_； (2) 速率v 100 m s-1的分子数的表达式为_图10-2-23 23. 如图10-2-23所示曲线为处于同一温度T时氦（相对原子量4）、氖（相对原子量20）和氩（相对原子量40）三种气体分子的速率分布曲线其中 曲线(a)是 气分子的速率分布曲线； 曲线(c )是 气分子的速率分布曲线第13章 热力学基础一、选择题2. 对于物体的热力学过程, 下列说法中正确的是 (A) 内能的改变只决定于初、末两个状态, 与