格物学 力学波的干涉

波的干涉条件-波的干涉知识点专题进阶单选题自测题解析-湖北省等高中物理,平均正确率52.0%

2025-06-24
波的干涉条件-波的干涉知识点专题进阶单选题自测题解析-湖北省等高中物理,平均正确率52.0%
1、['振动图像', '波的叠加', '波的干涉条件']

正确率40.0%主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号,并产生相应的抵消声波,某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示,取得最好降噪效果的抵消声波(声音在空气中的传播速度为$$3 4 0 ~ \mathrm{m / s}$$)(  )
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B

A.振幅为$${{2}{A}}$$

B.频率为$${{1}{0}{0}{{H}{z}}}$$

C.波长应为$${{1}{.}{7}{{m}}}$$的奇数倍

D.在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相

2、['波的叠加', '波的干涉条件']

正确率60.0%两波源$${{S}_{1}{、}{{S}_{2}}}$$

B

A.在两波相遇的区域中会产生干涉

B.图示时刻$${{a}}$$点位移向上最大

C.$${{a}}$$点的振动始终加强

D.$${{a}}$$点的振动始终减弱

3、['波动图像', '波的干涉条件', '波速、波长和频率(周期)的关系']

正确率40.0%两列波速相同的简谐横波沿$${{x}}$$轴相向传播,实线波的频率为$${{3}{{H}{z}}{,}}$$振幅为$${{1}{0}{{c}{m}}{,}}$$虚线波的振幅为$$5 \mathrm{c m}. \, t=0$$时,两列波在如图所示区域内相遇,则(

BCD

A.两列波在相遇区域内会发生干涉现象

B.实线波和虚线波的频率之比为$${{3}}$$∶$${{2}}$$

C.$$t=\frac{1} {6} \mathrm{s}$$时$$\mathrm{, ~} x=9 \mathrm{m}$$处的质点实际振动方向向上

D.$$t=\frac{1} {1 2} \mathrm{s}$$时$$, \, \, x=4 \mathrm{m}$$处的质点实际位移大小$${{y}{>}{{1}{2}{.}{5}}{{c}{m}}}$$

4、['波的形成和传播', '粒子的波动性、德布罗意物质波', '波的干涉条件']

正确率60.0%$${{2}{0}{1}{7}}$$年诺贝尔物理学奖授予了三位美国科学家,以表彰他们为发现引力波所作的贡献。引力波被认为是时空弯曲的一种效应,物体加速运动时会给宇宙时空带来扰动,这种扰动会以光速向外传播能量。如图为科学家们探测引力波的装置示意图,发射器发出的激光$${{S}}$$经半透光分束镜分为相互垂直的两束$${{S}_{1}}$$和$${{S}_{2}}$$,然后经过$${{4}{{k}{m}}}$$长的两臂,在两臂端点处经反射镜反射回来,$${{S}^{′}_{1}}$$和$${{S}^{′}_{2}}$$相遇形成干涉,被探测器接收。精确调节两臂,使探测器在无引力波作用时,接收到的信号强度为$${{0}}$$.当有引力波作用时,两臂长度将因此而发生改变,则接收到的信号强度不为$${{0}}$$.下列说法正确的是(

C

A.引力波可以超光速传播

B.引力波不能传播能量

C.探测器接收到的两束波的频率相同

D.无引力波作用时两束激光到探测器的路程差为$${{0}}$$

5、['波的干涉条件', '波动图像', '波速、波长和频率(周期)的关系']

正确率40.0%一列简谐横波在 $${{t}}$$$${{=}{0}}$$时刻的波形图如图实线所示,从此刻起,经$${{0}{.}{2}{s}}$$波形图如图虚线所示,若波传播的速度为$${{5}{m}{/}{s}}$$,下列说法错误的是(

D

A. $${{t}}$$$${{=}{0}}$$时刻质点 $${{a}}$$沿 $${{y}}$$轴负方向运动

B.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象,则该波所遇到的简谐横波频率为$$1. 2 5 H z$$

C.从 $${{t}}$$$${{=}{0}}$$时刻开始质点 $${{a}}$$经$${{0}{.}{4}{s}}$$通过的路程为$${{0}{.}{8}{m}}$$

D. $${{x}}$$$${{=}{2}{m}}$$处的质点的位移表达式为 $${{y}}$$$$= ~ 0. 4 \operatorname{s i n} 2. 5 \pi t ( m )$$

6、['电磁波与信息化社会', '波的干涉条件']

正确率40.0%无线电波的干涉可用于飞机降落导航.如图所示,两个可发射无线电波的天线$${{a}{、}{b}}$$

B

A.导航利用了$${{λ}_{1}}$$与$${{λ}_{2}}$$两种无线电波之间的干涉

B.天线$${{a}{、}{b}}$$必须相对于飞机跑道对称

C.$${{λ}_{1}}$$与$${{λ}_{2}}$$两列无线电波必须一样强

D.两种无线电波的波长之比应为整数比

7、['波的叠加', '波的干涉条件']

正确率60.0%如图所示,$${{M}{N}}$$

C

A.$${{2}}$$处

B.$${{3}}$$处

C.$${{4}}$$处

D.无数处

8、['波的衍射现象', '振动图像', '波的干涉条件']

正确率40.0%如图甲所示,$${{O}}$$点为振源,$$O P=s, ~ t=0$$时刻$${{O}}$$点由平衡位置开始振动,产生沿直线向右传播的简谐横波,如图乙为$${{P}}$$点从$${{t}_{1}}$$时刻开始沿$${{y}}$$轴正方向开始振动的振动图像,则以下说法错误的是(
.

B

A.$${{t}{=}{0}}$$时刻振源$${{O}}$$的振动方向沿$${{y}}$$轴正方向

B.$${{t}_{2}}$$时刻$${{P}}$$点振动速度最大,方向沿$${{y}}$$轴负方向

C.该波与另一频率为$${{H}{z}}$$

D.某障碍物的尺寸为,该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象

9、['波的干涉现象', '波的叠加', '波的干涉条件']

正确率60.0%如图所示为两列频率相同的水波在某时刻的干涉图样,图中实线表示波峰,虚线表示波谷。则(

C

A.$$a, ~ b, ~ c$$三点都是振动加强点

B.$$a, ~ b, ~ c$$三点都是振动减弱点

C.$${{a}{、}{b}}$$是振动加强点,$${{c}}$$是振动减弱点

D.$${{a}}$$是振动加强点,$${{b}{、}{c}}$$是振动减弱点

10、['波的干涉现象', '波的干涉条件', '多普勒效应', '机械波']

正确率80.0%噪声会影响我们的生活,有一种具有主动降嗓功能的耳机,其工作原理如图所示,下列关于该原理说法正确的是$${{(}{)}}$$

A

A.耳机的降噪原理为声波的干涉

B.耳机的降噪原理为声波的反射

C.耳机的降噪原理为声波的衍射

D.耳机的降噪原理为声波的多普勒效应

1. 解析:

由图可知,噪声信号的振幅为$$A$$,周期$$T=0.01 \mathrm{s}$$,频率$$f=\frac{1}{T}=100 \mathrm{Hz}$$。为了达到最佳降噪效果,抵消声波需满足:

(1)振幅与噪声相同($$A$$),选项A错误;

(2)频率与噪声相同($$100 \mathrm{Hz}$$),选项B正确;

(3)波长$$\lambda=\frac{v}{f}=\frac{340}{100}=3.4 \mathrm{m}$$,但无需为奇数倍,选项C错误;

(4)相位与噪声相反(反相),选项D错误。

答案:B

2. 解析:

两波源$$S_1$$和$$S_2$$频率相同,相位差恒定,可以产生干涉现象,选项A正确;

图示时刻,$$a$$点为两波峰相遇,位移向上最大,选项B正确;

$$a$$点到两波源的距离差为半波长的偶数倍,始终为振动加强点,选项C正确,D错误。

答案:ABC

3. 解析:

两列波频率不同(实线波$$3 \mathrm{Hz}$$,虚线波$$2 \mathrm{Hz}$$),不会发生干涉,选项A错误;

频率之比为$$3:2$$,选项B正确;

$$t=\frac{1}{6} \mathrm{s}$$时,实线波使$$x=9 \mathrm{m}$$处质点向下振动,虚线波使其向上振动,叠加后实际方向向上,选项C正确;

$$t=\frac{1}{12} \mathrm{s}$$时,两列波在$$x=4 \mathrm{m}$$处的位移均为$$+5 \mathrm{cm}$$,叠加后$$y=10 \mathrm{cm}$$,不满足$$y>12.5 \mathrm{cm}$$,选项D错误。

答案:BC

4. 解析:

引力波以光速传播,不能超光速,选项A错误;

引力波传播能量,选项B错误;

两束激光频率相同,选项C正确;

无引力波时信号强度为0,说明两束激光到探测器的路程差为0,选项D正确。

答案:CD

5. 解析:

由波形图可知,波沿$$x$$轴正方向传播,$$t=0$$时刻质点$$a$$沿$$y$$轴负方向运动,选项A正确;

波的周期$$T=\frac{\lambda}{v}=\frac{4}{5}=0.8 \mathrm{s}$$,频率$$f=\frac{1}{T}=1.25 \mathrm{Hz}$$,若发生稳定干涉,另一列波频率也为$$1.25 \mathrm{Hz}$$,选项B正确;

$$0.4 \mathrm{s}$$为半周期,质点$$a$$通过的路程为$$2A=0.8 \mathrm{m}$$,选项C正确;

$$x=2 \mathrm{m}$$处质点的振动方程为$$y=0.4 \sin\left(\frac{2\pi}{T}t\right)=0.4 \sin(2.5\pi t) \mathrm{m}$$,选项D正确。

题目要求选择错误的选项,但所有选项均正确,可能题目有误。

6. 解析:

导航利用同频率无线电波($$λ_1=λ_2$$)的干涉,选项A错误;

天线$$a$$、$$b$$需对称布置以保证波程差稳定,选项B正确;

两列波强度无需相同,选项C错误;

波长必须相同,选项D错误。

答案:B

7. 解析:

两列波频率相同,振动加强点需满足波程差为波长整数倍。图中$$MN$$间距离为$$3\lambda$$,故振动加强点有无数处(如$$0, \lambda, 2\lambda, 3\lambda$$等)。

答案:D

8. 解析:

$$P$$点$$t_1$$时刻开始振动,说明$$t=0$$时刻振源$$O$$沿$$y$$轴正方向振动,选项A正确;

$$t_2$$时刻$$P$$点在平衡位置,速度最大,由振动图像可知方向沿$$y$$轴负方向,选项B正确;

波的周期$$T=t_2-t_1$$,频率$$f=\frac{1}{T}$$,若另一列波频率相同才能干涉,选项C错误;

障碍物尺寸与波长接近时发生明显衍射,选项D正确。

题目要求选择错误的选项,答案为C。

9. 解析:

$$a$$为波峰与波峰相遇(加强点),$$b$$为波谷与波谷相遇(加强点),$$c$$为波峰与波谷相遇(减弱点)。

答案:C

10. 解析:

耳机通过产生与噪声相位相反的抵消声波,利用声波干涉实现降噪。

答案:A

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