Đang tải... (xem toàn văn)
. Sóng cơ học. Sóng cơ học là những dao động cơ lan truyền trong một môi trường . Sóng ngang: có phương dao động vuông góc với phương truyền. + Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha dao động của các phần tử vật chất lan truyền còn các phần tử vật chất thì dao động xung quanh vị trí cân bằng cố định. + Trừ trường hợp sóng mặt nước, sóng ngang chỉ truyền được trong chất rắn. Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su. Sóng dọc: có phương dao động trùng với phương truyền. + Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, lỏng và rắn. Sóng cơ không truyền được trong chân không. Ví dụ: sóng âm, sóng trên một lò xo. 2. Các đại lượng đặt trưng của chuyển động sóng. a. Chu kỳ sóng T: là chu kỳ dao động của một phần tử vật chất của môi trường sóng truyền qua. b. Tần số f: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ sóng : f = T 1 c. Biên độ sóng: Biên độ sóng tại mỗi điểm trong không gian chính là biên độ dao động của phần tử môi trường tại điểm đó. d. Tốcđộ truyền sóng v: là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường
GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng CHƯƠNG II SÓNG CƠ I SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG Sóng học Sóng học dao động lan truyền môi trường - Sóng ngang: có phương dao động vuông góc với phương truyền + Khi sóng truyền có pha dao động phần tử vật chất lan truyền phần tử vật chất dao động xung quanh vị trí cân cố định + Trừ trường hợp sóng mặt nước, sóng ngang truyền chất rắn * Ví dụ: sóng mặt nước, sóng sợi dây cao su - Sóng dọc: có phương dao động trùng với phương truyền + Sóng dọc truyền chất khí, lỏng rắn Sóng không truyền chân không * Ví dụ: sóng âm, sóng lò xo Các đại lượng đặt trưng chuyển động sóng a Chu kỳ sóng T: chu kỳ dao động phần tử vật chất môi trường sóng truyền qua b Tần số f: đại lượng nghịch đảo chu kỳ sóng : f = T c Biên độ sóng: Biên độ sóng điểm không gian biên độ dao động phần tử môi trường điểm d Tốc độ truyền sóng v: tốc độ lan truyền dao động môi trường e Bước sóng: - Bước sóng khoảng cách hai điểm phương truyền sóng gần dao động pha Gọi khoảng cách n sóng: n 1 - Bước sóng quãng đường sóng truyền chu kì dao động sóng quan sát n sóng nhô lên thời gian t(s) chu kì sóng là: T Công thức : v.T t n 1 v f Phương trình sóng Giả sử dao động nguồn có phương trình: u0 = Acos t t x 2 d ) ] = Acos(t) T Độ lệch pha hai sóng hai điểm M, N phương truyền sóng 2.π ×Δd với d = MN Độ lệch pha: Δφ = λ M O Điểm gần nguồn sóng sớm pha Đặc biệt: + Sóng M, N pha : k 2 d k (k=1,2,3…) dao động điểm M có phương trình: uM = A Cos[ 2( + Sóng M, N ngược pha nhau: (2k 1) d 2k 1 + Sóng M, N vuông pha: 1 k d k 2 1 k 2 N (k=0,1,2,3…) (k=0,1,2,3…) Một số nhận xét Phân biệt khác tốc sộ dao ®éng (của phần tử môi trường) vµ tèc độ truyÒn sãng: s + Tốc độ lan truyền sóng: v (s quãng đường mà sóng truyền thời gian t) t DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng + Tốc độ dao ®éng: u ' A.sin t Quá trình truyền sóng trình: + Truyền pha dao động trình truyền sóng có pha dao động truyền đi, phần tử vật chất không bị truyền (quá trình truyền sóng trình truyền biến dạng) + Truyền lượng Trong trình truyền sóng, biên độ sóng giảm lượng sóng giảm Sóng có tính tuần hoàn theo thời gian với chu kì T có tính tuần hoàn không gian với chu kì (cứ sau đoạn có độ dài bước sóng, sóng lại có hình dạng lặp lại cũ) (Tại điểm M xác định môi trường: uM hàm biến thiên điều hòa theo thời gian t với chu 2 kỳ T: ut = Acos( t + M) Tại thời điểm t xác định: uM hàm biến thiên điều hòa không T 2 gian theo biến x với chu kỳ : ux = Acos( x + t)) II GIAO THOA SÓNG Điều kiện để có giao thoa Hai sóng hai sóng kết hợp tức hai sóng tần số có độ lệch pha M không đổi d1 d2 + Hai nguồn dao động phương, tần số, pha có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi hai nguồn kết hợp S2 Phương trình sóng tổng hợp điểm M vùng có giao thoa S1 Phương trình sóng hai nguồn kết hợp: u A u B A.cos t sóng M (với S1M = d1; S2M = d2) S1 S2 truyền đến là: u1M Acos(t 2 d1 ) u2 M Acos(t 2 d ) Phương trình sóng tổng hợp M: d d1 d d1 uM A cos cos .t Độ lệch pha hai sóng thành phần M: 2 d d1 k= -1 k=0 k=1 k= - k=2 A Biên độ sóng tổng hợp: AM = 2.A cos B d d = A cos AM = Amax= 2.A khi: + Hai sóng thành phần M pha =2.k. (kZ) k= - k= -1 + Hiệu đường d = d2 – d1= k. AM = Amin= khi: + Hai sóng thành phần M ngược pha =(2.k+1) (kZ) + Hiệu đường d = d2 – d1=(k + ). d d1 Để xác định điểm M dao động với Amax hay Amin ta xét tỉ số k=0 k=1 + Nếu d d1 k=số nguyên M dao động với Amax M nằm cực đại giao thoa thứ k DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 d d1 Chương 2: Sóng M cực tiểu giao thoa thứ (k+1) * Chú ý: Khoảng cách hai đỉnh liên tiếp hai hypecbol loại /2 (giữa hai cực đại hai cực tiểu giao thoa) Số đường dao động với Amax Amin Số đường dao động với Amax (luôn số lẻ) số giá trị k thỏa mãn điều kiện: SS SS k (kZ) + Nếu k+ k S1S (thay giá trị k vào) 2 Số đường dao động với Amin (luôn số chẵn) số giá trị k thỏa mãn điều kiện: SS SS k (kZ) k S1S (thay giá trị k vào) Vị trí điểm có cực tiểu giao thoa xác định bởi: d1 2 * Chú ý: - Số cực đại giao thoa số cực tiểu giao thoa + - Tại điểm cách hai nguồn có cực đại sóng từ hai nguồn phát pha, có cực tiểu sóng từ hai nguồn phát ngược pha III SÓNG DỪNG P O M Là trường hợp đặc biệt tượng giao thoa sóng (giao thoa sóng sóng tới sóng phản xạ sợi dây) O + Sóng truyền sơi dây trường hợp xuất nút bụng gọi sóng dừng Một số nhận xét Trong sóng dừng có số điểm luôn đứng yên gọi nút, số điểm luôn dao động với biên độ cực đại gọi bụng Các điểm dao động với Amax gọi bụng sóng, sóng tới sóng phản xạ pha Các điểm dao động với Amin gọi nút sóng, sóng tới sóng phản xạ ngược pha Biên độ dao động phần tử vật chất điểm không đổi theo thời gian Vị trí điểm có cực đại giao thoa xác định bởi: d1 Khoảng cách nút bụng liên tiếp phần tư bước sóng tức Khoảng cách hai bụng sóng hai nút sóng liên tiếp (chiều dài bó sóng) Nếu hai đầu dây O P cố định: O P hai nút sóng Điều kiện để có sóng dừng dây: l k P (k N) dây có k bụng sóng (k+1) nút sóng kể hai nút sóng hai đầu dây cố định Nếu đầu dây O cố định, đầu dây P tự do: O nút sóng P bụng sóng Điều kiện để có sóng dừng: l (2k 1) (k N) l m với m=1,3,5… 4 dây có n bó sóng nguyên nửa bó sóng (k + 1) bụng sóng (k+1) nút sóng Nếu đầu dây O P tự do: O P hai bụng sóng (giao thoa ống sáo) Điều kiện để có sóng dừng dây: l k (k N) DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng k k , số bụng sóng 2 * Chú ý: Khi quan sát n đỉnh sóng sóng lan truyền quãng đường (n – )λ, tương ứng hết quãng thời gian Δt = (n - 1)T IV SÓNG ÂM Sóng âm cảm giác âm - Nguồn âm vật dao động phát âm Tần số dao động nguồn tần số sóng âm - Những dao động có tần số từ 16Hz đến 20000Hz gọi dao động âm Sóng có tần số miền gọi sóng âm - Sóng học có tần số lớn 20000Hz gọi sóng siêu âm - Sóng học có tần số nhỏ 16Hz gọi sóng hạ âm - Nhạc âm âm có tần số xác định, tạp âm âm tần số xác định Sự truyền âm, Vận tốc âm - Sóng âm truyền môi trường chất rắn, chất lỏng chất khí Sóng âm không truyền môi trường chân không - Vận tốc truyền âm phụ thuộc tính đàn hồi, mật độ môi trường, nhiệt độ môi trường - Trong môi trường, âm truyền với tốc độ xác định Khi âm truyền từ môi trường sang môi trường khác vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng sóng âm thay đổi tần số âm không thay đổi - Âm không truyền qua chất xốp bông, len, , chúng gọi chất cách âm Độ cao âm Độ cao âm đặc tính sinh lý âm, dựa vào đặc tính vật lí âm tần số Âm sắc: Âm sắc đặc tính sinh lý âm, hình thành sở đặc tính vật lí âm tần số biên độ Năng lượng âm: - Sóng âm mang lượng tỷ lệ với bình phương biên độ sóng - Cường độ âm lượng lượng sóng âm truyền đơn vị thời gian qua đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm Đơn vị W/m2 W P Với nguồn âm có công suất P âm phát theo hướng Công thức cường độ âm: I = St S P cường độ âm điểm cách nguồn âm khoảng R là: I = ; với 4R2 diện tích mặt cầu bán kính 4R R I I - Mức cường độ âm: L(B) lg hay L(dB) 10 lg I0 I0 Số nút sóng số bó sóng Với I cường độ âm, I0 cường độ âm chọn làm chuẩn (Âm nhỏ vừa đủ nghe thường lấy chuẩn cường độ âm I0 = 10-12 W/m2 với âm có tần số 1000 Hz.) - Đơn vị mức cường độ âm ben (B) Trong thực tế người ta thường dùng ước số ben đêxiben (dB): 1dB = 0,1 B Độ to âm: đặc trưng sinh lí phụ thuộc vào tần số âm mức cường độ âm - Ngưỡng nghe: cường độ âm nhỏ mà tai người nghe rỏ Ngưỡng nghe phụ thuộc vào tần số âm Âm có tần số 1000 Hz đến 5000 Hz, ngưỡng nghe khoảng 10-12 W/m2 - Ngưỡng đau: cường độ âm cực đại mà tai người nghe có cảm giác đau nhức Đối với tần số âm ngưỡng đau ứng với cường độ âm 10 W/m2 - Miền nghe được: miền nằm ngưỡng nghe ngưỡng đau DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng - Khi nhạc cụ phát âm có tần số f0 nhạc cụ đồng thời phát loạt âm có tần số 2f0, 3f0, có cường độ khác Âm có tần số f0 gọi âm hay họa âm thứ nhất, âm có tần số 2f0, 3f0, … gọi họa âm thứ 2, thứ 3, … Biên độ họa âm lớn, nhỏ không nhau, tùy thuộc vào nhạc cụ Tập hợp họa âm tạo thành phổ nhạc âm - Tổng hợp đồ thị dao động tất họa âm nhạc âm ta đồ thị dao động nhạc âm - Về phương diện vật lí, âm đặc trưng tần số, cường độ (hoặc mức cường độ âm) đồ thị dao động âm CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng TÌM CÁC ĐẠI LƯỢNG SÓNG - VIẾT PHƯƠNG TRÌNH SÓNG * Các công thức: s = = f t T + Hai điểm phương truyền sóng cách số nguyên lần bước sóng (d = k) dao động pha, + Vận tốc truyền sóng, chu kì, tần số bước sóng: v = cách số nguyên lẽ bước sóng (d = (2k + 1) ) dao động ngược pha m2A2 + Tại nguồn phát O phương trình sóng uO = A0cos(t + ) phương trình sóng M phương truyền + Năng lượng sóng: W = sóng là: uM = AMcos(t + - 2 OM ) = AMcos(t + - 2 x ) + Độ lệch pha hai dao động hai điểm cách khoảng d phương truyền sóng là: 2d d = = v * Phương pháp giải: + Để tìm đại lượng đặc trưng sóng ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm Lưu ý: Các đơn vị đại lượng phải tương thích: bước sóng, khoảng cách tính cm vận tốc phải dùng đơn vị cm/s; bước sóng, khoảng cách tính m vận tốc phải dùng đơn vị m/s + Nếu M trước O theo chiều truyền sóng x < 0; M sau O theo chiều truyền sóng x > + Hàm cos hàm sin hàm tuần hoàn với chu kì 2 nên pha ban đầu phương trình sóng ta cộng vào trừ số chẵn để pha ban đầu phương trình có trị tuyệt đối nhỏ 2 + Khoảng cách gợn lồi liên tiếp bước sóng + Khoảng cách n gợn lồi liên tiếp : L= (n- 1) t (n 1)T * Độ lệch pha hai điểm phương truyền sóng 2 (d M d N ) 2 d Đặt: M N ; d d M d N gọi độ lệch pha hai điểm M N • Nếu Δφ = k2π hai điểm dao động pha Khi khoảng cách gần hai điểm dao động 2 d 2k => d pha thỏa mãn: DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng • Nếu Δφ = (2k + 1)π hai điểm dao động ngược pha Khi khoảng cách gần hai điểm dao 2 d (2k 1) (2k 1) => d động ngược pha thỏa mãn: => d 2 (2k 1) • Nếu hai điểm dao động vuông pha Khi khoảng cách gần hai điểm dao 2 d (2k 1) (2k 1) động vuông pha thỏa mãn: => d => d 4 Bài toán mẫu: Bài Một người ngồi bờ biển quan sát thấy khoảng cách hai sóng liên tiếp 10m Ngoài người đếm 20 sóng qua trước mặt 76s a Tính chu kỳ dao động nước biển b Tính vận tốc truyền nước biển t 76 4( s ) * Hướng dẫn: a Ta có: t = 76s, 20 sóng n = 19 dao động Chu kì dao động: T n 19 10 2,5(m / s ) b Vận tốc truyền sóng 10m Áp dụng công thức: v T Bài Dao động âm có tần số f = 500Hz , A = 0,25mm, truyền không khí với bước sóng 70cm a Tìm vận tốc truyền sóng âm b Vận tốc dao động cực đại phân tử không khí v f 0, 7.500 350(m / s ) T b Vận tốc dao động cực đại vmax A 2 f A 2.3.14.500.0, 25.103 0, 785(m / s ) * Hướng dẫn: a v Bài Đầu A dây cao su căng làm cho dao động theo phương vuông góc với dây với biên độ 2cm, chu kỳ 1,6s Sau 3s sóng chuyển 12m dọc theo dây a Tính bước sóng b Viết phương trình dao động điểm cách đầu A 1,6m Chọn gốc thời gian lúc A bắt đầu dao động từ vị trí cân x 12 * Hướng dẫn: a ta có v 4m / s Vậy bước sóng v.T 4.1, 6, 4(m) t 2 b Ta có: 1, 25 (rad / s ) 1, Phương trình dao động A u A A.cos .t cos(1, 25 t )cm Phương trình dao động tai M cách A khoảng 1,6m uM A.cos(.t 2 d ) 2 1, ) 2.cos(1, 25 t )cm 6, Bài Một sóng truyền môi trường làm cho điểm môi trường dao động Biết phương trình hay uM 2.cos(1, 25 t dao động điểm môi trường có dạng: uM cos( t )cm a Tính vận tốc truyền sóng Biết bước sóng 240cm b Tính độ lệch pha ứng với điểm sau khoảng thời gian 1s c Tìm độ lệch pha dao động hai điểm cách 210cm theo phương truyền vào thời điểm d Li độ điểm thời điểm t 3cm Tìm li độ sau 12s 2 2 T s * Hướng dẫn: a Ta có T DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Vậy vận tốc truyền sóng: v T Chương 2: Sóng 240 40cm / s b.Ta có: với t0 ( t0 ) ; sau t = 1s 1 ( (t0 1) ) 3 đó: 1 1 ( (t0 1) ) ( t0 ) rad 3 c Độ lệch pha: 2 d 2 210 7 rad 240 t 12 dao động T Vậy sau n = dao động điểm sẻ trạng thái thời điểm t, nghĩa lại có u = cm Bài Một cầu nhỏ gắn vào âm thoa dao động với tần số f = 120 Hz Cho cầu chạm nhẹ vào mặt nước người ta thấy có hệ sóng tròn lan toả xa mà tâm điểm chạm O cầu với mặt nước Cho biên độ sóng A = 0,5cm không đổi a Tính vận tốc truyền sóng mặt nước Biết khoảng cách giữa10 gợn lồi liên tiếp l 4,5cm d t n.T n b Viết phương trình dao động điểm M mặt nước cách O đoạn x = 12cm Cho dao động sóng điểm O có biểu thức uO = Acos.t c Tính khoảng cách hai điểm mặt nước dao động pha, ngược pha, vuông pha (Trên đường thẳng qua O) * Hướng dẫn: a Khoảng cách 10 gợn lồi dao động l 4,5 v 0,5(cm) v f 0,5.120 60(cm / s ) Do đó: l n => n f b Phương trình dao động O uo A.cos .t 0,5cos(240 t )cm Phương trình dao động tai M cách O khoảng 12cm uM A.cos(t 2 d ) 2 12 ) 0,5.cos(240 t 48 )cm hay uM 0,5.cos(240 t )cm 0,5 c Hai sóng pha: k 2 d k 0, 5k (cm) hay uM 0,5.cos(240 t Vậy hai điểm dao động pha khoảng cách chúng số nguyên lần bước sóng 1 1 + Hai sóng ngược pha nhau: (2k 1) d 2k 1 k 0,5 k (cm) 2 2 Vậy hai điểm dao động ngược pha khoảng cách chúng số lẻ lần bước sóng 1 1 + Hai sóng vuông pha: k d k 0, 25 k 0,125(k 0,5)(cm) 2 2 Vậy hai điểm dao động vuông pha khoảng cách chúng số lẻ lần phần tư bước sóng Bài Tại t = đầu A sợi dây dao động điều hòa với phương trình u 5cos(10 t+ )cm Dao động truyền dây với biên độ không đổi tốc độ truyền sóng v = 80 cm/s a Tính bước sóng b Viết phương trình dao động điểm M cách A khoảng 24 cm * Hướng dẫn: a Tần số: f 5( Hz ) 2 DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng v 80 16(cm) f b Sóng truyền từ A đến M nên dao động M chậm pha dao động A đó: 2 d 2 d 2 24 5 A B M A M A [(10 t ) ] (10 t )rad 16 5 Vậy: uM 5cos(10 t- )cm d Thời gian sóng truyền từ A đến M là: t 0, 3( s ) v 5 Vậy phương trình dao động M là: uM 5cos(10 t- )cm với t ≥ 0,3 (s) Bài Một sóng học có tần số 45(Hz) lan truyền với tốc độ 360 (cm/s) Tính: a Khoảng cách gần hai điểm phương truyền sóng dao động pha b Khoảng cách gần hai điểm phương truyền sóng dao động ngược pha c Khoảng cách gần hai điểm phương truyền sóng dao động vuông pha v 360 * Hướng dẫn: Từ giả thiết ta tính bước sóng: 8(cm) f 45 a Khoảng cách gần hai điểm dao động pha là: d 8(cm) b Khoảng cách gần hai điểm dao động ngược pha là: d c Khoảng cách gần hai điểm dao động vuông pha là: d 4(cm) 2(cm) Bài Cho mũi nhọn S chạm nhẹ vào mặt nước dao động điều hoà với tần số f = 20Hz Người ta thấy hai điểm A B mặt nước nằm phương truyền sóng cách khoảng d = 10cm dao động ngược pha với Tính vận tốc truyền sóng, biết vận tốc vào khoảng từ 0,8m/s đến 1m/s * Hướng dẫn: Hai điểm A B dao động ngược pha nên ta có: 2 d 2d v 2d f v 2d (2k 1) 2k 1 mà = Do đó: v 2k f 2k f 2k Thay giá trị d = 10 cm, f = 20Hz vào ta được: v 400 (cm / s) (m / s ) 2k 2k hay k k Do v =0,8(m/s) 2k Vậy giá trị cần tìm v v = 80 (cm/s) * Nhận xét : Trong toán liên quan đến độ lệch pha (cùng pha, ngược pha, vuông pha) thường cho khoảng giá trị v hay f Để làm tốt biến đổi biểu thức độ lệch pha rút λ • Nếu cho khoảng giá trị v biến đổi biểu thức theo v ví dụ • Nếu cho khoảng giá trị f rút biểu thức theo f giải bất phương trình để tìm k nguyên * Bài tập minh họa: Bài Một người áp tai vào đường ray tàu hỏa nhe tiếng búa gỏ vào đường ray cách km Sau 2,83s người nghe tiếng búa gỏ truyền qua không khí Tính tốc độ truyền âm thép làm đường ray Cho biết tốc độ âm không khí 330 m/s 0,8 v 0,8 DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng Bài Trên mặt chất lỏng có sóng cơ, người ta quan sát khoảng cách 15 đỉnh sóng liên tiếp 3,5 m thời gian sóng truyền khoảng 7s Xác định bước sóng, chu kì tần số sóng Bài Tại điểm mặt chất lỏng có nguồn dao động với tần số 120 Hz, tạo sóng ổn định mặt chất lỏng Xét gợn lồi liên tiếp phương truyền sóng, phía so với nguồn, gợn thứ cách gợn thứ năm 0,5 m Tính tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng Bài Một sóng có tần số 500 Hz tốc độ lan truyền 350 m/s Hỏi hai điểm gần phương truyền sóng cách khoảng để chúng có độ lệch pha ? Bài Một sóng âm truyền thép với tốc độ 5000 m/s Biết độ lệch pha sóng âm hai điểm gần cách m phương truyền sóng Tính bước sóng tần số sóng âm Bài Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u cos 4 t (cm ) Biết dao động 4 hai điểm gần phương truyền sóng cách 0,5 m có độ lệch pha Xác định chu kì, tần số tốc độ truyền sóng Bài Một sóng ngang truyền sợi dây dài có phương trình sóng là: u = 6cos(4t – 0,02x) (trong u x tính cm t tính giây) Hãy xác định: Biên độ, tần số, bước sóng vận tốc truyền sóng Bài Một sợi dây dài mảnh đàn hồi có đầu O dao động với tần số f thay đổi khoảng từ 40 Hz đến 53 Hz theo phương vuông góc với sợi dây Biết sóng tạo thành lan truyền dây với vận tốc 5m/s a Cho f = 40 Hz Tính chu kỳ bước sóng sóng dây b Tính tần số để điểm M cách O khoảng 20 cm dao động pha với dao động O Bài Một mũi nhọn S gắn vào đầu thép nằm ngang chạm nhẹ vào mặt nước Khi thép dao động với tần số f = 120 Hz, tạo mặt nước sóng có biên độ 0,6 cm Biết khoảng cách gợn lồi liên tiếp cm Viết phương trình sóng phần tử điểm M mặt nước cách S khoảng 12 cm Chọn gốc thời gian lúc mũi nhọn chạm vào mặt thoáng xuống, chiều dương hướng lên Bài 10 Một sóng ngang truyền từ M đến O đến N phương truyền sóng với vận tốc 18 m/s Biết MN = m MO = ON Phương trình sóng O uO = 5cos(4 t - ) (cm) Viết phương trình sóng M N Bài 11 Khi âm truyền từ không khí vào nước, bước sóng thay đổi lần? Cho biết vận tốc âm nước 1550(m/s), không khí 340(m/s) Bài 12 Một người quan sát phao mặt biển, thấy nhô cao 10 lần thời gian 27(s) Tính chu kì sóng Bài 13 Người ta đặt chìm nước nguồn âm có tần số 725(Hz) Tính khoảng cách điểm gần nước dao động ngược pha nhau, biết vận tốc âm nước 1550(m/s) Bài 14 Một sóng âm có tần số 450(Hz) lan truyền với vận tốc 360(m/s) không khí Tính độ lệch pha sóng âm hai điểm cách 1,2(m) phương truyền? Bài 15 Một nguồn sóng có phương trình: u = 5cos(2t), cách nguồn sóng đoạn x, phương trình dao động chất điểm là: ux = 5cos(2t - 10) Hãy tính thời gian cần thiết để sóng truyền từ nguồn tới đó? Bài 16 Khi bắt đầu quan sát, người thấy phao mặt biển nhô lên Sau quan sát 72(s) người thấy phao nhô lên lần thứ (kể từ lúc bắt đầu quan sát) DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng a Tìm tần số dao động phần tử vật chất nước biển? b Tìm vận tốc truyền sóng biển Biết khoảng cách hai sóng biển liên tiếp 6(m) Bài 17 Trên mặt thoáng chất lỏng yên lặng, ta gây dao động điểm O có biên độ 5(mm), chu kì 0,5(s) Vận tốc truyền sóng v = 40(cm/s) a Tính khoảng cách đỉnh sóng thứ đến đỉnh sóng thứ kể từ tâm O b Viết phương trình dao động O điểm M cách O 50(cm) Coi biên độ dao động không giảm phương truyền sóng c Tìm điểm dao động pha ngược pha với O? Bài 18 Một sóng truyền môi trường làm cho điểm môi trường dao động Biết phương trình dao động điểm môi trường có dạng : u = 4cos( t + ) cm a Tính vận tốc truyền sóng Biết bước sóng = 240cm b Tìm độ lệch pha dao động điểm cách 210cm theo phương truyền thời điểm? Bài 19 Một sợi dây đàn hồi dài có đầu A dao động theo phương thẳng đứng với biên độ a = 5cm chu kì T = 2s a Chọn gốc thời gian lúc A qua vị trí cân theo chiều dương Lập phương trình dao động A b Pha dao động A truyền dọc theo dây với vận tốc 5m/s Viết phương trình dao động điểm M cách A đoạn d = 2,5 m Coi dây dài vô hạn Bài 20 Trên mặt chất lỏng, O có nguồn sóng dao động có tần số f = 30Hz Vận tốc truyền sóng giá trị khoảng từ 1,6m/s đến 2,9m/s Biết điểm M cách O khoảng 10cm sóng dao động ngược pha với dao động O Giá trị vận tốc bao nhiêu? Bài 21 Một sợi dây đàn hồi dài có đầu A dao động với tần số f theo phương vuông góc với sợi dây Biên độ dao động 4cm, vận tốc truyền sóng 4m/s Xét điểm M dây cách A đoạn 28cm, người ta thấy M luôn dao động lệch pha với A góc Δφ = (2k + 1)π/2 với k = 0, ±1, ±2, Tính bước sóng λ Biết tần số f có giá trị khoảng từ 22Hz đến 26Hz Bài 22 Một mũi nhọn S chạm nhẹ vào mặt nước dao động điều hòa với tần số f = 40Hz Người ta thấy hai điểm A B mặt nước nằm phương truyền sóng cách khoảng d = 20cm dao động ngược pha Biết tốc độ truyền sóng nằm khoáng từ (m/s) đến (m/s) Tính giá trị tốc độ v Bài 23 Sóng truyền với tốc độ (m/s) hai điểm O M nằm phương truyền sóng Biết phương trình sóng O u = 5cos(5πt - π/6)(cm) phương trình sóng điểm M uM = 5cos(5πt + π/3) (cm) Xác định khoảng cách OM cho biết chiều truyền sóng * Hướng dẫn giải đáp số: Xuất phát từ công thức: t = d d dvkk => vth = = 4992 m/s vkk vth d vkk t Khoảng cách 15 đỉnh sóng 14 => = T= v = 0,5 s; f = v 3,5 3,5 = 0,25 m; v = = 0,5 m/s 14 = Hz Khoảng cách gợn lồi liên tiếp 4 => = Ta có: = 0,5 = 0,125 m; v = f = 15 m/s 2d v = 0,7 (m); = = => d = = 0,0875 m = 8,75 (cm) f DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 10 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng 3,25cm; MB = 6,75cm; NA = 3,5cm; NB = 6,5cm Hãy xác định trạng thái dao động hai điểm so với trạng thái dao động A, B Bài Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 13(Hz) Tại điểm M cách nguồn A, B khoảng d1 = 19(cm), d2 = 21(cm), sóng có biên độ cực đại Giữa M đường trung trực A, B cực đại khác Tính vận tốc truyền sóng mặt nước? Bài 10 Một mũi nhọn gắn vào âm thoa chạm nhẹ vào mặt nước yên lặng bể lớn, âm thoa dao động với tần số 440(Hz) a Biết khoảng cách hai sóng liên tiếp 2(mm), tính vận tốc truyền sóng b Gắn vào đầu âm thoa khung hình chữ U có hai đầu nhọn A,B cách 4cm Tính số gợn sóng quan sát đoạn AB? Bài 11 Hai nguồn kết hợp A, B cách 50 mm dao động theo phương trình x = aCos 200t (mm) mặt thoáng thuỷ ngân, coi biên độ không đổi Xét phía đường trung trực AB ta thấy vân bậc k qua điểm M có hiệu số MA – MB = 12 mm vân bậc k + loại với vân bậc k qua điểm M’ có M’A – M’B = 36 mm a Tìm bước sóng vận tốc truyền sóng mặt thuỷ ngân Vân bậc k cực đại hay cực tiểu b Xác định số cực đại đường thẳng nối AB vị trí chúng nguồn c Điểm gần dao động pha với nguồn đường trung trực AB cách A ? Bài 12 Gắn vào âm thoa rung chĩa nhọn gồm hai nhánh có mũi nhọn chạm vào mặt thoáng chất lỏng Chĩa với tần số f = 40 Hz Các điểm mà mũi nhọn chạm vào chất lỏng trở thành nguồn phát sóng S1, S2 pha Biên độ sóng a = cm coi không đổi truyền mặt thoáng chất lỏng Vận tốc truyền pha 2m/s Cho S1S2 = 12 cm a Viết phương trình dao động tổng hợp M cách S1, S2 khoảng 16,5 cm cm b Tính số gợn lồi quan sát đươc S1S2 * Hướng dẫn giải đáp số: 2 Ta có: T = = 0,2 s; = vT = cm uM = 2Acos (d d1 ) (d d ) cos(t ) hay uM = 2.5.cos Ta có: cos(10t – 3,85) = cos(10t + 0,15) (cm) = cm => = 10 cm = 0,1 m; T = 2 AN BN = 0,02 s; v = f = m/s f ) Vậy N nằm đường đứng yên thứ kể từ đường trung trực AB phía A v Ta có: = = 0,015 m = 1,5 cm f Ta có: = vT = v = cm a Hai nguồn pha: - AB AN – BN = - 2,5 = (-3 + => - 4,7 < k < 4,7; k Z nên k nhận giá trị, số điểm cực đại b Hai nguồn ngược pha: - AB + AB - 4,2 < k < 5,3; k Z nên k nhận 10 giá trị, 2 2 số điểm cực đại 10 DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 15 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Ta có: = vT = v 2 = cm; Chương 2: Sóng S1 S SS - 4,5 < k < 5,5; k Z nên k nhận 10 2 2 giá trị, S1S2 có 10 cực đại 2 BB AB BM AM Ta có: = vT = v = 1,5 cm; + - 12,8 < k < 6,02; k Z 2 2 nên k nhận 19 giá trị, BM có 19 cực đại Đsố: đường cực đại, đường cực tiểu Đsố: M đứng yên, N điểm dao động với biên độ cực đại ngược pha với A, B Đsố: 26cm/s 10 ĐS: v=0,88m/s; 41 vân 11 ĐS: λ=24mm, v=2,4m/s vân bậc k cực tiểu; đường; d d2 AB 2k d1 d 2k d=32(mm) 12 ĐS: u 1, 9cos(80 t-4,7 )cm ; gợn Dạng 3: SÓNG DỪNG * Các công thức: * Nếu hai đầu dây O P cố định: Điều kiện để có sóng dừng dây: l k (k N) dây có k bụng sóng (k+1) nút sóng kể hai nút sóng hai đầu dây cố định * Nếu đầu dây O cố định, đầu dây P tự do: Điều kiện để có sóng dừng: l (2k 1) l m (k N) với m=1,3,5….trên dây có n bó sóng nguyên nửa bó sóng, (k + 1) bụng sóng nút sóng * Nếu đầu dây O P tự do: (giao thoa ống sáo) Điều kiện để có sóng dừng dây: l k (k N) Số nút sóng số bó sóng k k , số bụng sóng ( ) 2 + Trong sóng dừng khoảng cách nút bụng liền kề , nút bụng liền kề + Hai điểm đối xứng qua bụng sóng dao động pha, hai điểm đối xứng qua nút sóng dao động ngược pha + Để có bụng sóng điểm M cách vật cản cố định khoảng d thì: d = k + Để có nút sóng điểm M cách vật cản cố định khoảng d thì: d = k + Để có bụng sóng điểm M cách vật cản tự khoảng d thì: d = k + Để có nút sóng điểm M cách vật cản tự khoảng d thì: d = k + + ; k Z ; k Z ; k Z ; k Z Bài toán mẫu: Bài 1: Sóng dừng xảy dây AB = 11cm với đầu B tự do, bước sóng 4cm Tính số bụng sóng số nút sóng dây lúc DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 16 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng * Hướng dẫn: bụng nút Bài 2: Trên sợi dây OA dài 1,5m, đầu A cố định đầu O dao động điều hoà có phương trình uo 5cos 4 t (cm) Người ta đếm từ O đến A có nút Tính vận tốc truyền sóng dây? * Hướng dẫn: ĐA : 1,5 m/s Bài 3: Một dây đàn dài 0,6 m, hai đầu cố định dao động với tần số 50 Hz, có bụng độc dây a Tính bước sóng tốc độ truyền sóng b Nếu dây dao động với bụng bước sóng bao nhiêu? * Hướng dẫn: ĐA : a) 1,2m 60m/s b) 0,4m * Bài tập minh họa: Bài Trên sợi dây đàn hồi có chiều dài 240 cm với hai đầu cố định có sóng dừng với tần số f = 50 Hz, người ta đếm có bụng sóng Tính vận tốc truyền sóng dây Nếu vận tốc truyền sóng v = 40 m/s dây có sóng dừng với 12 bụng sóng chu kỳ sóng bao nhiêu? Bài Trong ống thẳng dài m, hai đầu hở có tượng sóng dừng xảy với âm có tần số f Biết ống có hai nút sóng tốc độ truyền âm 330 m/s Xác định bước sóng, chu kì tần số sóng Bài Một sợi dây AB dài 100 cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với nhánh âm thoa dao động điều hòa với tần số 40 Hz Trên dây AB có sóng dừng ổn định, A coi nút sóng Tốc độ truyền sóng dây 20 m/s Tìm số nút sóng bụng sóng dây, kể A B Bài Một sợi dây AB dài 50 cm Đầu A dao động với tần số f = 50 Hz Đầu B cố định Trên dây AB có sóng dừng ổn định, A nút sóng Tốc độ truyền sóng dây m/s Hỏi điểm M cách A 3,5 cm nút hay bụng thứ kể từ A dây có nút, bụng kể A B Bài Một dây AB có đầu A cố định, đầu B gắn vào âm thoa dao động với tần số f = 100(Hz) Vận tốc truyền sóng dây 4(m/s) a Khi chiều dài dây 80 cm, dây có sóng dừng không? b Nếu cắt để dây lại 21(cm) ta thấy có sóng dừng dây, xác định số nút bụng c Vẫn để dây dài 21cm, muốn dây có sóng dừng với bụng sóng tần số dao động âm thoa phải bao nhiêu? Bài Một sợi dây dài l, đầu gắn cố định, đầu gắn với nguồn dao động Khi nguồn dao động với tần số 1,5(Hz) thấy dây có sóng dừng Tăng dần tần số dao động nguồn thấy tần số 2(Hz) dây tiếp tục có sóng dừng Biết vận tốc truyền sóng dây 6m/s Hãy xác định chiều dài dây số nút sóng tương ứng với hai lần xuất sóng dừng? Bài Một dây đàn hồi Ab treo lơ lửng đầu A gắn vào âm thoa rung với tần số f = 100 Hz Vận tốc truyền sóng dây 4m/s a Dây có chiều dài l = 80 cm Có thể có sóng dừng dây ko? Giải thích? b Cắt bớt dây để dây dài 21 cm Bây có sóng dừng dây Tính số nút số bụng c Nếu chiều dài dây 80 cm tần số âm thoa phải để có bụng sóng dừng? d Nếu tần số 100 Hz muốn có kết câu c, chiều dài dây phải bao nhiêu? * Hướng dẫn giải đáp số: l Ta có: l = => = = 80 cm = 0,4 m; v = f = 40 m/s; ' l ' Trên dây có sóng dừng với 12 bụng sóng thì: l = 12 => ’ = = 40 cm = 0,4 m; T’ = = 0,01 s v' Trong ống có hai nút sóng cách T= v = 0,00606 s; f = v ; hai đầu hở hai bụng sóng cách nút sóng nên: l = = m; = 165 Hz DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 17 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng AB AB v = 0.5 m = 50 cm Trên dây có: N = = = bụng sóng Vì có bụng sóng với hai f nút hai đầu nên có nút (kể hai nút A B) v Ta có: = = 0,02 m = cm; AM = 3,5 cm = = (2.3 + 1) nên M bụng sóng bụng 4 f Ta có: = sóng thứ kể từ A.Trên dây có N = AB = 50 bụng sóng có N’ = N +1 = 51 nút kể hai nút A B ĐS: Khi d = 80cm, dây sóng dừng Khi d = 21cm, sóng dừng có 11 bụng, 11 nút Để có bụng sóng f 71,4(Hz) Đsố: l = 3m ĐS: a) không, l (2k +1) /2; b) 11 nút, 11 bụng d) 15 cm Dạng 5: SÓNG ÂM * Các công thức: + Mức cường độ âm: L = lg I I0 + Cường độ âm chuẩn: I0 = 10-12W/m2 + Cường độ âm điểm cách nguồn âm khoảng R: I = P 4R + Tần số sóng âm dây đàn có chiều dài l phát (hai đầu cố định): f = k v ; k = 1, âm phát âm 2l bản; k = 2, 3, 4, …, âm phát họa âm Tần số sóng âm ống sáo có chiều dài l phát (một đầu bịt kín, đầu để hở): f = (2k + 1) v ; 4l k = 0, âm phát âm bản, k = 1, 2, 3, …, âm phát họa âm * Phương pháp giải: Để tìm số đại lượng liên quan đến sóng âm ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm Bài toán mẫu: Bài 1: Một loa có công suất 1W mở hết công suất biết cường độ âm chuẩn I0 = 10-12W/m2 Hỏi a Cường độ âm điểm cách 400cm b Mức cường độ âm P * Hướng dẫn: a Cường độ âm : I 0,013(W/m ) 2 12 4 R I 4 10 b Ta có mức cường độ âm: L lg I P lg lg 101,14(dB) 2 I0 4 R I 4 1012 Bài 2: Mức cường độ âm nguồn S gây điểm M L, cho S tiến lại gần M đoạn 62m mức cường độ âm tăng thêm 7dB a Tính khoảng cách tà S đến M b Biết mức cường độ âm M 73dB Tính công suất nguồn phát * Hướng dẫn: a Gọi L mức cường độ âm nguồn S truyền đến M Gọi L’ mức cường độ âm nguồn S tiến lại gần M khoảng D DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 18 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Ta có: L’ – L = lg => ( Chương 2: Sóng SM P P lg = lg ( SM D) 4 ( SM D) I 4SM I SM ) = 10L’ – L = 100,7 = => SM = SM D b Ta có: L = lg 5.D = 112 m 1 P P => = 10L => P = 4SM2I010L = 3,15 W 2 4SM I 4SM I * Bài tập minh họa: Bài Loa máy thu có công suất P = W a Tính mức cường độ âm loa tạo điểm cách máy m b Để điểm mức cường độ âm 70 dB, phải giảm nhỏ công suất loa lần? Bài Cường độ âm điểm 10-8W/m2 Biết cường độ ngưỡng nghe âm chuẩn I0 = 1012 W/m2 Hãy tính mức cường độ âm điểm đơn vị dB Bài Một sóng âm truyền không khí Mức cường độ âm điểm M điểm N 40 dB 80 dB Biết cường độ âm M 0,05 W/m2 Tính cường độ âm N Bài Ba điểm O, A, B nằm nửa đường thẳng xuất phát từ O Tại O đặt nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng không gian, môi trường không hấp thụ âm Mức cường độ âm A 60 dB, B 20 dB Tính mức cường độ âm trung điểm M đoạn AB Bài Một nguồn âm S phát âm có tần số xác định Năng lượng âm truyền phân phối mặt cầu tâm S bán kính d Bỏ qua phản xạ sóng âm mặt đất vật cản Tai điểm A cách nguồn âm S 100 m, mức cường độ âm 20 dB Xác định vị trí điểm B để mức cường độ âm Bài Mức cường độ âm vị trí cách loa m 50 dB Một người xuất phát từ loa, xa thấy: cách loa 100 m không nghe âm loa phát Lấy cường độ âm chuẫn I0 = 10-12 W/m2, coi sóng âm loa phát sóng cầu Xác định ngưỡng nghe tai người Bài Hai họa âm liên tiếp dây đàn phát có tần số 56 Hz Tính tần số họa âm thứ ba dây đàn phát Bài Một nhạc cụ phát âm có tần số f = 420 Hz Một người nghe âm có tần số lớn 18000Hz Tìm tần số lớn mà nhạc cụ phát để tai người nghe Bài Trong ống sáo đầu kín đầu hở có sóng dừng với tần số 110 Hz Biết tốc độ truyền âm không khí 330 m/s Tìm độ dài ống sáo Bài 10 Tại điểm A nằm cách xa nguồn âm N coi nguồn điểm khoảng NA = 1m Mức cường độ âm LA = 90 dB Biết ngưỡng nghe âm chuẩn I0 = 10-12W/m2 a Tính cường độ âm A b Tính cường độ mức cường độ âm B nằm đường NA cách N đoạn NB = 10 m Coi môi trường hoàn toàn không hấp thụ âm * Hướng dẫn giải đáp số: I P lg a Ta có: L = lg = lg = 10 B = 100 dB 2 I0 4R I 4 10 12 b Ta có: L – L’ = lg P P P P' - lg = lg => = 10L - L’ = 1000 2 P' P' 4R I 4R I Vậy phải giảm nhỏ công suất loa 1000 lần Mức cường độ âm: L lg I 10 8 lg 12 lg104 0, 4( B) hay L 40(dB) I0 10 DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 19 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Ta có: LN – LM = lg Chương 2: Sóng IN I I - lg M = lg N => IN = IM.10 LN LM = 500 W I0 I0 IM Ta có: LA = lg P P OB ; LB = lg => LA – LB = lg = – = (B) = lg10 2 4 OA I 4 OB I OA OB => = 10 => OB = 100.OA Vì M trung điểm AB nên: OA OB OA OA OB OM OM = OA + = = 50,5.OA; LA – LM = lg = lg50,5 2 OA => LM = LA - lg50,5 = - 3,4 = 2,6 (B) = 26 (dB) I I I I LA = lg A = 2; LB = lg B = => LA – LB = lg A = => A = 102; I0 I0 IB IB P I A 4d A2 d B = 102 => dB = 10dA = 1000 m = = P IB d A 4d B2 Ta có: I1 = L2 = lg I R1 P P = 10-4 => I2 = 10-4I1 ; I = => 2 I1 R2 4R1 4R2 I2 I 104 I1 = lg = lg + lg10-4 = L1 - = - = (B) = 10 (dB) I0 I0 I0 Ta có: kf – (k – 1)f = 56 => Tần số âm bản: f = 56 Hz => Tần số họa âm thứ là: f3 = 3f = 168 Hz Các âm mà nhạc cụ phát có tần số fk = kf; (k N f tần số âm bản) Để tai người 18000 nghe fk = kf 18000 => k = = 42,8 Vì k N nên k = 42 Vậy: Tần số lớn mà nhạc cụ f phát để tai người nghe fk = 42f = 17640 Hz v Ta có: = = m Đầu kín ống sáo nút, đầu hở bụng sóng dừng nên chiều dài ống sáo f là: L = = 0,75 m 10 ĐS: I=10-3W/m2 BÀI TẬP TỔNG HỢP Bài : Một người câu cá bờ sông nhận thấy từ lúc sóng thứ qua trước mặt đến lúc song thứ qua thời gian 8s, khoảng cách hai sóng liên tiếp 1m Tính vận tốc truyền sóng Bài : Một sóng học truyền theo phương Ox với vận tốc v=30m/s Biết phương trình dao động O u = Cos (0,5 t ) (cm) a Tính bước sóng b.Viết phương trình sóng điểm M phương truyền sóng ox cách O đoạn 15cm c.Tìm điểm gần O dao động pha với O DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 20 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng Bài : Một dây đàn hồi OO’ mảnh dài, cho đầu O dao động với tần số f thay đổi khoảng từ 40Hz đến 50Hz theo phương vuông góc với dây, sóng tạo thành lan truyền dây với vận tốc không đổi v=5m/s a Cho tần số f=40hz Tính chu kỳ bước sóng sóng dây b.Tính tần số f để điểm M cách O đoạn 20cm dao động pha với sóng O ĐS: T=0,025s; =0,125m; f=50Hz Bài : Đầu A sợi dây cao su căng thẳng nối với rung có tần số 100Hz, biên độ dao động rung 2mm Vận tốc truyền sóng dây 5m/s a Tính bước sóng b Xác định vị trí gần A dao động pha với A c Viết phương trình dao động điểm M cách A 20cm ĐS: =0,05m; d= =0,05m; u = Cos (200 t -8 ) (mm) Bài : Mũi nhọn S dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với phương trình: US=cos( 5 t)(cm), chạm vào mặt nước yên lặng tạo sóng mặt nước Cho vận tốc truyền sóng mặt nước v = 100m/s Điểm M cách S đoạn d = 20m thời điểm t = 1s có: a Độ lệch khỏi vị trí cân bao nhiêu; b Vận tốc gia tốc ĐS: uS=cos( 5 t- )(cm) u=1cm; u’=0 cm/s, u’’=2 25 cm/s2 Bài 6: Mũi nhọn S1 dao động điều hòa với tần số f = 40Hz, biên độ a = 2cm, chạm thẳng đứng vào mặt nước yên lặng tạo sóng mặt nước Khoảng cách hai gợn sóng liên tiếp 20cm Xem biên độ sóng không đổi mặt nước a Tìm bước sóng, vận tốc truyền sóng, viết phương trình dao động S1 Chọn t = S1 qua vị trí cân theo chiều dương b Viết phương trình dao động điểm M nằm mặt thoáng cách S1 đoạn d = 25cm Dao động M lệch pha so với nguồn S1 c Mũi nhọn S2 dao động điều hòa giống hệt S1 chạm vào mặt nước S2 cách S1 đoạn 120cm Tính số gợn cực đại (gợn lồi) số gợn cực tiểu (gợn lõm) có khoảng S1 S2 ĐS: =4m, v=8m/s, u = 2Cos(80 t - /2)cm; u = 2Cos(80 t -3 )cm; 13 vân cực đại 12 vân cực tiểu Bài Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp giống S1,S2 dao động với tần số f=13Hz Tại điểm M cách nguồn S1, S2 khoảng d1=21cm, d2=19cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M đường trung trực S1S2 có dãy cực đại a Tính vận tốc truyền sóng mặt nước b E F hai điểm nằm đoạn nối S1S2 cách S1 10cm, 15cm Hỏi đoạn EF có dãy cực đại ĐS: v=8,67cm/s Bài : Một dây AB dài 60cm căng thẳng nằm ngang, đầu A, B cố định, dây rung tần số 100hz, người ta thấy dây có nút bụng Tính bước sóng vân tốc sóng dây AB ĐS: =0,6m, v=60m/s Bài Một dây dài 55cm treo thẳng đứng, đầu dao động với tần số f = 5Hz, vận tốc sóng v=1m/s a Tính số nút số bụng dây b Muốn dây có 10 bụng dây phải dài bao nhiêu? ĐS: nút bụng; 95cm Bài 10: Tìm độ lệch pha sóng âm hai điểm có hiệu số khoảng cách tới nguồn 25cm Cho tần số dao động âm 680Hz, vận tốc truyền âm không khí 340m/s DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 21 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng ĐS: rad (hai điểm dao động ngược pha) Bài 11: Tại điểm A cách xa nguồn âm N khoảng AN=1m, Mức cường độ âm L a = 90dB Biết ngưỡng nghe âm chuẩn I o = 10 12 w/m Tính cường độ âm điểm A ĐS: I=10-3W/s2 B TRẮC NGHIỆM: Chủ đề 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ SÓNG CƠ HỌC 1.1 Sóng học lan truyền môi trường đàn hồi với vận tốc v không đổi, tăng tần số sóng lên lần bước sóng A Tăng lần B Tăng lần C Không đổi D Giảm lần 1.2 Một người quan sát phao mặt biển thấy nhô lên cao 10 lần 18s, khoảng cách hai sóng kề 2m Vận tốc truyền sóng mặt biển A v = 1m/s B v = 2m/s C v = 4m/s D v = 8m/s 1.3 Một sóng học lan truyền với vận tốc 320m/s, bước sóng 3,2m Chu kì sóng A T = 0,01 s B T = 0,1 s C T = 50 s D T = 100 s 2x ) cm Tần số 1.4 Tại điểm M cách tâm sóng khoảng x có phương trình dao động uM = 4cos( 200t sóng A f = 200 Hz B f = 100 Hz C f = 100 s D f = 0,01 t x 1.5 Cho sóng ngang có phương trình sóng u = 8cos 2( ) mm, x tính cm, t tính 0,1 50 giây Chu kì sóng A T = 0,1 s B T = 50 s C T = s D T = s t x 1.6 Cho sóng ngang có phương trình sóng u = 8cos 2( ) mm,trong x tính cm, t tính 0,1 50 giây Bước sóng A 0,1m B 50cm C 8mm D 1m 1.7 Một sóng truyền sợi dây đàn hồi dài với tần số 500 Hz, người ta thấy khoảng cách hai điểm gần dao động pha 80cm Vận tốc truyền sóng dây DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 22 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 A v = 400 cm/s Chương 2: Sóng B v = 16 m/s C v = 6,25 m/s D v = 400 m/s t x 1.8 Cho sóng ngang có phương trình sóng u = 5cos ( ) mm, x tính cm, t tính 0,1 giây Li độ phần tử sóng M cách gốc toạ độ 3m thời điểm t = 2s là: A uM = mm B uM = mm C uM = cm D uM = 2,5 cm 1.9 Nhờ nguồn dao động người ta tạo điểm O mặt nước phẳng lặng dao động ngang điều hoà tần số f = 40Hz Trên mặt nước xuất sóng tròn đồng tâm O, cách xa 2,5cm Tính vận tốc truyền sóng ngang mặt nước A) 50cm/s B) 80cm/s C) 90cm/s D) 100cm/s 1.10 Đầu A dây cao su căng làm cho dao động theo phương vuông góc với vị trí bình thường dây với biên độ 2cm chu kỳ 1,6s Sau 3s chuyển động truyền 12m dọc theo dây Tìm bước sóng? A) 1m B) 3,2m C) 4,6 m D) 6,4m 1.11 Một sóng học mô tả phương trình u=100cos(t-0,01d) ( với u, d đo cm, t đo s) Bước sóng là: A.100cm B 200cm C 50cm D 700cm 1.12 Phương trình sóng điểm M cách nguồn O đoạn d là:u=5cos(6 t d )(cm) , d tính mét(m),t thời gian tính giây(s) Vận tốc truyền sóng môi trường là: A.4m/s B.5m/s C.6m/s D.8m/s 1.13 Đầu O sợi dây đàn hồi dao động với phương trình u = 2cos2t (cm) tạo sóng ngang dây có vận tốc V= 20 cm/s Một điểm M dây cách O khoảng 2,5 cm dao động với phương trình: A uM = 2cos(2t - ) (cm) B uM = 2cos(2t + ) (cm) 4 C uM = 2cos(2t +) (cm) D uM = 2cos2t (cm) 1.14.Tạo sóng ngang dây đàn hồi 0x Một điểm M cách nguồn phát sóng O khoảng d = 50 cm có phương trình dao động UM = 2cosπ(t – l/20 )cm, vận tốc truyền sóng dây 10 m/s Phương trình dao động nguồn O là: A U0 = 2cosπ(t + l/20) B U0 = 2cos(πt – π/20 ) C U0 = 2cosπt D Đáp án khác Chủ đề 2: GIAO THOA SÓNG 2.1 Trong thí nghiệm giao thoa sóng với hai nguồn S1S2 cách 12cm, bước sóng 5cm Hãy tìm số gợn sóng quan sát A) B) C) D) 2.2 Thực giao thoa sóng với nguồn kết hợp S1 S2 phát sóng có biên độ 1cm, bước sóng = 20cm điểm M cách S1 đoạn 50 cm cách S2 đoạn 10 cm có biên độ A cm B cm C cm D /2cm 2.3 Hai nguồn sóng kết hợp S1 S2 (S1S2 = 12cm) phát sóng kết hợp tần số f = 40Hz, vận tốc truyền sóng môi trường v = 2m/s Số vân giao thoa cực đại xuất vùng giao thoa A B C D 2.4 Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 16Hz Tại điểm M cách A B 29cm 21cm sóng có biên độ cực đại, M đường trung trực AB có đường cong cực đại Vận tốc truyền sóng mặt nước có giá trị: A 0,32m/s B 42,67cm/s C 0,64m/s D Đáp án khác DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 23 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng 2.5 Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số 50 Hz đo khoảng cách hai gợn sóng liên tiếp nằm đường nối hai tâm dao động 2mm Bước sóng sóng mặt nước ? A mm B mm C mm D mm 2.6 Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng ma75t nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số 100 Hz đo khoảng cách hai gợn sóng liên tiếp nằm đường nối hai tâm dao động mm Vận tốc sóng mặt nước ? A v = 1,6 m/s B v = 0,4 m/s C v = 0,6 m/s D v = 0,8 m/s 2.7 Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 20 Hz, điểm M cách A B 16cm 20cm, sóng có biên độ cực đại, M đường trung trực AB có dãy cực đại Vận tốc truyền sóng mặt nước ? A v = 20 cm/s B v = 26,7 cm/s C v = 40 cm/s D v = 53,4 cm/s 2.8 Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A,B dao động với tần số f = 16 Hz Tại điểm M cách nguồn A, B khoảng d1 = 30 cm, d2 = 25,5 cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M đường trung trực có dãy cực đại khác Vận tốc truyền sóng mặt nước làbao nhiêu ? A v = 24 m/s B v = 24 cm/s C v = 36 m/s D v = 36 m/s 2.9 Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 13 Hz Tại điểm M cách nguồn A, B khoảng d1=19cm, d2 = 21cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M đường trung trực dãy cực đại khác Vận tốc truyền sóng mặt nước ? A v = 26 m/s B v = 26 cm/s C v = 52 m/s D v = 52 cm/s 2.10 Âm thoa điện gồm hai nhánh dao động với tần số 100 Hz, chạm vào mặt nước hai điểm S1, S2 Khoảng cách S1S2 = 9,6cm Vận tốc truyền sóng nước 1,2m/s Có gợn sóng khoảng S1 S2 ? A gợn sóng B 14 gợn sóng C 15 gợn sóng D 17 gợn sóng 2.11 Một sóng ngang truyền dây đàn hồi dài, đầu O sợi dây dao động theo pt: u=3,6cos( t ) cm, vận tốc sóng v=1 m/s Phương trình dao động điểm M dây cách O đoạn 2m A uM = 3,6cos( t )cm B uM = 3,6cos( t )cm C uM = 3,6cos ( t )cm D uM = 3,6cos( t 2 )cm Chủ đề 3: SÓNG DỪNG 3.1 Phát biểu sau ? A Khi có sóng dừng dây đàn hồi tất điểm dây điều dừng lại không dao động B Khi sóng dừng dây đàn hồi nguồn phát sóng ngừng dao động điểm dây dao động C Khi có sóng dừng dây đàn hồi dây có điểm dao động mạnh xen kẽ với điểm đứng yên D Khi có sóng dừng dây đàn hồi dây sóng phản xạ, sóng tới bị triệt tiêu 3.2: dây đàn có chiều dài L, hai đầu cố định Sóng dừng dây có bước sóng dài là: L L A B C L D 2L 3.3 Một dây đàn dài 40 cm, hai đầu cố định, dây dao động với tần số 600 Hz ta quan sát dây có sóng dừng với hai bụng sóng Bước sóng dây A 13,3 cm B 20 cm C 40 cm D 80 cm DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 24 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng 3.4 Một dây đàn dài 40cm,hai đầu cố định, dây dao động với tần số 600Hz ta quan sát dây có sóng dừng với hai bụng sóng Vận tốc sóng dây là: A v = 79,8m/sB v = 120 m/s C v = 240m/s D v = 480m/s 3.5 Dây AB nằm ngang dài 2m, hai đầu A B cố định, tạo sóng dừng dây với tần số 50Hz, đoạn AB thấy có nút sóng Vận tốc truyền sóng dây A v = 100 m/sB v = 50 m/s C v = 25 cm/s D v = 12,5 cm/s 3.6 Một ống sáo dài 80 cm, hở hai đầu, tạo sóng đứng ống sáo với âm cực đại hai đầu ống, khoảng ống sáo có hai nút sóng Bước sóng âm A 20 cm B 40 cm C 80 cm D 160 cm 3.7 Một sợi dây đàn hồi dài 60 cm, rung với tần số 50 Hz, dây tạo thành sóng dừng ổn định với bụng sóng, hai đầu hai nút sóng Vận tốc sóng dây A v = 60 cm/s B v = 75 cm/ s C v = 12 m/s D v = 15 m/s 3.8 Một dây AB dài 100 cm có đầu B cố định Tại đầu A thực dao động điều hoà có tần số f=40 Hz Vận tốc truyền sóng dây v = 20 m/s Số điểm nút, số điểm bụng dây A nút, bụng B nút, bụng C nút, bụng D nút, bụng 3.9 Một dây AB dài 90 cm có đầu B thả tự Tạo đầu A dao động điều hòa ngang có tần số 100 Hz ta có sóng dừng, dây có múi nguyên Vận tốc truyền sóng dây có giá trị bao nhiêu? A 20 m/s B 40 m/s C 30 m/s D 60 m/s 3.10: Một sợi dây đàn hồi dài l = 100cm, có hai đầu A B cố định Một sóng truyền dây với tần số 50Hz ta đếm dây nút sóng, không kể nút A, B Vận tốc truyền sóng dây A 30 m/s B 25 m/s C 20 m/s D 15 m/s 3.11: Quan sát sóng dừng dây AB dài l = 1,2m có đầu cố định Khi thay đổi tần số ta thấy trường hợp có sóng dừng với tần số nhỏ 20hz Vận tốc truyền sóng tên dây : A 12m/s B 24m/s C 48 m/s D 72 m/s Chủ đề 4: SÓNG ÂM 4.1 Vận tốc truyền âm không khí 340m/s, khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động ngược pha 0,85m Tần số âm A F = 85 Hz B f = 170 Hz C f = 200 Hz D f = 255 Hz 4.2 Một sóng học có tần số f = 1000 Hz lan truyền không khí Sóng gọi là: A Sóng siêu âm B Sóng âm C Sóng hạ âm D Chưa đủ điều kiện kết luận 4.3: Một thép mỏng, đầu cố định, đầu lại kích thích để dao động với chu kì không đổi 0,08s Âm thép phát A Sóng âm B nhạc âm C hạ âm D siêu âm 4.4 Sóng học lan truyền không khí với cường độ đủ lớn, tai ta cảm thụ sóng học sau đây: A Sóng học có tần số 10 Hz B Sóng học có tần số 30 kHz C Sóng học có chu kì 2,0 s D Sóng học có chu kì 2,0 ms 4.5 Một sóng âm có tần số 450Hz lan truyền với vận tốc 360 m/s không khí Độ lệch pha hai điểm cách 1m phương truyền sóng A 0,5 (rad) B 1,5 (rad) C 2,5 (rad) D 3,5 (rad) Chủ đề 5: CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TỔNG HỢP KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG 5.1: Một sóng ngang truyền sợi dây đàn hồi dài với vận tốc sóng v = 0,2 m/s, chu kì dao động T=10s Khoảng cách hai điểm gần dây dao động ngược pha là: A m B 1,5 m C 0,5 m D m DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 25 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng 5.2 Một sóng học lan truyền sợi dây đàn hồi, khoảng thời gian 6s sóng truyền 6m Vận tốc truyền sóng dây bao nhiêu? A v = m B v = m C v = 100 cm/s D v = 200 cm/s 5.3 Một sóng học truyền dọc treo trục Ox có phương trình u = 28cos(20x-2000t) cm, x toạ độ tính mét (m), t thời gian tính giây (s) Vận tốc sóng A 334 m/s B/ 100 m/s C 314 m/s D 331 m/s 5.4 Đầu O sợi dây đàn hồi nằm ngang dao động điều hoà theo phương thằng đứng với biên độ cm với tần số Hz Sau s sóng truyền 2m Chọn gốc thời gian lúc điểm O qua VTCB theo chiều dương Li độ điểm M cách O khoảng m thời điểm 2s A xM = cm B xM = cm C xM = -3 cm D xM = 1,5 cm 5.5 Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồng sóng kết hợp S1 S2 dao động với tần số 15 Hz Vận tốc truyền sóng mặt nước 30 cm/s Với điểm M có khoảng d1, d2 dao động với biên độ cực đại ? A d1 = 25 cm d2 = 20 cm B d1 = 25 cm d2 = 21 cm C d1 = 25 cm d2 = 22 cm D d1 = 20 cm d2 = 25 cm 5.6: Trên mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn kết hợp A B, phương trình dao động A, B là: u A cos t (cm) ; u B cos(t )(cm) O trung điểm AB sóng có biên độ A, B, 2(cm) C, 1(cm) D, đề thiếu liệu 5.7: Hai nguồn kết hợp A, B cách 10cm dao động theo phương trình u A a cos 100t (mm) mặt thoáng thuỷ ngân, coi biên độ không đổi Xét phía đường trung trực S1S2 ta thấy vân bậc k qua điểm M có hiệu số MA - MB =1 cm vân bậc k + loại với vân k ) qua điểm M’ có M’A-M’B=30 mm Vận tốc truyền sóng mặt thuỷ ngân là: A, 10cm/s B, 20cm/s C, 30cm/s D, 40cm/s 5.8: Một dây AB dài 1,80m căng thẳng nằm ngang, đầu B cố định, đầu A gắn vào rung tần số 100Hz Khi rung hoạt động, người ta thấy dây có sóng dừng gồm bó sóng, với A xem nút Tính bước sóng vận tốc truyền sóng dây AB A B C D 5.9: Trong thí nghiệm sóng dừng, sợi dây đàn hồi dài 1,2m với hai đầu cố định, người ta quan sát thấy hai đầu dây cố định có hai điểm khác dây không dao động Biết khoảng thời gian hai lần liên tiếp với sợi dây duỗi thẳng 0,05 s Vận tốc truyền sóng dây A m/s B 4m/s C 12 m/s D 16 m/s Bài tập tổng hợp : Câu : Một sóng học lan truyền sợi dây đàn hồi, khoảng thời gian 6s sóng truyền 6m Tốc độ truyền sóng dây bao nhiêu? A v = 1m B v = 6m C v = 100cm/s D v = 200cm/s Câu : Một sóng ngang lan truyền dây đàn hồi dài, đầu O sợi dây dao động theo phương trình u = 3,6cos(t)cm, vận tốc sóng 1m/s Phương trình dao động điểm M dây cách O đoạn 2m A uM = 3,6cos(t)cm B uM = 3,6cos(t - 2)cm C uM = 3,6cos(t - 2)cm D uM = 3,6cos(t + 2)cm Câu : Trên sợi dây OA, đầu A cố định đầu O dao động điều hòa với tần số 20Hz dây có nút Muốn dây rung thành bụng sóng O phải dao động với tần số? A 50Hz B 10Hz C 12Hz D 40Hz DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 26 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng Câu : Một người quan sát phao mặt biển thấy nhô lên cao 10 lần 18s, khoảng cách hai sóng kề 2m Tốc độ truyền sóng mặt biển A v = 1m/s B v = 2m/s C v = 4m/s D v = 8m/s Câu : Dùng âm thoa có tần số rung f = 100Hz để tạo điểm O1 O2 mặt nước hai nguồn sóng biên độ, pha Biết O1O2 = 3cm Một hệ gợn lồi xuất gồm gợn thẳng 14 gợn hypebol bên Khoảng cách hai gợn đo dọc theo O1O2 2,8cm Tốc độ truyền sóng mặt nước ? A v = 0,1m/s B v = 0,2m/s C v = 0,4m/s D v = 0,8m/s Câu : Tại điểm A nằm cách nguồn âm N (nguồn điểm) khoảng NA = 1m, có mức cường độ âm LA = 90dB Biết ngưỡng nghe âm I0 = 0,1nW/m2 Cường độ âm A A IA = 0,1nW/m2 B IA = 0,1mW/m2 C IA = 0,1W/m2 D IA = 0,1GW/m2 Câu : Cho hai nguồn phát sóng âm biên độ, pha tần số f = 440Hz, đặt cách 1m Hỏi người phải đứng đâu đường nối hai nguồn để không nghe thấy âm Cho vận tốc âm không khí 352m/s A 0,3m kể từ nguồn bên phải B 0,3m kể từ nguồn bên trái C giữa, cách nguồn 0,5m D 0,3m kể từ hai nguồn Câu : Một sợi dây đàn hồi AB căng theo phương ngang, đầu A cố định, đầu B rung nhờ dụng cụ để tạo thành sóng dừng dây Tần số rung 100Hz khoảng cách hai nút sóng liên tiếp l = 1m Tốc độ truyền sóng dây là: A 200m/s B 50cm/s C 75cm/s D 150cm/s Câu : Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn sóng kết hợp S1 S2 dao động với tần số 15Hz Tốc độ truyền sóng mặt nước 30cm/s Với điểm M có khoảng d1, d2 dao động với biên độ cực đại? A d1 = 25cm d2 = 20cm B d1 = 25cm d2 = 21cm C d1 = 25cm d2 = 22cm D d1 = 20cm d2 = 25cm Câu 10 : Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = 2cos10πt (cm) với t tính giây Trong khoảng thời gian s, sóng truyền quãng đường lần bước sóng ? A 20 B 40 C 10 D 30 Câu 11 : Một sóng có tần số 500Hz, vận tốc truyền sóng 350m/s Hai điểm gần phương truyền sóng phải cách khoảng để độ lệch pha chúng π/3 ? A 0,116cm B 0,233m C 0,476m D 4,285m Câu 12 : Một người quan sát sóng mặt hồ thấy khoảng cách hai sóng liên tiếp 2m có sóng qua trước mặt 8s Vận tốc truyền sóng mặt nước là: A 1,25m/s B 1,5m/s C 2,5m/s D 3m/s Câu 13 : Một người quan sát phao mặt biển thấy nhô lên lần s khoảng cách sóng kề có khoảng cách m Vận tốc sóng biển : A 1m/s B 2m/s C m/s D m/s Câu 14 : Một sợi dây dài 100 cm phát âm có tần số 80 Hz Quan sát dây thấy có nút bụng Tính vận tốc truyền sóng dây A 40 m/s B m/s C 160 m/s D 16 m/s Câu 15 : Một người dùng búa gõ mạnh xuống đường ray xe lửa, cách 1500m người áp tai xuống đường ray nghe tiếng gõ truyền ray 4s sau nghe tiếng gõ truyền không khí Biết vận tốc truyền âm thép đường ray 5100m/s Vận tốc âm không khí có giá trị là: A 332m/s B 349m/s C 360m/s D 302m/s Câu 16 : Một sóng âm truyền nước với vận tốc 1450m/s Giữa hai điểm gần phương truyền lệch pha 900 cách 1,25m.Tần số âm có giá trị là: DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 27 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng A 290Hz B 540Hz C 1160Hz D 440Hz Câu 17 : Một dây đàn hồi dài 60 cm rung với tần số f = 50 Hz Trên dây tạo sóng dừng với bụng sóng , hai đầu nút sóng Vận tốc sóng dây : A 15 m /s B 12 m /s C 75 cm /s D 60 cm /s Câu 18 : Một dây đàn dài 90 cm, hai đầu cố định, phát âm có tần số 10 Hz Khi có sóng dừng, dây có bụng Vận tốc truyền sóng dây là: A cm/s B 60cm/s C 6m/s D 9m/s Câu 19: Một dây đàn hồi dài 60cm, rung với tần số 50Hz, dây tạo thành sóng dừng có nút sóng kể hai đầu dây Vận tốc sóng dây A v = 60cm/s B v = 75cm/s C v = 12m/s D v = 15m/s Câu 20 : Sóng học truyền không khí với cường độ đủ lớn, tai người cảm thụ sóng học sau : A Sóng học có chu kì 2.10 3 s B Sóng học có tần số 10 Hz 6 C Sóng học có chu kì 2.10 s D Sóng học có tần số 30 kHz Câu 21 : Người ta đo mức cường độ âm điểm A 60dB điểm B 80dB Hãy so sánh cường độ âm A cường độ âm B: 6 A I B = 100 I A B I A = 100 I B C I A = I B D I B = IA 8 Câu 22 : Chọn câu Khoảng cách hai bụng liên tiếp sóng nước mặt hồ 9m Sóng lan truyền với vận tốc bao nhiêu, thời gian phút sóng đập vào bờ lần ? A 0,9m/s B 2/3m/s C 3/2m/s D 54m/s Câu 23 : Chọn câu trả lời Một sóng học có bước sóng 10m Khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động lệch pha 900 bằng: A 10 m B m C 2,5 m D 1,25 m Câu 24 : Sóng tuyền từ A đến M với bước sóng = 30cm Biết M cách A khoảng 15cm Sóng M có tính chất sau so với sóng A? A Cùng pha với sóng A B Ngược pha với sóng A C Trễ pha sóng A lượng /2 D Lệch pha lượng /2 so với sóng A Câu 25 : Một sóng học lan truyền phương truyền sóng với vận tốc 40cm/s Phương trình sóng điểm O phương truyền sóng là: u0 = 2.cos t (cm) Phương trình sóng điểm M nằm trước O cách O đoạn 10cm : A uM = 2.cos(2 t + ) (cm) B uM = 2.cos(2 t - ) (cm) C uM = 2.cos(2 t + ) (cm) D uM = 2.cos(2 t - ) (cm) 4 Câu 26 : Dây đàn hồi dài 5m, hai đầu cố định, tần số dao động dây 2Hz, dây hình thành sóng dừng Vận tốc truyền sóng dây 5m/s Số nút sóng bụng sóng quan sát dây trình dđộng: A 3nút, bụng B 2nút, bụng C 4nút, bụng D 5nút, bụng Câu 27 : Một sợi dây đàn hồi đàn 100cm, có hai đầu AB cố định Một sóng truyền với tần số 50Hz, dây đếm nút sóng, không kể hai nút A B Vận tốc truyền sóng dây bao nhiêu? A 30m/s B 25m/s C 20m/s D 15m/s Câu 28 : Một sợi dây dài 2m, hai đầu cố định Khi tạo sóng dừng dây, ta đếm nút dây (kề nút hai đầu dây) Bước sóng dao động là? A 80cm B 50cm C 100cm D 40cm DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 28 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng Câu 29 : Nếu điểm A nằm đường cực đại giao thoa hiệu đường sóng đến A từ nguồn kết hợp ( pha ) giá trị ? Biết bước sóng 40 cm A 80 cm B 30 cm C 100 cm D 60 cm Câu 30 : Tính độ lệch pha dao động điểm cách 20cm phương truyền sóng ? Biết bước sóng 40 cm A B / C 2 D 8 Câu 31 : Cho hai nguồn sóng âm điều hòa kết hợp hai loa S1 S2 hướng , đặt cách 70cm với bước sóng 20cm Trên đoạn S1S2 có cực đại giao thoa Biết âm phát hai loa S1 S2 dao động chiều A cực đại B cực đại C cực đại D cực đại Câu 32 : Một sóng ngang có tần số f = 400 Hz, lan truyền mặt nước với vận tốc m/s Hai điểm M N phương truyền sóng cách 2,25 cm dao động: A pha B ngược pha C lệch pha D lệch pha Câu 33 : Trên dây AB dài m có sóng dừng , Sóng truyền với vận tốc m/s Tính tần số dđ dây dây có nút ( A B ) A.2Hz B.4Hz C.20Hz D.16Hz Câu 34 : Trong giao thoa sóng nước với sóng kết hợp có vận tốc truyền sóng cm/s, tần số 2Hz, M điểm dao động mạnh nhất.Hiệu khoảng cách từ M đến hai nguồn kết hợp là: A d2 – d1 = 6cm B d2 – d1 = 5cm C d2 – d1 = 4cm D d2 – d1 = 3cm Câu 35 : Mức cường độ âm hai điểm A, B là: 30dB 25dB Suy liên hệ cường độ âm A B là: A IA = IB/5 B IA = 5IB C IA = IB 10 D IA = 10 IB Câu 36 : Một người thấy phao mặt nước nhô lên cao lần 16 giây, khoảng cách hai sóng kề 2m Vận tốc truyền sóng mặt nước là: A 1m/s B 2m/s C 4m/s D 8m/s Câu 37 : Chọn câu trả lời Cường độ âm điểm môi trường truyền âm 10-5 W/m2 Biết cường độ âm chuẩn I0 = 10-12 W/m2 Mức cường độ âm điểm A 50 dB B 60 dB C 70 dB D 80 dB Câu 38: Một sóng ngang truyền sợi dây đàn hồi dài với vận tốc sóng v = 0,2m/s, chu kỳ dao động T = 10s Khoảng cách hai điểm gần dây dao động ngược pha A 0,5m B 1,5m C 2m D 1m Câu 39: Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = a.cos(20πt – /2) (cm) với t tính giây Trong khoảng thời gian s, sóng truyền quãng đường lần bước sóng? A 20 B 40 C 10 D 30 Câu 40: Một sóng âm có tần số xác định truyền không khí nước với vận tốc 330 m/s 1452 m/s Khi sóng âm truyền từ nước không khí bước sóng A giảm 4,4 lần B giảm lần C tăng 4,4 lần D tăng lần Câu 41: Một thép mỏng, đầu cố định, đầu lại kích thích để dao động với chu kì không đổi 0,08 s Âm thép phát A siêu âm B hạ âm C nhạc âm D âm mà tai người nghe Câu 42 : Một sợi dây dài 1,5m căng ngang Kích thích cho dây dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số 40Hz thấy dây có sóng dừng , vận tốc truyền sóng dây 20m/s Coi hai đầu dây hai nút sóng Số bụng sóng dây A B C D DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 29 [...]... phát ra là A Sóng âm B nhạc âm C hạ âm D siêu âm 4.4 Sóng cơ học lan truyền trong không khí với cường độ đủ lớn, tai ta có thể cảm thụ được sóng cơ học nào sau đây: A Sóng cơ học có tần số 10 Hz B Sóng cơ học có tần số 30 kHz C Sóng cơ học có chu kì 2,0 s D Sóng cơ học có chu kì 2,0 ms 4.5 Một sóng âm có tần số 450Hz lan truyền với vận tốc 360 m/s trong không khí Độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau... được sóng cơ học nào sau đây : A Sóng cơ học có chu kì 2.10 3 s B Sóng cơ học có tần số 10 Hz 6 C Sóng cơ học có chu kì 2.10 s D Sóng cơ học có tần số 30 kHz Câu 21 : Người ta đo được mức cường độ âm tại điểm A là 60dB và tại điểm B là 80dB Hãy so sánh cường độ âm tại A và cường độ âm tại B: 6 6 A I B = 100 I A B I A = 100 I B C I A = I B D I B = IA 8 8 Câu 22 : Chọn câu đúng Khoảng cách giữa hai... bước sóng = 30cm Biết M cách A một khoảng 15cm Sóng tại M có tính chất nào sau đây so với sóng tại A? A Cùng pha với sóng tại A B Ngược pha với sóng tại A C Trễ pha hơn sóng tại A một lượng là 3 /2 D Lệch pha một lượng /2 so với sóng tại A Câu 25 : Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng với vận tốc 40cm/s Phương trình sóng của một điểm O trên phương truyền sóng đó là: u0 = 2.cos... s 2 6 v' 2 Trong ống có hai nút sóng cách nhau T= v = 0,00606 s; f = v 2 ; hai đầu hở là hai bụng sóng cách nút sóng 4 nên: l = = 2 m; = 165 Hz DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp và Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 17 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng cơ AB 2 AB v = 0.5 m = 50 cm Trên dây có: N = = = 4 bụng sóng Vì có 4 bụng sóng với hai f 2 nút ở hai đầu... m DD: 0905883246 - Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp và Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 25 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng cơ 5.2 Một sóng cơ học lan truyền trên sợi dây đàn hồi, trong khoảng thời gian 6s sóng truyền được 6m Vận tốc truyền sóng trên dây là bao nhiêu? A v = 1 m B v = 6 m C v = 100 cm/s D v = 200 cm/s 5.3 Một sóng cơ học truyền dọc treo trục Ox có phương trình u = 28cos(20x-2000t)... ôn thi Tốt nghiệp và Đại học 2013-2014 - Vinhquang807@gmail.com 21 GV: Nguyễn Ngọc Vinh VẬT LÍ 12 Chương 2: Sóng cơ ĐS: rad (hai điểm dao động ngược pha) Bài 11: Tại điểm A cách xa nguồn âm N một khoảng AN=1m, Mức cường độ âm là L a = 90dB Biết ngưỡng nghe của âm chuẩn là I o = 10 12 w/m 2 Tính cường độ âm tại điểm A ĐS: I=10-3W/s2 B TRẮC NGHIỆM: Chủ đề 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ SÓNG CƠ HỌC 1.1 Sóng cơ. .. GIAO THOA SÓNG 2.1 Trong thí nghiệm giao thoa sóng với hai nguồn S1S2 cách nhau 12cm, bước sóng là 5cm Hãy tìm số gợn sóng quan sát được A) 1 B) 3 C) 5 D) 7 2.2 Thực hiện giao thoa sóng cơ với 2 nguồn kết hợp S1 và S2 phát ra 2 sóng có cùng biên độ 1cm, bước sóng = 20cm thì tại điểm M cách S1 một đoạn 50 cm và cách S2 một đoạn 10 cm sẽ có biên độ A 2 cm B 0 cm C 2 cm D 2 /2cm 2.3 Hai nguồn sóng kết... tiếp của sóng nước trên mặt hồ bằng 9m Sóng lan truyền với vận tốc bằng bao nhiêu, nếu trong thời gian 1 phút sóng đập vào bờ 6 lần ? A 0,9m/s B 2/3m/s C 3/2m/s D 54m/s Câu 23 : Chọn câu trả lời đúng Một sóng cơ học có bước sóng 10m Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động lệch pha nhau 900 bằng: A 10 m B 5 m C 2,5 m D 1,25 m Câu 24 : Sóng tuyền từ A đến M với bước sóng. .. sóng dừng trên dây đàn hồi thì tất cả các điểm trên dây điều dừng lại không dao động B Khi sóng dừng trên dây đàn hồi thì nguồn phát sóng ngừng dao động còn các điểm trên dây vẫn dao động C Khi có sóng dừng trên dây đàn hồi thì trên dây có các điểm dao động mạnh xen kẽ với các điểm đứng yên D Khi có sóng dừng trên dây đàn hồi thì trên dây chỉ còn sóng phản xạ, còn sóng tới bị triệt tiêu 3.2: một dây... sóng và nút sóng * Nếu một đầu dây O và P tự do: (giao thoa trong ống sáo) Điều kiện để có sóng dừng trên dây: l k (k N) Số nút sóng bằng số bó sóng và bằng 4 k k , số bụng sóng bằng ( 1 ) 2 2 + Trong sóng dừng khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề là , giữa nút và bụng liền kề là 2 4 + Hai điểm đối xứng nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha, hai điểm đối xứng nhau qua nút sóng ... thị dao động âm CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng TÌM CÁC ĐẠI LƯỢNG SÓNG - VIẾT PHƯƠNG TRÌNH SÓNG * Các công thức: s = = f t T + Hai điểm phương truyền sóng cách số nguyên lần bước sóng (d = k) dao... A Sóng âm B nhạc âm C hạ âm D siêu âm 4.4 Sóng học lan truyền không khí với cường độ đủ lớn, tai ta cảm thụ sóng học sau đây: A Sóng học có tần số 10 Hz B Sóng học có tần số 30 kHz C Sóng học. .. tìm đại lượng đặc trưng sóng ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm Lưu ý: Các đơn vị đại lượng phải tương thích: bước sóng, khoảng cách