Chơng 3 - Sóng cơ học, âm học. I - Hệ thống kiến thức trong chơng 1) Sóng cơ học là những dao động cơ học lan truyền trong môi trờng liên tục. Trong khi sóng truyền đi, mỗi phần tử của sóng dao động tại chỗ xung quanh VTCB. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lợng. Sóng ngang là sóng mà các phần tử môi trờng dao động vuông góc với phơng truyền sóng. Sóng dọc là sóng mà các phần tử môi trờng dao động theo phơng truyền sóng. 2) Các đại lợng đặc trng của sóng: a) Chu kỳ của sóng là chu kỳ dao động của các phần từ môi trờng khi có sóng truyền qua. Kí hiệu T đơn vị giây (s). b) Tần số của sóng là tần số dao động của các phần từ môi trờng khi có sóng truyền qua; là đại lợn nghịch đảo của chu kỳ. Kí hiệu f đơn vị héc (Hz). c) Tốc độ của sóng là tốc độ truyền pha của dao động. Kí hiệu v, đơn vị m/s. d) Biên độ của sóng tại một điểm là biên độ dao động của phần tử môi trờng tại điểm đó khi có sóng truyền qua. Kí hiệu a, đơn vị m hoặc cm. e) Bớc sóng: + Là khoảng cách gần nhất giữa hai điểm dao động cùng pha trên phơng truyền sóng. + Là quàng đờng sóng truyền đi trong thời gian một chu kỳ. Kí hiệu , đơn vị m hoặc cm. f) Năng lợng của sóng tại một điểm là năng lợng của một đơn vị thể tích của môi trờng dao động tại điểm đó. Năng lợng tỉ lệ với bình phơng biên độ sóng. Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền trên mặt phẳng (sóng phẳng) năng lợng sóng tỉ lệ nghịch với quãng đờng truyền sóng r. (Biên độ giảm tỉ lệ nghịch với r ). Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền trong không gian (sóng cầu) năng lợng sóng tỉ lệ nghịch với bình phơng quãng đờng truyền sóng r 2 . (Biên độ giảm tỉ lệ nghịch với r). Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền trên đờng thẳng (lí tởng) năng lợng sóng không đổi. (Biên độ không đổi). g) Liên hệ giữa chu kỳ, tần số, bớc sóng, tốc độ truyền f v T.v == h) Phơng trình sóng tại 1 điểm là phơng trình dao động của môi trờng tại điểm đó. Nó cho ta xác định đợc li độ dao động của một phần tử môi trờng ở cách gốc toạ độ một khoảng x tại thời điểm t. Phơng trình sóng có dạng: ) x tcos(a) x T t (cosa) v x t(cosau M = == 2 2 . Trong đó a là biên độ sóng, là tần số góc, T là chu kỳ sóng, v là tốc độ truyền sóng, là bớc sóng. 3) Độ lệch pha giữa hai điểm trên phơng truyền sóng: + = = 222 21 12 )dd() d t() d t( + Nếu hai điểm dao động cùng pha thì = 2k hay d 1 - d 2 = k. Những điểm dao động cùng pha cách nhau nguyên lần bớc sóng. + Nếu hai điểm dao động ngợc pha thì 2 12 += )k( hay 2 12 21 += )k(dd . Những điểm dao động ngợc pha cách nhau lẻ lần nửa bớc sóng. 4) Sóng có tính chất tuần hoàn theo thời gian. Sau một khoảng thời gian bằng một chu kỳ T thì tất cả các điểm trên sóng đều lặp lại chuyển động nh cũ, nghĩa là toàn bộ sóng có hình dạng nh cũ. Sóng có tính chất tuần hoàn theo không gian. Những điểm trên cùng một phơng truyền sóng cách nhau một khoảng bằng nguyên lần bớc sóng thì dao động cùng pha, có nghĩa là ở cùng một thời điểm cứ cách một khoảng bằng một bớc sóng theo phơng truyền sóng thì hình dạng sóng lại lặp lại nh trớc. Sóng có các đại lợng đặc trng là: tần số f hay chu kỳ T, biên độ sóng A, tốc độ truyền sóng v, bớc sóng , năng lợng của sóng. Liên hệ : f. T v = = 5) Sóng dừng là sóng có nút và bụng cố định trong không gian. + Sóng dừng là kết quả giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ. + Bụng sóng là những điểm dao động với biên độ cực đại, nút sóng là những điểm không dao động. Trang 1 + Sóng dừng xuất hiện trên dây đàn hồi có hai đầu cố định (một đầu cố định, một đầu sát một nút) khi chiều dài của dây bằng một số nguyên lần nửa bớc sóng. l = k/2. + Sóng dừng xuất hiện trên dây đàn hồi có một đầu cố định, một đầu tự do (một đầu cố định hay sát nút sóng, đầu kia tự do hay là bụng sóng) khi chiều dài của dây bằng một số lẻ lần một phần t bớc sóng. l = (2k + 1)/4. + Đặc điểm của sóng dừng: Biên độ dao động của phần tử vật chất tại một điểm không đổi theo thời gian; Khoảng cách giữa hai điểm bụng liền kề (hoặc hai nút liền kề) bằng nửa bớc sóng, khoảng cách giữa một điểm bụng và một điểm nút liền kề bằng một phần t bớc sóng; Sóng dừng không truyền tải năng lợng. + ứng dụng: để xác định vận tốc truyền sóng. 6) Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chỗ cố định biên độ sóng đợc tăng cờng hoặc giảm bới thậm trí triệt tiêu. + Điều kiện có giao thoa: Hai sóng chỉ giao thoa khi hai sóng kết hợp. Đó là hai sóng có cùng tần số (hay chu kỳ) truyền theo một phơng và tại điểm chúng gặp nhau khi có độ lệch pha không đổi. Hai sóng kết hợp là hai sóng đợc gây ra từ hai nguồn sóng kết hợp, là nguồn có cùng tần số (hay chu kỳ) và độ lệch pha không đổi. + Những điểm mà hiệu đờng đi từ hai nguồn sóng tới đó, bằng nguyên lần bớc sóng thì dao động với biên độ cực đại: |d 2 - d 1 | = k. + Những điểm mà hiệu đờng đi từ hai nguồn sóng tới đó, bằng lẻ lần nửa bớc sóng thì dao động với biên độ cực tiểu: 2 12 21 += )k(dd . + Khi hiện tợng giao thoa xảy ra trên mặt chất lỏng thì trên mặt chất lỏng xuất hiện những vân giao thoa, hệ vân bao gồm các vân cực đại và cực tiểu xen kẽ với nhau. Vân giao thoa là những điểm dao động với biên độ cực đại (hay cực tiểu) có cùng giá trị k. + Giao thoa là hiện tợng đặc trng của quá trình truyền sóng. 6) Sóng âm là những dao động cơ học (thờng là sóng dọc), truyền trong môi trờng vật chất, mà gây cảm giác cho tai con ngời. Sóng âm có tần số từ 16Hz đến 20.000Hz. + Sóng có f < 16Hz gọi là hạ âm, f > 20.000Hz là siêu âm. + Sóng âm phát ra từ nguồn âm, đợc truyền trong môi trờng vật chất, không truyền không chân không. Môi trờng có tính đàn hồi kém thì truyền âm kém (chất nhẹ và xốp). + Các đặc tính của âm: - độ cao phụ thuộc vào tần số (chu kỳ) của âm; - âm sắc phụ thuộc vào các hoạ âm và biên độ các hoạ âm; - Cờng độ âm tại một điểm là năng lợng sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phơng truyền âm tại điểm đó, trong một đơn vị thời gian. Kí hiệu I. Cờng độ âm cho biết độ mạnh hay yếu của âm. - Mức cờng độ âm: tại một điểm đợc xác định bằng logarit thập phân của tỉ số giữa cờng độ âm tại điểm đó I với cờng độ âm chuẩn I 0 : 0 I I lg10)db(L = ; Đơn vị: đêxiben (db) I 0 = 10 -13 W/m 2 là cờng độ âm chuẩn. - Độ to của âm: Giá trị nhỏ nhất của cờng độ âm mà tai nghe thấy là ngỡng nghe, ngỡng nghe phụ thuộc vào tần số âm. Giá trị lớn nhất của cờng độ âm mà tai nghe thấy là ngỡng đau, ngỡng đau phụ thuộc vào tần số âm. Độ to của âm phụ thuộc vào cờng độ âm và tần số của âm. + Siêu âm có tần số rất lớn, có nhiều ứng dụng quan trọng trong kỹ thuật và trong y học. 7) Hiệu ứng Đốp-le: Sự thay đổi tần số âm khi nguồn âm hoặc vật thu âm hoặc cả hai chuyển động gọi là hiệu ứng Đốp-le. Nếu nguồn âm và nguồn thu chuyển động lại gần nhau thì tần số tăng và khi chuyển động ra xa thì tần số giảm. Tốc độ truyền âm trong môi trờng là V, nguồn chuyển động với tốc độ v, đồng thời máy thu lại chuyển động với tốc độ u, thì tần số máy thu đợc là: uV uV f'f + = . Quy ớc về dấu : v dơng khi nguồn chuyển động lại gần, v âm khi nguồn chuyển động ra xa. u dơng khi máy thu chuyển động lại gần nguồn âm, u âm khi máy thu chuyển động ra xa nguồn âm. II - Câu hỏi và bài tập Chủ đề 1: Đại cơng về sóng cơ học. 3.1. Sóng cơ là gì? Trang 2 A. Sự truyền chuyển động cơ trong không khí. B. Những dao động cơ học lan truyền trong môi trờng vật chất. C. Chuyển động tơng đối của vật này so với vật khác. D. Sự co dãn tuần hoàn giữa các phần tử môi trờng. 3.2. Bớc sóng là gì? A. Là quãng đờng mà mỗi phần tử của môi trờng đi đợc trong 1 giây. B. Là khoảng cách giữa hai phần tử của sóng dao động ngợc pha. C. Là khoảng cách giữa hai phần tử sóng gần nhau nhất dao động cùng pha. D. Là khoảng cách giữa hai vị trí xa nhau nhất của mỗi phần tử sóng. 3.3. Một sóng cơ có tần số 1000Hz truyền đi với tốc độ 330 m/s thì bớc sóng của nó có giá trị nào sau đây? A. 330 000 m. B. 0,3 m -1 . C. 0,33 m/s. D. 0,33 m. 3.4. Sóng ngang là sóng: A. lan truyền theo phơng nằm ngang. B. trong đó các phần tử sóng dao động theo phơng nằm ngang. C. trong đó các phần tử sóng dao động theo phơng vuông góc với phơng truyền sóng. D. trong đó các phần tử sóng dao động theo cùng một phơng với phơng truyền sóng. 3.5 Bớc sóng là: A. quãng đờng sóng truyền đi trong 1s; B. khoảng cách giữa hai bụng sóng sóng gần nhất. C. khoảng cách giữa hai điểm của sóng có li độ bằng không ở cùng một thời điểm. D. khoảng cách giữa hai điểm của sóng gần nhất có cùng pha dao động. 3.6. Phơng trình sóng có dạng nào trong các dạng dới đây: A. x = Asin(t + ); B. ) x -t(sinAu = ; C. ) x - T t (2sinAu = ; D. ) T t (sinAu += . 3.7. Một sóng cơ học có tần số f lan truyền trong môi trờng vật chất đàn hồi với tốc độ v, khi đó bớc sóng đợc tính theo công thức A. = v.f; B. = v/f; C. = 2v.f; D. = 2v/f 3.8. Phát biểu nào sau đây không đúng với sóng cơ học? A. Sóng cơ học có thể lan truyền đợc trong môi trờng chất rắn. B. Sóng cơ học có thể lan truyền đợc trong môi trờng chất lỏng. C. Sóng cơ học có thể lan truyền đợc trong môi trờng chất khí. D. Sóng cơ học có thể lan truyền đợc trong môi trờng chân không. 3.9. Phát biểu nào sau đây về sóng cơ học là không đúng? A. Sóng cơ học là quá trình lan truyền dao động cơ học trong một môi trờng liên tục. B. Sóng ngang là sóng có các phần tử dao động theo phơng ngang. C. Sóng dọc là sóng có các phần tử dao động theo phơng trùng với phơng truyền sóng. D. Bớc sóng là quãng đờng sóng truyền đi đợc trong một chu kỳ. 3.10. Phát biểu nào sau đây về đại lợng đặc trng của sóng cơ học là không đúng? A. Chu kỳ của sóng chính bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động. B. Tần số của sóng chính bằng tần số dao động của các phần tử dao động. C. Tốc độ của sóng chính bằng tốc độ dao động của các phần tử dao động. D. Bớc sóng là quãng đờng sóng truyền đi đợc trong một chu kỳ. 3.11. Sóng cơ học lan truyền trong môi trờng đàn hồi với tốc độ v không đổi, khi tăng tần số sóng lên 2 lần thì bớc sóng A. tăng 4 lần. B. tăng 2 lần. C. không đổi. D. giảm 2 lần. 3.12. Vận tốc truyền sóng phụ thuộc vào A. năng lợng sóng. B. tần số dao động. C. môi trờng truyền sóng. D. bớc sóng 3.13. Một ngời quan sát một chiếc phao trên mặt biển thấy nó nhô lên cao 10 lần trong 18s, khoảng cách giữa hai ngọn sóng kề nhau là 2m. Tốc độ truyền sóng trên mặt biển là A. v = 1m/s. B. v = 2m/s. C. v = 4m/s. D. v = 8m/s. 3.14. Một ngời quan sát một chiếc phao trên mặt hồ thấy nó nhô lên cao 10 lần trong 36s, khoảng cách giữa 3 đỉnh sóng lân cận là 24m. Tốc độ truyền sóng trên mặt hồ là A. v = 2,0m/s. B. v = 2,2m/s. C. v = 3,0m/s. D. v = 6,7m/s. Trang 3 3.15. Tại điểm M cách tâm sóng một khoảng x có phơng trình dao động cm x tu M ) 2 200sin(4 = . Tần số của sóng là A. f = 200Hz. B. f = 100Hz. C. f = 100s. D. f = 0,01s. 3.16. Cho một sóng ngang có phơng trình sóng là mm xt u ) 501,0 (2sin8 = , trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây. Chu kỳ của sóng là A. T = 0,1s. B. T = 50s. C. T = 8s. D. T = 1s. 3.17. Cho một sóng ngang có phơng trình sóng là mm xt u ) 501,0 (2sin8 = , trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây. Bớc sóng là A. = 0,1m. B. = 50cm. C. = 8mm. D. = 1m. 3.18. Cho một sóng ngang có phơng trình sóng là mm x tu ) 5 (2sin4 += , trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây. Tốc độ truyền sóng là A. v = 5m/s. B. v = - 5m/s. C. v = 5cm/s. D. v = - 5cm/s. 3.19. Một sóng truyền trên sợi dây đàn hồi rất dài với tần số 500Hz, ngời ta thấy khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất dao động cùng pha là 80cm. Tốc độ truyền sóng trên dây là A. v = 400cm/s. B. v = 16m/s. C. v = 6,25m/s. D. v = 400m/s. 3.20. Cho một sóng ngang có phơng trình sóng là mm xt u ) 21,0 (sin5 = ,trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây. Vị trí của phần tử sóng M cách gốc toạ độ 3m ở thời điểm t = 2s là A. u M =0mm. B. u M =5mm. C. u M =5cm. D. u M =2,5cm. 3.21. Một sóng cơ học lan truyền với vận tốc 320m/s, bớc sóng 3,2m. Chu kỳ của sóng đó là A. T = 0,01s. B. T = 0,1s. C. T = 50s. D. T = 100s. Chủ đề 2: Sự phản xạ sóng. Sóng dừng. 3.22. Ta quan sát thấy hiện tợng gì khi trên dây có sóng dừng? A. Tất cả phần tử dây đều đứng yên. B. Trên dây có những bụng sóng xen kẽ với nút sóng. C. Tất cả các điểm trên dây đều dao động với biên độ cực đại. D. Tất cả các điểm trên dây đều chuyển động với cùng tốc độ. 3.23. Sóng truyền trên một sợi dây hai đầu cố định có bớc sóng . Muốn có sóng dừng trên dây thì chiều dài L của dây phải thoả mãn điều kiện nào? A. L = . B. 2 =L . C. L = 2. D. L = 2 . 3.24. Khi có sóng dừng trên sợi dây đàn hồi thì: A. tất cả các điểm của dây đều dừng dao động. B. nguồn phát sóng dừng dao động. C. trên dây có những điểm dao động với biên độ cực đại xen kẽ với những điểm đứng yên. D. trên dây chỉ còn sóng phản xạ, còn sóng tới thì dừng lại. 3.25. Sóng dừng xảy ra trên dây đàn hồi cố dịnh khi: A. Chiều dài của dây bằng một phần t bớc sóng. B. Chiều dài bớc sóng gấp đôi chiều dài của dây. C. Chiều dài của dây bằng bớc sóng. D. Chiều dài bớc sóng bằng một số lẻ chiều dài của dây. 3.26. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Khi có sóng dừng trên dây đàn hồi thì tất cả các điểm trên dây đều dừng lại không dao động. B. Khi có 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. 3.27. Hiện tợng sóng dừng trên dây đàn hồi, khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp bằng bao nhiêu? Trang 4 A. bằng hai lần bớc sóng. B. bằng một bớc sóng. C. bằng một nửa bớc sóng. D. bằng một phần t bớc sóng. 3.28. Một dây đàn dài 40cm, căng ở hai đầu cố định, khi dây dao động với tần số 600Hz ta quan sát trên dây có sóng dừng với hai bụng sóng. Bớc sóng trên dây là A. = 13,3cm. B. = 20cm. C. = 40cm. D. = 80cm. 3.29. Một dây đàn dài 40cm, căng ở hai đầu cố định, khi dây dao động với tần số 600Hz ta quan sát trên dây có sóng dừng với hai bụng sóng. Tốc độ sóng trên dây là A. v = 79,8m/s. B. v = 120m/s. C. v = 240m/s. D. v = 480m/s. 3.30. Dây AB căng nằm ngang dài 2m, hai đầu A và B cố định, tạo một sóng dừng trên dây với tần số 50Hz, trên đoạn AB thấy có 5 nút sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là A. v = 100m/s. B. v = 50m/s. C. v = 25cm/s. D. v = 12,5cm/s. 3.31. Một ống sáo dài 80cm, hở hai đầu, tạo ra một sóng đứng trong ống sáo với âm là cực đại ở hai đầu ống, trong khoảng giữa ống sáo có hai nút sóng. Bớc sóng của âm là A. = 20cm. B. = 40cm. C. = 80cm. D. = 160cm. 3.32. Một sợi dây đàn hồi dài 60cm, đợc rung với tần số 50Hz, trên dây tạo thành một sóng dừng ổn định với 4 bụng sóng, hai đầu là hai nút sóng. Tốc độ sóng trên dây là A. v = 60cm/s. B. v = 75cm/s. C. v = 12m/s. D. v = 15m/s. Chủ đề 3: Giao thoa sóng 3.33. Điều kiện có giao thoa sóng là gì? A. Có hai sóng chuyển động ngợc chiều giao nhau. B. Có hai sóng cùng tần số và có độ lệch pha không đổi. C. Có hai sóng cùng bớc sóng giao nhau. D. Có hai sóng cùng biên độ, cùng tốc độ giao nhau. 3.34. Thế nào là 2 sóng kết hợp? A. Hai sóng chuyển động cùng chiều và cùng tốc độ. B. Hai sóng luôn đi kèm với nhau. C. Hai sóng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian. D. Hai sóng có cùng bớc sóng và có độ lệch pha biến thiên tuần hoàn. 3.35. Có hiện tợng gì xảy ra khi một sóng mặt nớc gặp một khe chắn hẹp có kích thớc nhỏ hơn bớc sóng? A. Sóng vẫn tiếp tục truyền thẳng qua khe. B. Sóng gặp khe phản xạ trở lại. C. Sóng truyền qua khe giống nh một tâm phát sóng mới. D. Sóng gặp khe rồi dừng lại. 3.36. Hiện tợng giao thoa xảy ra khi có: A. hai sóng chuyển động ngợc chiều nhau. B. hai dao động cùng chiều, cùng pha gặp nhau. C. hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng pha, cùng biên độ gặp nhau. D. hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động cùng pha, cùng pha gặp nhau. 3.37. Phát biểu nào sau đây là không đúng? Hiện tợng giao thoa sóng chỉ xảy ra khi hai sóng đợc tạo ra từ hai tâm sóng có các đặc điểm sau: A. cùng tần số, cùng pha. B. cùng tần số, ngợc pha. C. cùng tần số, lệch pha nhau một góc không đổi. D. cùng biên độ, cùng pha. 3.38. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Hiện tợng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng chuyển động ngợc chiều nhau. B. Hiện tợng giao thoa sóng xảy ra khi có hai dao động cùng chiều, cùng pha gặp nhau. C. Hiện tợng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng pha, cùng biên độ. D. Hiện tợng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động cùng tần số, cùng pha. 3.39. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Khi xảy ra hiện tợng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, tồn tại các điểm dao động với biên độ cực đại. B. Khi xảy ra hiện tợng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, tồn tại các điểm không dao động. Trang 5 C. Khi xảy ra hiện tợng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, các điểm không dao động tạo thành các vân cực tiểu. D. Khi xảy ra hiện tợng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, các điểm dao động mạnh tạo thành các đ- ờng thẳng cực đại. 3.40. Trong hiện tợng giao thoa sóng trên mặt nớc, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm trên đ- ờng nối hai tâm sóng bằng bao nhiêu? A. bằng hai lần bớc sóng. B. bằng một bớc sóng. C. bằng một nửa bớc sóng. D. bằng một phần t bớc sóng. 3.41. Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nớc, ngời ta dùng nguồn dao động có tần số 50Hz và đo đợc khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp nằm trên đờng nối hai tâm dao động là 2mm. Bớc sóng của sóng trên mặt nớc là bao nhiêu? A. = 1mm. B. = 2mm. C. = 4mm. D. = 8mm. 3.42. Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nớc, ngời ta dùng nguồn dao động có tần số 100Hz và đo đợc khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp nằm trên đờng nối hai tâm dao động là 4mm. Tốc độ sóng trên mặt nớc là bao nhiêu? A. v = 0,2m/s. B. v = 0,4m/s. C. v = 0,6m/s. D. v = 0,8m/s. 3.43. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 20Hz, tại một điểm M cách A và B lần lợt là 16cm và 20cm, sóng có biên độ cực đại, giữa M và đờng trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là bao nhiêu? A. v = 20cm/s. B. v = 26,7cm/s. C. v = 40cm/s. D. v = 53,4cm/s. 3.44. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 16Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d 1 = 30cm, d 2 = 25,5cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đờng trung trực có 2 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là bao nhiêu? A. v = 24m/s. B. v = 24cm/s. C. v = 36m/s. D. v = 36cm/s. 3.45. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 13Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d 1 = 19cm, d 2 = 21cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đờng trung trực không có dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là bao nhiêu? A. v = 26m/s. B. v = 26cm/s. C. v = 52m/s. D. v = 52cm/s. 3.46. Âm thoa điện mang một nhánh chĩa hai dao động với tần số 100Hz, chạm mặt nớc tại hai điểm S 1 , S 2 . Khoảng cách S 1 S 2 = 9,6cm. Tốc độ truyền sóng nớc là 1,2m/s.Có bao nhiêu gợn sóng trong khoảng giữa S 1 và S 2 ? A. 8 gợn sóng. B. 14 gợn sóng. C. 15 gợn sóng. D. 17 gợn sóng. Chủ đề 4: Sóng âm. 3.47. Cảm giác về âm phụ thuộc những yếu tố nào? A. Nguồn âm và môi trờng truyền âm. B. Nguồn âm và tai ngời nghe. C. Môi trờng truyền âm và tai ngời nghe. D. Tai ngời nghe và giây thần kinh thị giác. 3.48. Độ cao của âm phụ thuộc vào yếu tố nào của âm? A. Độ đàn hồi của nguồn âm. B. Biên độ dao động của nguồn âm. C. Tần số của nguồn âm. D. Đồ thị dao động của nguồn âm. 3.49. Tai con ngời có thể nghe đợc những âm có mức cờng độ âm trong khoảng nào? A. Từ 0 dB đến 1000 dB. B. Từ 10 dB đến 100 dB. C. Từ -10 dB đến 100dB. D. Từ 0 dB đến 130 dB. 3.50. Âm cơ bản và hoạ âm bậc 2 do cùng một dây đàn phát ra có mối liên hệ với nhau nh thế nào? A. Hoạ âm có cờng độ lớn hơn cờng độ âm cơ bản. B. Tần số hoạ âm bậc 2 lớn gấp đôi tần số âm cơ bản. C. Tần số âm cơ bản lớn gấp đôi tần số hoạ âm bậc 2. D. Tốc độ âm cơ bản lớn gấp đôi tốc độ hoạ âm bậc 2. 3.51. Trong các nhạc cụ, hộp đàn có tác dụng gì? A. Làm tăng độ cao và độ to của âm; B. Giữ cho âm phát ra có tần số ổn định. C. Vừa khuyếch đại âm, vừa tạo ra âm sắc riêng của âm do đàn phát ra. D. Tránh đợc tạp âm và tiếng ồn, làm cho tiếng đàn trong trẻo. 3.52 Tốc độ truyền âm trong không khí là 340m/s, khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phơng truyền sóng dao động ngợc pha nhau là 0,85m. Tần số của âm là Trang 6 A. f = 85Hz. B. f = 170Hz. C. f = 200Hz. D. f = 255Hz. 3.53. Một sóng cơ học có tần số f = 1000Hz lan truyền trong không khí. Sóng đó đợc gọi là A. sóng siêu âm. B. sóng âm. C. sóng hạ âm. D. cha đủ điều kiện để kết luận. 3.54. Sóng cơ học lan truyền trong không khí với cờng độ đủ lớn, tai ta có thể cảm thụ đợc sóng cơ học nào sau đây? A. Sóng cơ học có tần số 10Hz. B. Sóng cơ học có tần số 30kHz. C. Sóng cơ học có chu kỳ 2,0s. D. Sóng cơ học có chu kỳ 2,0ms. 3.55. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Sóng âm là sóng cơ học có tần số nằm trong khoảng từ 16Hz đến 20kHz. B. Sóng hạ âm là sóng cơ học có tần số nhỏ hơn 16Hz. C. Sóng siêu âm là sóng cơ học có tần số lớn hơn 20kHz. D. Sóng âm thanh bao gồm cả sóng âm, hạ âm và siêu âm. 3.56. Tốc độ âm trong môi trờng nào sau đây là lớn nhất? A. Môi trờng không khí loãng. B. Môi trờng không khí. C. Môi trờng nớc nguyên chất. D. Môi trờng chất rắn. 3.57. Một sóng âm 450Hz lan truyền với tốc độ 360m/s trong không khí. Độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau 1m trên một phơng truyền sóng là A. = 0,5(rad). B. = 1,5(rad). C. = 2,5(rad). D. = 3,5(rad). 3.58. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Nhạc âm là do nhiều nhạc cụ phát ra. B. Tạp âm là các âm có tần số không xác định. C. Độ cao của âm là một đặc tính của âm. D. Âm sắc là một đặc tính của âm. 3.59. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Âm có cờng độ lớn thì tai ta có cảm giác âm đó to. B. Âm có cờng độ nhỏ thì tai ta có cảm giác âm đó bé. C. Âm có tần số lớn thì tai ta có cảm giác âm đó to. D. Âm to hay nhỏ phụ thuộc vào mức cờng độ âm và tần số âm. 3.60. Nhận xét nào sau đây là không đúng? Một nguồn âm phát ra một âm có tần số không đổi, tần số âm mà máy thu, thu đợc: A. tăng lên khi nguồn âm chuyển động lại gần máy thu. B. giảm đi khi nguồn âm chuyển động ra xa máy thu. C. tăng lên khi máy thu chuyển động lại gần nguồn âm. D. không thay đổi khi máy thu và nguồn âm cùng chuyển động hớng lại gần nhau. 3.61. Một ống trụ có chiều dài 1m. ở một đầu ống có một píttông để có thể điều chỉnh chiều dài cột khí trong ống. Đặt một âm thoa dao động với tần số 660Hz ở gần đầu hở của ống. Tốc độ âm trong không khí là 330m/s. Để có cộng hởng âm trong ống ta phải điều chỉnh ống đến độ dài A. l = 0,75m. B. l = 0,50m. C. l = 25,0cm. D. l = 12,5cm. Chủ đề 5: Hiệu ứng Đôple 3.62. Hiệu ứng Đốple gây ra hiện tợng gì? A. Thay đổi cờng độ âm khi nguồn âm chuyển động so với ngời nghe. B. Thay đổi độ cao của âm khi nguồn âm của so với ngời nghe. C. Thay đổi âm sắc của âm khi ngời nghe chuyển động lại gần nguồn âm. D. Thay đổi cả độ cao và cờng độ âm khi nguồn âm chuyển động. 3.63. trong trờng hợp nào dới đây thì âm do máy thu ghi nhận đợc có tần số lớn hơn tần số của âm do nguồn phát ra? A. Nguồn âm chuyển động ra xa máy thu đứng yên. B. Máy thu chuyển động ra xa nguồn âm đứng yên. C. Máy thu chuyển động lại gần nguồn âm đứng yên. D. Máy thu chuyển động cùng chiều, cùng tốc độ với nguồn âm. 3.64. Nhận xét nào sau đây là không đúng? A. Một nguồn âm phát ra một âm có tần số không đổi, tần số âm mà máy thu thu đợc tăng lên khi nguồn âm chuyển động lại gần máy thu. Trang 7 B. Một nguồn âm phát ra một âm có tần số không đổi, tần số âm mà máy thu thu đợc giảm đi khi nguồn âm chuyển động ra xa máy thu. C. Một nguồn âm phát ra một âm có tần số không đổi, tần số âm mà máy thu thu đợc tăng lên khi máy thu chuyển động lại gần nguồn âm. D. Một nguồn âm phát ra một âm có tần số không đổi, tần số âm mà máy thu, thu đợc không thay đổi khi máy thu và nguồn âm cùng chuyển động hớng lại gần nhau. 3.65. Khi nguồn phát âm chuyển động lại gần ngời nghe đang đứng yên thì ngời này sẽ nghe thấy một âm: A. có bớc sóng dài hơn so với khi nguồn âm đứng yên. B. có cờng độ âm lớn hơn so với khi nguồn âm đứng yên. C. có tần số nhỏ hơn tần số của nguồn âm. D. có tần số lớn hơn tần số của nguồn âm. 3.66. Tiếng còi có tần số 1000Hz phát ra từ một ôtô đang chuyển động tiến lại gần bạn với tốc độ 10m/s, tốc độ âm trong không khí là 330m/s. Khi đó bạn nghe đợc âm có tần số là A. f = 969,69Hz. B. f = 970,59Hz. C. f = 1030,30Hz. D. f = 1031,25Hz. 3.67. Tiếng còi có tần số 1000Hz phát ra từ một ôtô đang chuyển động tiến ra xa bạn với tốc độ 10m/s, tốc độ âm trong không khí là 330m/s. Khi đó bạn nghe đợc âm có tần số là A. f = 969,69Hz. B. f = 970,59Hz. C. f = 1030,30Hz. D. f = 1031,25Hz. * Các câu hỏi và bài tập tổng hợp kiến thức 3.68. Một sóng cơ học lan truyền trên sợi dây đàn hồi, trong khoảng thời gian 6s sóng truyền đợc 6m. Tốc độ truyền sóng trên dây là bao nhiêu? A. v = 1m. B. v = 6m. C. v = 100cm/s. D. v = 200cm/s. 3.69. Một sóng ngang lan truyền trên một dây đàn hồi rất dài, đầu 0 của sợi dây dao động theo phơng trình u = 3,6sin(t)cm, vận tốc sóng bằng 1m/s. Phơng trình dao động của một điểm M trên dây cách 0 một đoạn 2m là A. u M = 3,6sin(t)cm. B. u M = 3,6sin(t - 2)cm. C. u M = 3,6sin(t - 2)cm. D. u M = 3,6sin(t + 2)cm. 3.70. Đầu 0 của một sợi dây đàn hồi nằm ngang dao động điều hoà theo phơng thẳng đứng với biên độ 3cm với tần số 2Hz. Sau 2s sóng truyền đợc 2m. Chọn gốc thời gian là lúc điểm 0 đi qua VTCB theo chiều dơng. Li độ của điểm M cách 0 một khoảng 2m tại thời điểm 2s là A. x M = 0cm. B. x M = 3cm. C. x M = - 3cm. D. x M = 1,5 cm. 3.71. Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn sóng kết hợp S 1 và S 2 dao động với tần số 15Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là 30cm/s. Với điểm M có những khoảng d 1 , d 2 nào dới đây sẽ dao động với biên độ cực đại? A. d 1 = 25cm và d 2 = 20cm. B. d 1 = 25cm và d 2 = 21cm. C. d 1 = 25cm và d 2 = 22cm. D. d 1 = 20cm và d 2 = 25cm. 3.72. Dùng một âm thoa có tần số rung f = 100Hz để tạo ra tại 2 điểm O 1 và O 2 trên mặt nớc hai nguồn sóng cùng biên độ, cùng pha. Biết O 1 O 2 = 3cm. Một hệ gợn lồi xuất hiện gồm một gợn thẳng và 14 gợn hypebol mỗi bên. Khoảng cách giữa hai gợn ngoài cùng đo dọc theo O 1 O 2 là 2,8cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là bao nhiêu? A. v = 0,1m/s. B. v = 0,2m/s. C. v = 0,4m/s. D. v = 0,8m/s. 3.73. Tại một điểm A nằm cách nguồn âm N (nguồn điểm) một khoảng NA = 1m, có mức chuyển động âm là L A = 90dB. Biết ngỡng nghe của âm đó là I 0 = 0,1nW/m 2 . Cờng độ của âm đó tại A là A. I A = 0,1nW/m 2 . B. I A = 0,1mW/m 2 . C. I A = 0,1W/m 2 . D. I A = 0,1GW/m 2 . 3.74. Tại một điểm A nằm cách nguồn âm N (nguồn điểm) một khoảng NA = 1m, có mức chuyển động âm là L A = 90dB. Biết ngỡng nghe của âm đó là I 0 = 0,1nW/m 2 . Mức cờng độ của âm đó tại điểm B cách N một khoảng NB = 10m là A. L B = 7B. B. L B = 7dB. C. L B = 80dB. D. L B = 90dB. 3.75. Một sợi dây đàn hồi AB đợc căng theo phơng ngang, đầu A cố định, đầu B đợc rung nhờ một dụng cụ để tạo thành sóng dừng trên dây. Tần số rung là 100Hz và khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là l = 1m. Tốc độ truyền sóng trên dây là: A. 100cm/s; B. 50cm/s; C. 75cm/s; D. 150cm/s. Trang 8 Đáp án chơng 3 3.1 Chọn B. 3.2 Chọn C. 3.3 Chọn D. 3.4 Chọn C. 3.5 Chọn C. 3.6 Chọn B. 3.7 Chọn D. 3.8 Chọn B. 3.9 Chọn B. 3.10 Chọn C. 3.11 Chọn D. 3.12 Chọn C. 3.13 Chọn A. 3.14 Chọn C. 3.15 Chọn B. 3.16 Chọn A. 3.17 Chọn B. 3.18 Chọn C. 3.19 Chọn D. 3.20 Chọn A. 3.21 Chọn A. 3.22 Chọn B. 3.23 Chọn B. 3.24 Chọn C. 3.25 Chọn B. 3.26 Chọn C. 3.27 Chọn C. 3.28 Chọn C. 3.29 Chọn C. 3.30 Chọn B. 3.31 Chọn C. 3.32 Chọn D. 3.33 Chọn B. 3.32 Chọn C. 3.35 Chọn C. 3.36 Chọn D. 3.37 Chọn D. 3.38 Chọn D. 3.39 Chọn D. 3.40 Chọn C. 3.41 Chọn C. 3.42 Chọn D. 3.43 Chọn A. 3.44 Chọn B. 3.45 Chọn B. 3.46 Chọn C. 3.47 Chọn B. 3.48 Chọn C. 3.49 Chọn D. 3.50 Chọn B. 3.51 Chọn C. 3.52 Chọn C. 3.53 Chọn B. 3.54 Chọn D. 3.55 Chọn D. 3.56 Chọn D. 3.57 Chọn C. 3.58 Chọn A. 3.59 Chọn D. 3.60. Chọn D. 3.61 Chọn D. 3.62 Chọn B. 3.63 Chọn C. 3.64 Chọn D. 3.65 Chọn D. 3.66 Chọn C. 3.67 Chọn B. 3.68 Chọn C. 3.69 Chọn C. 3.70 Chọn A. 3.71 Chọn B. 3.72 Chọn B. 3.73 Chọn C. 3.74 Chọn A. 3.75 Chọn B. H ớng dẫn giải và trả lời ch ơng 3 3.1. Chọn B. Hớng dẫn: Dựa vào định nghĩa sóng cơ. 3.2. Chọn C. Hớng dẫn: Dựa vào định nghĩa bớc sóng. 3.3. Chọn D. Hớng dẫn: Dùng công thức = v.T = v/f. 3.4. Chọn C. Hớng dẫn: Theo định nghĩa sóng ngang. 3.5. Chọn D. Hớng dẫn: Theo định nghĩa bớc sóng. 3.6. Chọn C. Hớng dẫn: Theo phơng trình sóng. 3.7. Chọn B. Hớng dẫn: Theo định nghĩa: Bớc sóng là quãng đờng sóng truyền đợc trong một chu kỳ nên công thức tính bớc sóng là = v.T = v/f với v là vận tốc sóng, T là chu kỳ sóng, f là tần số sóng. 3.8. Chọn D. Hớng dẫn: Sóng cơ học chỉ lan truyền đợc trong môi trờng vật chất đàn hồi. Đó là các môi trờng rắn, lỏng, khí. 3.9. Chọn B. Hớng dẫn: Sóng ngang là sóng có các phần tử dao động theo phơng vuông góc với phơng truyền sóng. 3.10. Chọn C. Hớng dẫn: Vận tốc sóng là vận tốc truyền pha dao động. Vận tốc sóng phụ thuộc vào bản chất của môi trờng đàn hồi, đỗi với một môi trờng đàn hồi nhất định thì vận tốc sóng là không đổi. Vận tốc dao động của các phần tử là đạo hàm bậc nhất của li độ dao động của phần tử theo thời gian. Vận tốc sóng và vận tốc dao động của các phần tử là khác nhau. 3.11. Chọn D. Hớng dẫn: Vận dụng công thức tính bớc sóng = v.T = v/f, khi tăng tần số lên 2 lần thì bớc sóng giảm đi 2 lần. 3.12. Chọn C. Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 3.8. 3.13. Chọn A. Trang 9 Hớng dẫn: Phao nhô lên cao 10 lần trong thời gian 18s, tức là trong 18s phao thực hiện 9 lần dao động, chu kỳ sóng là T = 2s. Khoảng cách giữa hai ngọn sóng kề nhau là 2m, suy ra bớc sóng = 2m. Vận tốc truyền sóng trên mặt nớc là v = /T = 1m/s. 3.14. Chọn C. Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 3.10. 3.15. Chọn B. Hớng dẫn: Từ phơng trình sóng cm x tu M ) 2 200sin(4 = , ta suy ra tần số góc = 200(rad/s) tần số sóng f = 100Hz. 3.16. Chọn A. Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 3.12, chu kỳ dao động T = 1/f. 3.17. Chọn B. Hớng dẫn: So sánh phơng trình sóng ) x T t (2sinAu = với phơng trình mm xt u ) 501,0 (2sin8 = ta thấy = 50cm. 3.18. Chọn C. Hớng dẫn: So sánh phơng trình sóng ) x T t (2sinAu = với phơng trình mm) 5 x t(2sin4mm) 5 x t(2sin4u = += ta suy ra bớc sóng = 5cm, chu kỳ sóng là T = 1s vận tốc sóng là v = 5cm/s. 3.19. Chọn D. Hớng dẫn: Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất dao động cùng pha là 1 bớc sóng = 80cm, tần số sóng là f = 500Hz vận tốc sóng là v = 400m/s. 3.20. Chọn A. Hớng dẫn: Thay x = 3m, t = 2s vào phơng trình sóng mm xt u ) 21,0 (sin5 = ta đợc u M = 0mm. 3.21. Chọn A. Hớng dẫn: áp dụng công thức tính bớc sóng = v.T 3.22. Chọn B. Hớng dẫn: Dựa vào định nghĩa sóng dừng. 3.23. Chọn B. Hớng dẫn: Dựa vào điều kiện có sóng dừng trên sợi dây) hai đầu la 2 nút. 3.24. Chọn C. Hớng dẫn: Theo định nghĩa và tính chất sóng dừng. 3.25. Chọn B. Hớng dẫn: Điều kiện có sóng dừng trên dây 2 đầu cố định. 3.26. Chọn C. Hớng dẫn: Khi có sóng dừng trên dây thì trên dây tồn tại các bụng sóng (điểm dao động mạnh) và nút sóng (các điểm không dao động) xen kẽ nhau. 3.27. Chọn C. Hớng dẫn: Hiện tợng sóng dừng trên dây đàn hồi, khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp bằng một nửa bớc sóng. 3.28. Chọn C. Hớng dẫn: Sóng dừng trên dây có hai đầu cố định thì chiều dài dây phải bằng nguyên lần nửa bớc sóng. Trên dây có hai bụng sóng, hai dầu là hai nút sóng nh vậy trên dây có hai khoảng /2, suy ra bớc sóng = 40cm. 3.29. Chọn C. Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 3.27 và áp dụng công thức v = f. 3.30. Chọn B. Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 3.27 và làm tơng tự câu 3.28. 3.31. Chọn C. Hớng dẫn: Trong ống sáo có hai nút sóng và hai đầu là hai bụng sóng, nh vậy trong ống sáo có hai khoảng /2, suy ra bớc sóng = 80cm. 3.32. Chọn D. Trang 10 [...]... dụng công thức tính tần số khi nguồn âm tiến lại gần máy thu: f = = v v fs trong đó s f là tần số máy thu thu đợc, v là vận tốc âm, vs là vận tốc tơng đối giữa máy thu và nguồn phát, fs là tần số âm mà nguồn phát ra 3.67 Chọn B v v Hớng dẫn: áp dụng công thức tính tần số khi nguồn âm tiến ra xa máy thu: f = = v + v fs trong đó f s là tần số máy thu thu đợc, v là vận tốc âm, vs là vận tốc tơng đối... 100cm/s 3.69 Chọn C Hớng dẫn: Vận dụng phơng trình sóng uM = 3,6sin(t x/v)cm, thay v =1m/s x = 2m ta đợc phơng trình uM = 3,6sin(t - 2)cm 3.70 Chọn A Hớng dẫn: Viết phơng trình dao động của điểm 0 là u = 3sin(4t)cm, suy ra phơng trình dao động tại M là uM = 3sin4(t x/v)cm Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 2.14 Trang 12 3.71 Chọn B Hớng dẫn: Tính bớc sóng theo công thức = v/f = 2cm/s Tìm hiệu số d2 d1 =... D Hớng dẫn: Theo hiệu ứng ĐốpLe khi nguồn âm và máy thu chuyển động tơng đối so với nhau thì tần số máy thu thu đợc phụ thuộc vào vận tốc tơng đối giữa chúng 3.61 Chọn D Hớng dẫn: Để có cộng hởng âm trong ống thì độ dài ống phải thoả mãn điều kiện lẻ lần một phần t bớc sóng Hiệu ứng Đôple 3.62 Chọn B Hớng dẫn: Dựa vào khái hiệu ứng Đôple 3.63 Chọn C Hớng dẫn: Chuyển động lại gần nhau thì tần số tăng... cùng tần số, cùng pha hoặc lệch pha một góc không đổi 3.38 Chọn D Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 3.37 3.39 Chọn D Hớng dẫn: Khi xảy ra hiện tợng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, các điểm dao động mạnh tạo thành một đờng thẳng cực đại, còn các đờng cực đại khác là các đờng hypebol 3.40 Chọn C Hớng dẫn: Lấy hai điểm M và N nằm trên đờng nối hai tâm sóng A, B; M nằm trên cực đại thứ k, N... cờng độ từ 0 đến 130 dB 3.50 Chọn B Hớng dẫn: Âm cơ bản có tần số f, hoạ âm có tần số 2f, 3f 3.51 Chọn C Hớng dẫn: Tính chất hộp cộng hởng âm 3.52 Chọn C Trang 11 Hớng dẫn: Khoảng cách giữa hai điểm dao động ngợc pha gần nhau nhất trên một phơng truyền sóng là một nửa bớc sóng = 1,7m Sau đó áp dụng công thức tính bớc sóng = v.T = v/f 3.53 Chọn B Hớng dẫn: Sóng âm là sóng cơ học có tần số từ 16Hz . ngang. B. trong đó các phần tử sóng dao động theo phơng nằm ngang. C. trong đó các phần tử sóng dao động theo phơng vuông góc với phơng truyền sóng. D. trong đó các phần tử sóng dao động theo. học. I - Hệ thống kiến thức trong chơng 1) Sóng cơ học là những dao động cơ học lan truyền trong môi trờng liên tục. Trong khi sóng truyền đi, mỗi phần tử của sóng dao động tại chỗ xung quanh. chính bằng tần số dao động của các phần tử dao động. C. Tốc độ của sóng chính bằng tốc độ dao động của các phần tử dao động. D. Bớc sóng là quãng đờng sóng truyền đi đợc trong một chu kỳ. 3.11.