Đang tải... (xem toàn văn)
Gv: Traàn Quoác Nghóa1
BÀI TẬP TỰ LUẬN
1. Một sóng có tốc độ lan truyền 240 m/s và có bước sóng 3,2 m Hỏi: a Tần số của sóng là bao nhiêu ?
b Chu kì của sóng là bao nhiêu ?
ĐS : a f = 75 Hz; b T 0,13 s
2. Trên mặt hồ yên lặng, một người dập dình một con thuyền tạo ra sóng trên mặt nước Người này nhận thấy rằng thuyền thực hiện được 12 dao động trong 20 s, mỗi dao động tạo ra một ngọn sóng cao 15 cm so với mặt hồ yên lặng Người này còn nhận thấy rằng ngọn sóng đã tới bờ cách thuyền 12 m sau 6 s Với sóng trên mặt nước, hãy xác định :
a Chu kì, tốc độ lan truyền của sóng b Bước sóng và biên độ sóng.
ĐS : T = 1,7 s; v = 2 m/s; 3,3 m; A = 15 cm.
3. Một sóng ngang truyền trên một dây rất dài có phương trình sóng là u 6cos(4 t 0,02 ) x trong đó u, x tính bằng cm, t tính bằng s Hãy
xác định :
a Biên độ sóng, bước sóng.
b Tần số và tốc độ lan truyền của sóng.
c Độ dời của diểm có tọa độ x = 25 cm lúc t = 4 s.
ĐS : A = 6 cm; = 100 cm; v = 200 cm/s; u = 0.
4. Một sóng có tần số 500 Hz và có tốc độ lan truyền 350 m/s Hỏi hai điểm gần nhau nhất trên sóng phải cách nhau một khoảng bao nhiêu để độ lệch pha giữa chúng bằng
3
5. Hai sóng dạng hình si có cùng bước sóng và cùng biên độ truyền ngược chiều nhau trên một sợi dây với tốc độ 10 cm/s tạo ra một sóng dừng Biết khoảng thời gian giữa hai thời điểm gần nhất mà dây duỗi thẳng là 0,5 s Tính bước sóng.
ĐS : = 10 cm
6. Với máy dò dùng siêu âm, chỉ có thể phát hiện được các vật có kích thước cỡ bước sóng của siêu âm Siêu âm trong một máy dò có tần số 5MHz Với máy dò này, có thể phát hiện được những vật có kích thước cỡ bao nhiêu milimet, trong hai trường hợp:
a Vật ở trong không khí b Vật ở trong nước.
Cho biết tốc độ âm thanh trong không khí và trong nước lần lượt là : 340 m/s và 1 500 m/s.
Trang 2Vật lí 12 – Sóng cơ2
ĐS : a lớn hơn 0,07 mm; b lớn hơn 0,3 mm
7. Một âm thoa, ở đầu có gắn một mũi nhọn, mũi nhọn này tiếp xúc nhẹ với mặt chất lỏng Gõ nhẹ cho âm thoa rung động, thì thấy khoảng cách từ một gơn sóng đến gợn thứ 10 ở xa mũi nhọn hơn là 2 cm Tần số của âm thoa là 100 Hz Tính tốc độ truyền sóng.
ĐS : 20 cm/s
8. Một sóng hình sin có tần số 110 Hz truyền trong không khí theo một phương với tốc độ 340 m/s Tính khoảng cách nhỏ nhất giữa hai điểm có dao động cùng pha, có dao động ngược pha.
ĐS : 3,1m ; 1,5m
9. Một điểm A trên mặt nước dao động với phương trình
u 2cos(20 t) cm Sau khoảng thời gian 0,60 s kể từ khi A bắt đầu dao động, điểm B trên mặt nước cách A 36 cm cũng bắt đầu dao động a Viết phương trình dao động của điểm B.
b Xét C cách A 18 cm Trên đoạn AC có bao nhiêu điểm dao động cùng pha với A và bao nhiêu điểm dao động ngược pha với A ?
ĐS: a uB 2cos( 20 t ) cm, t 0,6s
b 3 điểm dao động cùng pha:6cm, 12cm, 18cm 3 điểm dao động ngược pha: 3cm, 9cm, 15cm
10 Xét một sóng truyền trên mặt nước làm cho điểm A dao động với
phương trình : uA 3cos(40 t / 6) cm.
a Biết rằng một điểm M dao động cùng pha với A mà gần A nhất thì cách A là 0,20 m Tính tốc độ truyền sóng.
b Viết phương trình dao động của một điểm N cách A một khoảng 50 cm theo chiều truyền sóng Tính vận tốc của N tại các thời điểm t = 0, t = 2s.
ĐS: a 4 m/s ; b uN 3cos( 40 t 5 / 6 ) cm, t 0,125s
t = 0, v = 0 ; t = 2s, v = 30 cm/s
11 Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước Hai nguồn kết
hợp A, B dao động với tần số f = 16 Hz Tại một điểm M cách A, B các khoảng d1 = 30,0 cm, d2 = 25,5 cm, sóng có biên độ dao động cực đại Giữa M và đường trung trực của AB có hai dãy các vân cực đại khác Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nước.
ĐS: 24 cm/s
12 Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước Hai nguồn kết
hợp S1 và S2 cách nhau 8,0 cm, phương trình dao động của hai nguồn là:
u 2cos(40 t) cm Biết rằng sao thời gian 2/15 s kể từ khi S1 và S2 bắt đầu dao động, trung điểm I của đoạn S1S2 cũng bắt đầu dao động.
Trang 3Gv: Traàn Quoác Nghóa3
a Tính vận tốc truyền sóng Có bao nhiêu điểm đứng yên trên đoạn S1S2
b Viết phương trình dao động của một điểm M cách S1, S2 lần lượt là 16 cm và 10 cm.
ĐS: a 30 cm/s; 10 điểm; b uM 4 cos( 40 t 4 / 3 ) cm
13 Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước Hai nguồn kết hợp S1
và S2 cách nhau 18 cm, dao động với phương trình u A cos(100 t) , tốc độ độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 0,8 m/s
a Giữa S1 và S2 có bao nhiêu gợn sóng hình hypebol , tại đó chất lỏng dao động mạnh nhất ?
b Viết biểu thức của dao động tại điểm M cách đều S1, S2 một khoảng 8cm, và tại M trên đường trung trực của S1S2 và cách đường S1S2
14 Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước Hai nguồn kết
hợp S1 và S2 cách nhau 12 cm, dao động cùng pha với biên độ A và tần số f = 20 Hz Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là v = 1,2 m/s Hỏi giữa S1 và S2 có bao nhiêu gợn sóng hình hypebol ?
ĐS: 4 gợn sóng.
15 Một dây đàn hồi AB được căng theo phương ngang, đầu A cố định, đầu
B được rung nhờ một dụng cụ để tạo thành sóng dừng trên dây a Hãy giải thích sự tạo thành sóng dừng trên dây.
b Biết tần số rung là 100 Hz và khoảng cách giữa 5 nút sóng là ℓ = 1 m Tính tốc độ truyền sóng trên dây ?
ĐS : 50 m/s
16 Kho có hai sóng truyền ngược chiều nhau trên một sợi dây, dây dao động
theo phương trình : u 0,5cos d cos(40 t) a Tính biên độ của mỗi sóng và tốc độ truyền sóng trên dây b Khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp bằng bao nhiêu ?
ĐS : a A = 0,25 cm, 120 cm/s ; b 3 cm.
17 Một âm có cường độ 10 W/m2 sẽ gây ra nhức tai Giả sử một nguồn âm kích thước nhỏ S đặt cách tai một khoảng d = 1 m.
a Để âm do nguồn phát ra làm nhức tai thì công suất P của nguồn phải là bao nhiêu ?
b Giả sử nguồn có công suất đó Hỏi mức cường độ âm do nguồn gây ra tại một điểm ở cách xa 1 km là bao nhiêu ?
ĐS : a P =125,6 W; b L = 70 dB.
Trang 4Vật lí 12 – Sóng cơ4
18 Một sóng âm có dạng hình cầu được phát ra từ nguồn có công suất 1 W.
Giả sử rằng năng lượng phát ra được bảo toàn Tính cường độ âm tại một
a Tính mức cường độ âm do loa đó tạo ra tại một điểm ở cách máy 4 m b Để ở tại điểm ấy, mức cường độ âm chỉ còn 70 dB, phải giảm nhỏ
công suất của loa bao nhiêu lần ?
ĐS : a L 97 dB; b 500 lần.
20 Một nguồn phát sóng âm với công suất 80 W.
a Tính cường độ âm tại vị trí cách nguồn một khoảng 3 cm b Xác định vị trí tại đó mức cường độ âm đo được là 40 dB.
ĐS : a I = 0,707 W/m2; b r = 2,25.104 m
21 Bạn đang đứng trước nguồn âm một khoảng D Nguồn này phát ra các
sóng âm đều theo mọi phương Bạn đi 50 m lại gần nguồn thì thấy rằng cường độ âm tăng gấp đôi Tính D ?
ĐS : D 170 m
22 Một máy xay trong một phân xưởng phát ra âm có cường độ 10–5W/m2
a Tính cường độ âm của máy này và tính mức cường độ âm mới nếu có thêm một máy thứ hai giống máy trước được đặt thêm vào xưởng cạnh máy thứ nhất.
b Một số máy mới được đặt thêm vào xưởng các máy đặt cạnh nhau Mức cường độ âm bây giờ là 77 dB Tính số máy.
ĐS : a 70 dB, 70,3 dB; b 5 máy.
23 Một xe hơi chuyển động thẳng với tốc độ 30 m/s, hụ còi với tần số
300Hz Tính bước sóng của sóng âm thu được ở phía trước và phía sau xe.
ĐS : trước = 1,03 m , sau =1,23 m.
24 Một xe hơi chuyển động về một tòa nhà với tốc độ 30 m/s, hụ còi với tần
số 300Hz Hỏi người lái xe nghe tiếng còi dội lại với tần số bao nhiêu ?
ĐS : 358 Hz.
25 Một cảnh sát đứng ở bên đường phát một hồi còi có tần số 800 Hz về
phía một ôtô vừa đi qua trước mặt Máy thu của người cảnh sát nhân được âm phản xạ có tần số 650 Hz Hỏi tốc đọ ôtô bằng bao nhiêu ?
ĐS : vS 35 m/s