Bài 29: Một nguồn điểm O phát sóng âm có công suất không đổi trong một môi trường truyền âm đẳng hướng và không hấp thụ âm.. Gọi aM, aN là biên độ dao động của các phần tử vật chất tại M[r]
Trang 1PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ QUAN HỆ CƯỜNG ĐỘ ÂM, MỨC CƯỜNG ĐỘ ÂM Ở
NHIỀU ĐIỂM MÔN VẬT LÝ 12 NĂM 2021-2022
1 PHƯƠNG PHÁP CHUNG
Trên một đường thắng có bốn điểm theo đúng thứ tự là O, A, M và B Nếu AM = nMB hay
r r n r r n 1 r nr r Nếu nguồn âm điểm đặt tại O, xuất phát từ công thức
0 0 2
0
4 I
4 r
Thay này vào công thức n 1 r M nr B r A sẽ được: 0,5L M 0,5L B 0,5L A
n 1 10 n.10 10
Nếu M là trung điểm của AB thì n = 1 nên 0,5L M 0,5L B 0,5L A
2.10 10 10
B
r
M
r
2 VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Ba điểm O, A, B cùng nằm trên một nửa đường thẳng xuất phát từ O Tại O đặt một nguồn điểm
phát sóng âm đẳng hướng ra không gian, môi trường không hấp thụ âm Mức cường độ âm tại A là 60 dB,
tại B là 10 dB Mức cường độ âm tại trung điểm M của đoạn AB là
Hướng dẫn
Vì M là trung điểm của AB nên 2rM rA rB (1)
0 2
0
W
4 r
0,5L
10
Do đó trong (1) ta thay r bởi 0,5L 0,5L M 0,5L A 0,5L B
10 : 2.10 10 10
M
0,5L 3 0,5
M
2.10 10 10 L 1, 6 B
Kinh nghiệm giải nhanh:
Nếu có hệ thức xrM yrB zrA ta thay r bởi 0,5L
10 sẽ được: 0,5L M 0,5L B 0,5L A
x.10 y.10 z.10
Ví dụ 2: Tại O đặt một nguồn điểm phát sóng âm đắng hướng ra không gian, môi trường không hấp thụ
âm Ba điểm A, M, B theo đúng thứ tự, cùng nằm trên một đường thẳng đi qua O sao cho AM = 3MB Mức cường độ âm tại A là 4 B, tại B là 3 B Mức cường độ âm tại M là
Trang 2Hướng dẫn
Từ hệ thức AM = 3MB suy ra r M r A 3 r B r M 4r M 3r B r A
Thay r bởi 0,5L 0,5L M 0,5L B 0,5L A 0,5L M 0,5.3 0,5.4
10 4.10 3.10 10 4.10 3.10 10
M
L 3,16 B
Chọn C
Chú ý: Nếu điểm O nằm giữa A và B và M là trung điểm
của AB thì 2rM rA rB
(nếu rA > rB hay LA < LB) hoặc 2rM rB rA
(nếu rA rB hay LA LB)
A
B M
O
A
r
B
r
M
r
Ví dụ 3: Ba điểm A, O, B theo thứ tự cùng nằm trên một đường thẳng xuất phát từ O (A và B ở về 2 phía
của O) Tại O đặt một nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng ra không gian, môi trường không hấp thu âm
Mức cường độ âm tại A là 40dB, tại B là 16dB Mức cường độ âm tại trung điểm M của đoạn AB là:
A 27,0 dB B 25,0 dB C 21,5 dB D 22,6 dB
Hướng dẫn
Vì LA > LB tức là rA < rB nên 2rM = rB − rA 0,5L M 0,5L B 0,5L A
2.10 10 10
M
0,5L 0,5.1,6 0,5.4
M
Ví dụ 4: Một nguồn âm đẳng hướng phát ra từ O Gọi M và N là hai điểm nằm trên cùng một phương
truyền và ở cùng một phía so với O Mức cường độ âm tại M là 40 dB, tại N là 20 dB Tính mức cường độ
âm tại điểm N khi đặt nguồn âm tại M Coi môi trường không hấp thụ âm
Hướng dẫn
0
4 I
4 r
0,5L 0,5L 0,5L 0,5.2 0,5.4 0,5L
ON OM MN
r r r 10 10 10 10 10 10
M
L 2, 09B
Chọn C
Ví dụ 5: Trong môi trường đẳng hướng và không hấp thụ âm, có 3 điểm thẳng hàng theo đúng thứ tự A;
B; C với AB = 100 m, AC = 250 m Khi đặt tại A một nguồn điểm phát âm công suất P thì mức cường độ
âm tại B là 100 dB Bỏ nguồn âm tại A, đặt tại B một nguồn điểm phát âm công suất 3P thì mức cường độ
âm tại A và C là
A.103 dB và 99.5 dB
B 105dB và 101 dB
Trang 3C 103 dB và 96,5 dB
D 100dB và 99,5dB
Hướng dẫn
0 2
P
4 r
* Khi đặt nguồn âm P tại A: 10
0 2
P
I 10 1
4 100
* Khi đặt nguồn âm 3P tại B:
A
C
L 0 2
L 0 2
3P
I 10
4 100
2 3P
I 10
4 150
Từ (1) và (2)
A
C
L 10
A
L 10
C 2
3 10 L 10,5 B 3
10 L 10,1 B 1,5
Chọn B
Ví dụ 6: Cho 4 điểm O, M, N và P nằm trong một môi trường truyền âm Trong đó, M và N nằm trên nửa
đường thẳng đi qua O, tam giác MNP là tam giác đều Tại O đặt nguồn âm điểm có công suất không đổi, phát âm đẳng hướng ra môi trường Coi môi trường không hấp thụ âm Biết mức cường độ âm tại M và N
lần lượt là 60 dB và 40 dB Mức cường độ âm tại P là
B 38,8 dB
C 41,1 dB
D 35,8dB
Hướng dẫn
0
60
P
O
2 2
0 2
0
4 I
4 r
Trang 4 N
P
Ví dụ 7: Tại một điểm trên trục Ox có một nguồn âm điềm
phát âm đẳng hướng ra môi trường Hình vẽ bên là đồ thị
biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ âm I tại những điểm
trên trục Ox theo tọa độ x Cường độ âm chuẩn là I0 = 10−12
W/m2 Tọa độ của vị trí đặt nguồn âm là
C 4m D −4 m
x(cm)
2
I W / m
9
2, 5.10
Hướng dẫn
I
r
x
2
x 0 L
0
x 2
I
Chọn A
Ví dụ 8: Tại một điểm trên trục Ox có một nguồn
âm điểm phát âm đẳng hướng ra môi trường Hình
vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường
độ âm I tại những điểm trên trục Ox theo tọa độ x
Cường độ âm chuẩn là I0 = 10−12 W/m2 Công suất
của nguồn âm là
x(cm)
2
I W / m
9
2, 5.10
Hướng dẫn
I
r
x
2
x 0
x 2 L
0
2
I
I 10
P
Chọn B
Câu 9: Tại một điểm trên trục Ox có một nguồn âm điểm phát âm đẳng hướng ra môi trường Hình vẽ bên
là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ âm I tại những điểm trên trục Ox theo tọa độ x Cường độ
âm chuẩn là I0 = 10−12W/m2 M là điểm trên trục Ox có tọa độ x = 4m Mức cường độ âm tại M có giá trị
gần nhất với giá trị nào sau đây?
Trang 5Hướng dẫn
2
x 0
x 2
0
8
12 L 2
4 10
Chọn B
3 LUYỆN TẬP
Bài 1: Nhà vật lí người Pháp Bi−Ô dùng búa gõ vào đầu vào một thanh gang dài 951,25 m Người thứ hai
ở đầu kia áp tai vào thanh gang và nghe được âm của tiếng gõ hai lần (một lần qua không khỉ, một lần qua thanh gang) Khoảng thời gian giữa hai lần nghe được là 2,5 s Biết tốc độ truyền âm trong không khí lần lượt là 340 (m/s) Tốc độ truyền âm trong gang là
Bài 2: Một người dùng búa gõ nhẹ vào đường sắt và cách đó 1056 m, người thứ hai áp tai vào đường dắt
thì nghe thấy tiếng gõ sớm hơn 3s so với tiếng gõ nghe trong không khí Tốc độ âm trong không khí là
330m/s Tốc độ âm trong sắt là:
Bài 3: Nếu khoảng thời gian từ khi nhìn thấy tiếng sét đến khi nghe thấy tiếng sấm là 1 phút thì khoảng
cách từ nơi sét đánh đến người quan sát là bao nhiêu? Tốc độ truyền âm trong không khí là 340 (m/s)
Bài 4: Một người đứng áp tai vào đường ray Người thứ 2 đứng cách đó một khoảng x gõ mạnh búa vào
đường ray Người thứ nhất nghe thấy 2 tiếng búa cách nhau một khoảng thời gian là 14/3 s Biết tốc độ truyền âm trong không khí là 340 m/s Tốc độ truyền âm trong thép gấp 15 lần trong không khí Tính x
Bài 5: Một nam châm điện dùng dòng điện xoay chiều có chu kì 0,1 (s) Nam châm tác dụng lên một lá
thép mỏng làm cho lá thép dao động điều hòa và tạo ra sóng âm sóng âm do nó phát ra truyền trong không khí là:
Bài 6: Người ta gõ vào thanh thép và nghe thấy âm phát ra, quan sát thấy hai điểm gần nhau nhất trên
phương truyền sóng dao động ngược pha cách nhau 4 m Tốc độ truyền âm là 5000 m/s Tần số âm phát ra
là
Trang 6A 625 Hz B 725 Hz C 645 Hz D 425 Hz
Bài 7: Sóng âm truyền trong thép với tốc độ 5000 m/s Hai điểm trong thép dao động lệch pha nhau π/2
mà ở gần nhau nhất thì cách nhau đoạn 1,54 m Tần số của âm là
Bài 8: Micro được dịch chuyên tới vị trí mới cách loa 5 m So sánh với âm thu được tại vị tri 10 m, âm tại
vị trí mới khác âm cũ về
Bài 9: Một người lấy búa gõ mạnh vào một đầu của một ống kim loại bằng thép có chiều dài L Người
khác ở đầu kia của ống nghe thấy hai âm do sóng truyền dọc theo ống và sóng truyền qua không khí cách nhau một khoảng thời gian là 1 giây Biết vận tốc truyền âm trong kim loại và trong không khí lần lượt là
vkl = 5900 m/s và vkk = 340 m/s Chiều dài L là
Bài 10: Hai nhân viên đường sắt đúng cách nhau 1100 m, một người lấy búa gõ mạnh vào đường ray, người
kia áp tai vào đường ray thì nghe được hai âm, một âm truyền trong thép đến trước và sau đó 3 s thì có âm khác truyền từ không khí đến Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340,0m/s, vận tốc truyền âm trong thép là
Bài 11: Tốc độ âm trong không khí là 320 m/s Tai người không thể phân biệt được hai âm giống nhau nếu
chúng tới tai chênh nhau về thời gian một lượng nhỏ hơn hoặc bằng 0,1 s Một người đứng cách vách đá một khoảng L, bắn một phát súng chỉ nghe thấy một tiếng thì
Bài 12: Một người thả một viên đá từ miệng giếng đến đáy giếng cạn và 3 s sau nghe thấy tiếng động do
viên đá chạm đáy giếng Cho biết tốc độ âm trong không là 340 m/s, lấy g = 10 m/s2 Độ sâu của giếng là
Bài 13: Tại một nơi bên bờ vực sâu, một người thả rơi một viên đá xuống vực, sau thời gian 2 s thì người
đó nghe thấy tiếng viên đá va vào đáy vực Coi chuyển động rơi của viên đá là rơi tự do, lấy g = 10m/s2; tốc độ âm trong không khí là 340m/s Độ sâu của đáy vực là
Cường độ âm tại điểm đó sẽ bằng bao nhiêu nếu tại đó biên độ âm bằng 0,8 mm?
Cường độ âm tại điểm đó sẽ bằng bao nhiêu nếu tại đó biên độ âm bằng 0,36 mm?
Trang 7Bài 16: Khi một nguồn âm phát ra với tần số f và cường độ âm chuân là 10 12 (W/m2) thì mức cường độ
âm tại một điểm M cách nguồn một khoảng r là 40 dB Giữ nguyên công suất phát nhưng thay đổi f của nó
để cường độ âm chuẩn là 10−11 (W/m2) thì cũng tại M, mức cường độ âm là
Bài 17: Mức cường độ âm được tính bằng công thức
A L(B) = lg(I/I0) B L(B) = 10.lg(I/I0) C L(dB) = lg(I/I0) D L(B) = 10.1g(I0/I)
độ âm chuẩn là I0 = 10−12 (W/m2)
Bài 20: Một mức cường độ âm nào đó được tăng thêm 30 dB Hỏi cường độ của âm tăng lên gấp bao nhiêu
lần?
Bài 21: Cường độ âm tăng 100 lần thỉ mức cường độ âm tăng bao nhiêu dB?
Bài 22: Hãy tính tỉ số cường độ âm của tiếng la thét có mức cường độ âm 80 dB với cường độ của tiếng
nói thầm với mức cường độ âm 20 dB
A.100000 B 1000000 C 10000000 D 100000000
Bài 23: Trong thí nghiệm dùng các nguồn âm giống nhau Tại N đặt 4 nguồn phát sóng âm đến M thì tại
M ta đo được mức cường độ âm là 30 dB Nếu tại M đo được mức cường độ âm là 40 dB thì tại N ta phải
đặt tổng số nguồn âm giống nhau là
Bài 24: Tại N có một nguồn âm nhỏ phát sóng âm để M thì tại M ta đo được mức cường độ âm là 30 dB
Nếu tại M đo được mức cường độ âm là 40 dB thỉ tại N ta phải đặt tổng số nguồn âm giống nhau là
Bài 25: Tại N có một nguồn âm nhỏ phát sóng âm đến M thì tại M ta đo được mức cường độ âm là 30dB
Nếu tại M đo được mức cường độ âm là 50dB thì tại N ta phải đặt tổng số nguồn âm giống nhau là:
Bài 26: Tại một điểm nghe được đồng thời hai âm cùng tần số: âm 1 truyền tới có mức cường độ 75 dB và
âm 2 truyền tới có mức cường độ 65 dB Mức cường độ âm toàn phần tại điểm đó là
Trang 8Bài 27: 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 Cường độ âm tại một điểm cách nguồn 1,0 m là
Bài 28: Bạn đang đứng trước nguồn âm một khoảng d Nguồn này phát ra các sóng âm đều theo mọi
phương Bạn đi 50,0 m lại gần nguồn thì thấy rằng cường độ âm tăng lên gấp đôi Tính khoảng cách d
A 42 m B 299 m C 171 m D 10000 m
Bài 29: Một nguồn điểm O phát sóng âm có công suất không đổi trong một môi trường truyền âm đẳng
hướng và không hấp thụ âm Hai điểm A, B cách nguồn âm lần lượt là r1 và r2 Biết cường độ âm tại A gấp
9 lần cường độ âm tại B Tỉ số r2/r1 bằng
Bài 30: Một nguồn âm điểm phát sóng âm vào trong không khí tới hai điểm M, N cách nguồn âm lần lượt
là 10 m và 20 m Gọi aM, aN là biên độ dao động của các phần tử vật chất tại M và N Coi môi trường là hoàn toàn không hấp thụ âm Giả sử nguồn âm và môi trường đều đẳng hướng Chọn phương án đúng
A aM = 2aN B aM = aN 2 C aM = 4aN D aM = aN
Bài 31: Một dàn loa có công suất 10 W đang hoạt động hết công suất, phát âm thanh đẳng hướng Cho
cường độ âm chuẩn 10−12 (W/m2) Bỏ qua sự hấp thụ và phản xạ âm thanh của môi trường Mức cường độ
âm tại điểm cách loa 2,0 m là
Bài 32: Công suất âm thanh cực đại của một máy nghe nhạc gia đình là 10 W Cho rằng, cứ truyền đi trên
khoảng cách 1 m thì năng lượng âm giảm 5% so với lần đầu do sự hấp thụ của môi trường truyền âm Cho biết cường độ âm chuẩn 10−12 (W/m2) Nếu mở to hết cỡ thì mức cường độ âm ở khoảng cách 6 m là
Bài 33: Một nguồn âm được coi như một nguồn điểm, phát một công suất âm thanh 1 W Cường độ âm
chuẩn 10−12 (W/m2) Môi trường coi như không hấp thụ và phản xạ âm thanh Mức cường độ âm tại một điểm cách nguồn 10 m là
Bài 34: Tại một điểm A nằm cách xa nguồn âm O (coi như nguồn điểm) một khoảng 1,5 m, mức cường độ
âm là 90 dB Cho biết cường độ âm chuẩn 10−12 (W/m2) Giả sử nguồn âm và môi trường đều đẳng hướng Tính công suất phát âm của nguồn O
A, 12,4 mW B 12,5 mW C 28,3 mW D 12,7 mW
Bài 35: Tại một điểm M nằm cách xa nguồn âm O (coi như nguồn điểm) một khoảng x, mức cường độ âm
là 50 dB Tại điểm N nằm trên tia OM và xa nguồn âm hơn so với M một khoảng 40 m có mức cường độ
âm là 36,02 dB Cho biết cường độ âm chuấn 10−12 (W/m2) Giả sử nguồn âm và môi trường đều đẳng hướng Tính công suất phát âm của nguồn O
Trang 9A 1,256 mW B 0,2513 mW C 2,513 mW D 0,1256 mW
Bài 36: Nguồn điểm O phát sóng âm đẳng hướng ra không gian Ba điểm O, A, B nằm trên một phương
truyền sóng (A, B cùng phía so với O, AB = 70 m) Điểm M là một điểm thuộc AB cách O một khoảng 60
m có mức cường độ âm 90 dB Năng lượng của sóng âm giới hạn bởi 2 mặt cầu tâm O đi qua A và B, biết
vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s, môi trường không hấp thụ âm và cường độ âm chuẩn 10−12 (W/m2)
Bài 37: Nguồn điểm S phát sóng âm đắng hướng ra không gian 3 điểm S, A, B nằm trên 1 phương truyền
sóng (A, B cùng phía so với S, AB = 61,2 m) Điểm M là trung điểm của AB cách S một khoảng 50 m có cường độ âm 1 W/m2 Năng lượng của sóng âm giới hạn bời 2 mặt cầu tâm S đi qua A và B, biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s và môi trường không hấp thụ âm Lấy π = 3,14
Bài 38: Nguồn điểm S phát sóng âm đẳng hướng ra không gian 3 điểm S, A, B nằm trên 1 phương truyền
sóng (A, B cùng phía so với S, AB = 61,2 m) Điểm M là trung điểm của AB cách S một khoảng 50 m có cường độ âm 0,2 W/m2 Năng lượng của sóng âm giới hạn bởi 2 mặt cầu tâm S đi qua A và B, biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s và môi trường không hấp thụ âm
Bài 39: Mức cường độ âm tại điểm A ở trước một cái loa một khoảng 1 m là 70 dB Các sóng âm do loa
đó phát ra phân bố đều theo mọi hướng Cho biết cường dộ âm chuẩn 10−12 (W/m2) Coi môi trường là hoàn
toàn không hấp thụ âm Hãy tính cường độ âm do loa đó phát ra tại điểm B năm cách 5 m trước loa Bỏ
qua sự hấp thụ âm của không khí và sự phản xạ âm
Bài 40: Tại một điểm A nằm cách xa nguồn âm O (coi như nguồn điểm) một khoảng 1 m, mức cường độ
âm là 90 dB Cho biết cường độ âm chuẩn 10−12 (W/m2) Coi môi trường là hoàn toàn không hấp thụ âm Già sử nguồn âm và môi trường đều đẳng hướng Tính cường độ tại B cách O một khoảng 10 m
Bài 41: Khi khoảng cách đến nguồn âm tăng lên 100 lần thì mức cường độ âm giảm đi một nửa Mức
cường độ âm tại vị trí trước khi tăng khoảng cách là
Bài 42: Nguồn âm S phát ra một âm có công suất P không đổi, truyền đẳng hướng về mọi phương Tại
điểm A cách S một đoạn lm, mức cường độ âm là 70 dB Điểm B cách nguồn 10 m có mức cường độ âm
là:
Bài 43: Một nguồn âm điểm N phát âm đều theo mọi hướng Tại điểm A cách N 10 m có mức cường độ
âm L0 (dB) thì tại điểm B cách N 20 m mức cường độ âm là
Trang 10A L0 − 4(dB)° B 0,25L0 (dB) C 0,5L0 (dB) D L0 −6 (dB)
Bài 44: Mức cường độ âm tại điểm A ở trước một cái loa một khoảng 1 m là 70 dB Các sóng âm do loa
đó phát ra phân bố đều theo mọi hướng Hãy tính mức cường độ âm do loa đó phát ra tại điểm B nằm cách
5 m trước loa Bỏ qua sự hấp thụ âm của không khí và sự phản xạ âm
Bài 45: Tại một nơi cách một nguồn âm điểm đẳng hướng là 20m có mức cường độ âm là 30dB Bỏ qua
sự tắt dần của âm Mức cường độ âm tại điểm cách nguồn 10m là:
Bài 46: Một dàn loa phát âm thanh đẳng hướng Mức cường độ âm đo được tại các điểm cách loa một
khoảng a và 2a lần lượt là 50 dB và L Giá trị của L là
Bài 47: Mức cường độ âm do nguồn S gây ra tại điểm M là L, khi cho S tiến lại gần M một đoạn 62 m thì
mức cường độ âm tăng thêm 0,7 B Khoảng cách từ S đến M là
Bài 48: Tại điểm O có một nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng ra không gian công suất không đổi, môi
trường không hấp thụ âm Mức cường độ âm tại điểm A các O một khoảng 50 m là 60 dB để mức cường
độ âm giảm xuống còn 40 dB thì cân phải dịch chuyển điểm A ra xa O thêm một khoảng
Bài 49: Tốc độ truyền âm
A phụ thuộc vào cường độ âm
B phụ thuộc vào độ to của âm
C không phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường
D phụ thuộc vào tính đàn hồi và khối lượng riêng của môi trường
Bài 50: Lượng năng lượng sóng âm truyền trong 1 đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc
với phương truyền là
ĐÁP ÁN PHẦN LUYỆN TẬP
