Luyện thi ĐGNL – ĐHQG hà nội 2022 – TT thầy hoa văn

Luyện thi ĐGNL – ĐHQG Hà Nội 2022 – TT Thầy Hoa Văn Luyện thi ĐGNL – ĐHQG Hà Nội 2022 – TT Thầy Hoa Văn 1 Chủ đề I ĐẠI CƯƠNG SÓNG CƠ 1 Định nghĩa Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trườ[.]

Chủ đề I- ĐẠI CƯƠNG SÓNG CƠ

1 Định nghĩa:

Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường vật chất (rắn, lỏng, khí)

Sóng cơ không truyền được trong chân không

2 Phân loại

a Sóng ngang: là sóng có phương dao động của các phần

tử vuông góc với phương truyền sóng

• Sóng ngang truyền được trên bề mặt chất

lỏng và trong chất rắn

b Sóng dọc là sóng có phương dao động của các phần tử

vật chất trùng với phương truyền sóng

• Sóng dọc truyền được trong các chất rắn, lỏng, khí

3 Các đặc trưng của sóng

a Biên độ sóng (A): là biên độ dao động của 1 phần tử môi trường có sóng truyền qua

b Chu kì sóng (T): là chu kì dao động của 1 phần tử môi trường có sóng truyền qua

Tần số sóng: f 1

T

= = tần số của nguồn tạo dao động

c Tốc độ sóng (V= v sóng ): là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường

(*) Chú ý:

• Tốc độ sóng chỉ phụ thuộc vào môi trường (mật độ phần tử, lực liên kết, nhiệt độ, )

• Trong một môi trường xác định thì V= const

• Vrắn > Vlỏng > Vkhí > Vchân không = 0

d Bước sóng (): là quãng đường mà sóng truyền đi được

trong 1 chu kì

=> Công thức: V.T V

f

MỘT SỐ BÀI TẬP MINH HỌA

▪ Các đặc trưng về sóng cơ:

Câu 1: Một người ngồi ở bờ biển trông thấy có 10 ngọn sóng qua mặt trong 36 giây, khoảng cách giữa hai ngọn

sóng là 10 m Tần số sóng biển và vận tốc truyền sóng biển lần lượt là

A 0,25 Hz; 2,5 m/s B 4 Hz; 25 m/s

C 25 Hz; 2,5 m/s D 4 Hz; 25 cm/s ………

………

………

………

………

Câu 2 (ĐH Khối A, 2010): Tại một điểm trên mặt chất lỏng có một nguồn dao động với tần số 120 Hz, tạo ra sóng ổn định trên mặt chất lỏng Xét 5 gợn lồi liên tiếp trên một phương truyền sóng, ở về một phía so với nguồn, gợn thứ nhất cách gợn thứ năm 0,5 m Tốc độ truyền sóng là A 30 m/s B 15 m/s C 12 m/s D 25 m/s ………

………

………

………

▪ Dạng bài tập về phương trình sóng: Tổng quát: Nếu phương trình sóng tại nguồn O là u0 =a cos(ωt+φ) thì phương trình sóng tại M là M x u a cos 2πf t v   =      Dấu (–) nếu sóng truyền từ O tới M, dấu (+) nếu sóng truyền ngược lại từ M tới O Lưu ý: Đơn vị của , x, x 1 , x 2 ,  và v phải tương ứng với nhau Câu 3: Trên một phương truyền sóng có hai điểm M và N cách nhau 80 cm Sóng truyền theo chiều từ M đến N với bước sóng là 1,6 m Coi biên độ của sóng không đổi trong quá trình truyền sóng Biết phương trình sóng tại N là uN = 0,08 cosπ 2(t − 4) (m) thì phương trình sóng tại M là: A uM = 0,08cosπ 2(t + 4) m B uM = 0,08cos π 2(t + 1 2) m C uM = 0,08cosπ 2(t − 1) m D uM = 0,08cos π 2 (t − 2) m ………

………

Câu 4: Hai điểm M và N nằm trên trục Ox và ở cùng một phía so với O Một sóng cơ hình sin truyền trên trục

Ox theo chiều từ M đến N với bước sóng λ Biết MN = 𝜆

12 và phương trình dao động của phần tử tại M là uM = 5cos10πt (cm) (tính bằng s) Tốc độ của phần tử tại N ở thời điểm t = 1

3 s là

A 25π√3 cm/s B 50π√3 cm/s C 25π cm/s D 50π cm/s

………

………

………

………

▪ Độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng o Độ lệch pha giữa hai điểm cách nguồn một khoảng x1 , x 2 ( có khi người ta dùng d 1 ,d 2 ) 1 2 1 2 x x x x φ ω 2π v λ − −  = = o Nếu 2 điểm đó nằm trên một phương truyền sóng và cách nhau một khoảng d thì: φ ω 2π v λ d d  = = ➢ Vậy 2 điểm M và N trên phương truyền sóng sẽ: ▪ dao động cùng pha khi:

Δφ = k2π => d = k

▪ dao động ngược pha khi: Δφ = π + k2π => d = (2k + 1) 2 ▪ dao động vuông pha khi: Δφ = (2k + 1)π 2 => d = (2k + 1)  4 , với k = 0, 1, 2

• Lưu ý: Đơn vị của d, x1, x2,  và v phải tương ứng với nhau Câu 5: Một nguồn O phát sóng cơ dao động theo phương trình u = 2cos(20πt + 3  ) mm, t tính bằng s Sóng truyền theo đường thẳng Ox với tốc độ 1 m/s Trên một phương truyền sóng, trong khoảng từ O đến M (cách O một khoảng 42,5 cm) có bao nhiêu điểm mà các phần tử ở đó và các phần tử ở nguồn dao động lệch pha nhau 6  A 4 B 5 C 8 D 9 ………

………

………

Câu 6: Một dây đàn hồi dài có đầu A dao động theo phương vuông góc với sợi dây Tốc độ truyền sóng trên dây là 4m/s Xét một điểm M trên dây và cách A một đoạn 40 cm, người ta thấy M luôn luôn dao động lệch pha so với A một góc (2k 1) 2   = + với k là số nguyên Tính tần số, biết tần số f có giá trị trong khoảng từ 8 Hz đến 13 Hz A 12,5 Hz B 10 Hz C 12 Hz D 8,5 Hz ………

………

………

d1

d

d2

M

Chủ đề II- GIAO THOA SÓNG

1 Khảo sát hiện tượng giao thoa

Khi hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động điều hòa trên mặt nước gặp nhau:

Xảy ra hiện tượng giao thoa

2 Điều kiện giao thoa

Để có được các vân giao thoa ổn định trên mặt nước thì hai sóng phải là hai nguồn kết hợp, thỏa mãn:

▪ Cùng phương

▪ Cùng tần số

▪ Có hiệu số pha không đổi theo thời gian

Điều kiện Hai nguồn S 1 , S 2 cùng pha Hai nguồn S 1 , S 2 ngược pha

Hình ảnh

M là điểm cực đại giao thoa (d2−d1)= k (d2−d1)=(k+0,5).

M là điểm cực tiểu giao thoa (d2−d1)=(k+0,5). (d2−d1)= k

MỘT SỐ BÀI TẬP MINH HỌA Câu 1: Để khảo sát giao thoa sóng cơ, người ta bố trí trên mặt nước nằm ngang hai nguồn kết hợp S1 và S2 Hai nguồn này dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, cùng pha Xem biên độ sóng không thay đổi trong quá trình truyền sóng Các điểm thuộc mặt nước và nằm trên đường trung trực của đoạn S1S2 sẽ

B dao động với biên độ bằng nửa biên độ cực đại

C dao động với biên độ cực tiểu

D không dao động

Câu 2: (QG 2017) Giao thoa ở mặt nước với hai nguồn sóng kết hợp đặt tại A và B dao động điều hòa cùng pha

theo phương thẳng đứng Sóng truyền ở mặt nước có bước sóng  Cực tiểu giao thoa nằm tại những điểm có

hiệu đường đi của hai sóng từ hai nguồn tới đó bằng

A 2k với k =0, 1, 2,   B (2k +1) với k =0, 1, 2,  

C k với k =0, 1, 2,   D (k+ 0,5) với k =0, 1, 2,  

Câu 3 Hai nguồn sóng kết hợp là hai nguồn dao động cùng phương, cùng

A biên độ nhưng khác tần số

B pha ban đầu nhưng khác tần số

C tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian

D biên độ và có hiệu số pha thay đổi theo thời gian

Câu 4: Chọn phát biểu trả lời đúng?

A Giao thoa sóng nước là hiện tượng xảy ra khi hai sóng có cùng tần số gặp nhau trên mặt thoáng

B Nơi nào có sóng thì nơi ấy có hiện tượng giao thoa

C Hai sóng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian là hai sóng kết hợp

D Hai nguồn dao động có cùng phương, cùng tần số là hai nguồn kết hợp

Câu 5: Trong hiện tượng giao thoa sóng của hai nguồn kết hợp đồng pha Gọi d d1, 2 lần lượt là khoảng cách từ hai nguồn sóng đến điểm thuộc vùng giao thoa Những điểm trong môi trường truyền sóng là cực đại giao thoa khi hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn tới là

A d2 –d1 =

2

k

với k =0, 1, 2,  

B d2 – d1 = (2k + 1)

2



với k =0, 1, 2,  

C d2 – d1 = kλ với k =0, 1, 2,  

D d2 –d1 = (2k + 1)

4



với k =0, 1, 2,  

Câu 6 Ở mặt nước có hai nguồn dao động cùng pha theo phương thẳng đứng, tạo ra hai sóng kết hợp có bước

sóng λ Tại những điểm có cực đại giao thoa thì hiệu khoảng cách từ điểm đó tới hai nguồn bằng

2

k

với k =0, 1, 2,  

C (k + 1

2) 2



2



với k =0, 1, 2,  

Câu 7: Ở mặt nước có hai nguồn sóng dao động theo phương vuông góc với mặt nước, có cùng phương trình u

= Acosωt Trong miền gặp nhau của hai sóng, những điểm mà ở đó các phần tử nước dao động với biên độ cực

đại sẽ có hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn đến đó bằng

A một số lẻ lần nửa bước sóng B một số nguyên lần bước sóng

C một số nguyên lần nửa bước sóng D một số lẻ lần bước sóng

Câu 8: Khoảng cách ngắn nhất từ trung điểm O của AB (A và B là các nguồn kết hợp cùng pha) đến một điểm

dao động với biên độ cực đại trên đoạn AB là

Câu 9: Khoảng cách ngắn nhất từ trung điêm 0 của AB (A và B là các nguồn kết hợp cùng pha) đến một điêm

dao động với biên độ cực tiêu trên đoạn AB là

Câu 10: Nếu giao thoa xảy ra với hai nguồn kết hợp cùng biên độ cùng pha thì những điểm tăng cường lẫn nhau

có biên độ tăng

A gấp ba lần B gấp hai lần C gấp bốn lần D gấp năm lần

Câu 11 Để khảo sát giao thoa sóng cơ, người ta bố trí trên mặt nước nằm ngang hai nguồn kết hợp S1 và S2 Hai

nguồn này dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, cùng pha Xem biên độ sóng không thay đổi trong quá

trình truyền sóng Các điểm thuộc mặt nước và nằm trên đường trung trực của đoạn S1S2 sẽ

A dao động với biên độ cực đại

B dao động với biên độ cực tiểu

C không dao động

D dao động với biên độ bằng nửa biên độ cực đại

Câu 12 Tại hai điểm A và B trên mặt nước nằm ngang có hai nguồn sóng cơ kết hợp, dao động theo phương

thẳng đứng Có sự giao thoa của hai sóng này trên mặt nước Tại trung điểm của đoạn AB, phần tử nước dao

động với biên độ cực đại Hai nguồn sóng đó dao động

Câu 13: Trong giao thoa sóng của hai nguồn kết hợp có bước sóng  Trên đoạn có chiều dài thuộc đường

thẳng nối hai nguồn có N cực đại liên tiếp Ta luôn có

2

Câu 14 Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn cùng pha S1 và S2 Gọi O là trung điểm

của S1S2 Xét trên đoạn S1S2: tính từ trung trực của S1S2 (không kể O) thì M là cực đại thứ 5, N là cực tiểu thứ 5

Nhận định nào sau đây là đúng?

Chủ đề III- SÓNG DỪNG

1 Phản xạ sóng

Khi sóng truyền đi nếu gặp vật cản thì nó sẽ bị phản xạ

Sóng phản xạ luôn cùng tần số và tốc độ truyền sóng với sóng tới

• Vật cản cố định:

⇒ Sóng phản xạ và sóng tới luôn ngược pha tải điểm phản xạ

• Vật cản tự do:

⇒ Sóng phản xạ luôn cùng pha với sóng tới tại điểm phản xạ

2 Hình dạng sóng dừng Điều kiện để có sóng dừng Số nút, số bụng

TH1: Sợi dây 2 đầu cố định

• Số bó sóng: k

• Số nút sóng: k + 1

• Số bụng sóng: k

TH2: Sợi dây 1 đầu cố định, 1 đầu tự do

• Số bó sóng: k

• Số nút sóng: k + 1

• Số bụng sóng: k + 1

Ứng dụng: Đo tốc độ truyền sóng

MỘT SỐ BÀI TẬP MINH HỌA Bài 1: Dây AB dài 90 cm có đầu A cố định, đầu B tự do Trên dây có sóng dừng với tần số là 10 Hz và 8 nút

sóng

a) Tính khoảng cách từ A đến nút thứ 7

………

………

b) Nếu B cố định và tốc độ truyền sóng không đổi mà muốn có sóng dừng trên dây thì phải thay đổi tần số f một lượng nhỏ nhất bằng bao nhiêu?

………

………

Bài 2: Một sợi dây CD dài 1 m, đầu C cố định, đầu D gắn với cần rung với tần sồ thay đổi được D được coi là

nút sóng Ban đầu trên dây có sóng dừng Khi tần số tăng thêm 20 Hz thì số nút trên dây tăng thêm 7 nút Sau khoảng thời gian bằng bao nhiêu sóng phản xạ từ C truyền hết một lần chiều dài sợi dây

A 0,175 s B 0,07 s C 1,2 s D 0,5 s

………

………

………

Bài 3 (ĐH-2011): Một sợi dây đàn hồi căng ngang, hai đầu cố định Trên dây có sóng dừng, tốc độ truyền sóng

không đổi Khi tần số sóng trên dây là 42 Hz thì trên dây có 4 điểm bụng Nếu trên dây có 6 điểm bụng thì tần số sóng trên dây là

A 252 Hz B 126 Hz C 28 Hz D 63 Hz

………

………

………

Bài 4 Trong thí nghiệm về sóng dừng trên dây dàn hồi dài 1,2 m với hai đầu cố định, người ta quan sát thấy 2

đầu dây cố định còn có 2 điểm khác trên dây không dao động biết thời gian liên tiếp giữa 2 lần sợi dây duỗi thẳng

là 0,05 s bề rộng bụng sóng là 4 cm Giá trị vmax của bụng sóng là

A 40π cm/s B 80π cm/s C 24π m/s D 8π cm/s

………

………

Bài 5 Một sợi dây đàn hồi, đầu A gắn với nguồn dao động và đầu B tự do Khi dây rung với tần số f = 12 Hz thì

trên dây xuất hiện sóng dừng ổn định có 8 điểm nút trên dây với A là nút và B là bụng Nếu đầu B được giữ cố định và tốc độ truyền sóng trên dây không đổi thì phải thay đổi tần số rung của dây một lượng nhỏ nhất bằng bao nhiêu để trên dây tiếp tục xảy ra hiện tượng sóng dừng ổn định?

………

………

………

Chủ đề IV- SÓNG ÂM

1 Định nghĩa âm:

▪ Sóng âm là tất cả những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng hoặc rắn (bất kể chúng

có gây ra được cảm giác âm hay không)

2 Đặc điểm: Sóng âm khi truyền trong chất lỏng và chất khí là sóng dọc nhưng khi truyền trong chất

rắn thì có thể sóng dọc hoặc sóng ngang

▪ Tần số của sóng âm: là tần số dao động của nguồn âm

3 Phân loại sóng âm:

▪ Sóng hạ âm: có tần số nhỏ hơn 16 Hz

• Tai người không nghe được

• Nguồn phát: con sứa, voi, chim bồ câu,

▪ Âm thanh: Tai người có thể nghe được âm có tần số từ 16 Hz đến 20kHz

▪ Siêu âm: có tần số lớn hơn 20 kHz

• Tai người không nghe được

• Nguồn phát: con dơi, con dế, chó, cá heo,

4 Sự truyền âm

▪ Môi trường truyền âm:

o Âm truyền được qua hầu hết các chất: khí, lỏng, rắn

o Âm không truyền được qua chân không

▪ Tốc độ truyền âm: phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của các phần tử môi trường

và nhiệt độ V khí < V lỏng < V rắn (ở cùng một nhiệt độ)

5 Các đặc trưng vật lí của âm

o Tần số âm: là một trong những đặc trưng vật lí quan trọng nhất của âm

o Cường độ âm và mức cường độ âm

▪ Năng lượng âm: Sóng âm lan đến đâu thì sẽ làm cho phần tử môi trường ở đó dao động Sóng âm mang năng lượng Năng lượng âm tỉ lệ với bình phương biên độ sóng âm

▪ Cường độ âm (I) tại một điểm là năng lượng được sóng âm truyền tải qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm trong một đơn vị thời gian

I

• E năng lượng nguồn âm/sóng âm (J)

• R, S lần lượt là bán kính và tiết diện của hình cầu ứng đi qua điểm M cần khảo sát [R (m); S (m2)]

• t là thời gian truyền âm (s)

• P công suất của nguồn (W)

• I là cường độ âm (W/m2)

▪ Mức cường độ âm (L): là đại lượng để so sánh cường độ âm tại một điểm với cường

độ âm chuẩn

▪ Công thức tính:

0

I

L lg I

=

0

I = 10− W / m là cường độ âm chuẩn (còn được coi là ngưỡng nghe

ứng với tần số 1000Hz)

• L là mức cường độ âm (Ben = B)

• Thường sử dụng đơn vị của L là dB, với 10 dB = 1 B

6 Đồ thị dao động âm

▪ Muốn cho dễ khảo sát bằng thực nghiệm, người ta chuyển dao động

âm thành dao động điện

▪ Mắc hai đầu dây của micrô với chốt tín hiệu vào của dao động kí điện

tử

▪ Sóng âm đập vào màng micrô làm cho màng dao động, khiến cho

cường độ dòng điện qua micrô biến đổi theo cùng quy luật với li độ

của dao động âm

▪ Trên màn hình của dao động kí sẽ xuất hiện một đường cong sáng biểu diễn sự biến đổi cường

độ dòng điện theo thời gian (đồ thị dao động âm) Căn cứ vào đó, ta biết được quy luật biến đổi

của sóng âm truyền tới theo thời gian

7 Các đặc tính sinh lí của âm

▪ Độ cao: phụ thuộc vào tần số của âm

o Âm có tần số càng lớn thì càng cao (càng bổng) Âm có tần số

càng nhỏ thì càng thấp (càng trầm)

o Trong âm nhạc, khoảng cách giữa hai nốt nhạc trong

một quãng được tính bằng cung và nửa cung (nc)

o Mỗi quãng tám được chia thành 12 nc

o Hai nốt nhạc cách nhau n (nửa cung) thì

hai âm (cao, thấp) tương ứng với hai nốt nhạc này có tần số thoả mãn:

2n

o Tập hợp tất cả các âm trong một quãng tám gọi là một gam (âm giai)

Ví dụ: Xét một gam với khoảng cách từ nốt Đồ đến các nốt tiếp theo Rê, Mi, Fa, Sol, La, Si, Đô tương

ứng là 2 nc, 4 nc, 5 nc, 7 nc, 9nc, 11 nc, 12 nc Trong gam này, nếu âm tương ứng với nốt La có tần số

440 Hz thì âm tương ứng với nốt Sol có tần số là

A 330Hz B 415 Hz C 392 Hz D 494 Hz