hướng dẫn giải đề thi đại học môn vật lý

b Dao động riêng là dao động mà chu kì chỉ phụ thuộc vào các đặc trưng của hệ mà không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài nào chẳng hạn như dao động không ma sát của con lắc lò xo có ch

TRUNG TÂM SÁCH KHUYẾN HỌC HUONG DẪN GIẢI BỀ LUYỆN THỊ TUYỂN SINH

va trung hoc chuyén nghiép

VAT LI

TAP MOT

NHA XUAT BAN GIAO DUC

53

LỜI NÓI ĐẦU

Bộ đề thi tuyển sinh vào các trường Đại học, Cao dang, Trung hoc chuyên nghiệp do một số giáo sư, giảng viên các trường đại học tuyển

chọn dưới sự chỉ đạo của Bộ Giáo dục và Đào tạo gỗm các môn Toán, Vật lý, Hóa học, Sinh học, Văn, Lịch sử, Địa lý, được nhà xuất bản

Đại học và GDCN xuất bản lần đầu năm 969, các năm sau xuất bản

tiếp đề thi các môn Tiếng Anh, Tiếng Pháp và Tiếng Nga

Sau mỗi kỳ tuyển sinh bộ đề thi lại được bổ sung, chỉnh lý và đã thể

1 Đúng trong phạm vi nội dung chương trình sách giáo khoa phe

thông trung học

2 Chuẩn xác về nội dụng khoa học cũng như thuật ngữ chuyên mÔn

3 Giúp học sinh tự kiểm tra kiến thức cơ bẩn, khả năng vận dụng và

ky năng làm bài thủ

4 Góp phần giúp học sinh tự đánh giá học lực của mình phù hợp với

thời gian làm bài trong phòng thi

Sau nhiều năm bộ đề thì tuyển sinh đã được nhiều trường Đại học,

_ Cao đẳng và THCN trong cả nước sử dụng để xây dung dé thi tuyển sinh cho trường mình theo quy trình ra dé thì ghỉ trong quy chế tuyển

sinh của Bộ Giáo dục và Đào tạo Từ năm 1997 theo chu truong cua

, Bộ Giáo dục và Đào tạo, trong các kỳ thì tuyên sinh vào các trường A “7 ` ø 2 ` ° hd * ` ⁄ ` Đại học, Cao dang, THCN va Day nghé cdc trường tự ra đề, bộ đề thi

chỉ được coi là tài liệu tham khảo Vì vậy Nhà xuất bản Giáo dục thôi không tái bản nữa.

Trong thời gian qua, nhiều học sinh, đặc biệt là học sinh Ở các vùng xa

thành phố, thị xã, không có điều kiện theo học các lóp luyện thì đã gửi thư

về Nhà xuất bản Giáo dục yêu cầu tái bản bộ sách này để có thêm tài liệu

hỗ trợ việc tự ôn luyện, kiểm tra kiến thức và học lực của minh

Nhận thấy bộ sách này là tài liệu rất quý có nhiều mặt hữm ích,

chúng tôi cho tái bản có sửa chữa bổ sung theo chương trình hợp nhất

và giảm tải để giúp cho học sinh dùng làm tài liệu tham khảo

Hà Nội, tháng 11 năm 2000 Trung tâm sách khuyến học

ĐỀ SỐ 1

Cau 1.1

1 Cac dinh nghia a) Dao động điều hòa là một dao động có li độ x được mô

tả bằng một định luật dạng sin : x = Asin(œt + ø) hoặc cosin :

= Acos(œt + ø), trong đó gy’ = ø - zị2

b) Dao động riêng là dao động mà chu kì chỉ phụ thuộc vào

các đặc trưng của hệ mà không phụ thuộc vào các yếu tố bên

ngoài nào chẳng hạn như dao động không ma sát của con lắc lò xo

có chu kì T = 2z ¬ của con lắc dây có chu kỉ T = 2+ \ 1

€) Dao động tự do là dao động của một hệ không chịu tác dụng một ngoại lực nào, trừ lực ma sát vẫn luôn luén co, con lực đàn hồi F = -kx là nội lực trong hệ,

d) Ngược lại dao động cưỡng bức là dao động của một

hệ chịu tác dụng của ngoại lực biến thiên | tuần hoàn

F, = Hsin(Qt + ø)

- Su cộng hưởng là sự tăng của biên độ của dao động đến một giá trị cực đại khi tần số của lực cưỡng bức xấp xi bằng tần số riêng của hệ dao động `

Trong trường hợp lực ma sát nhỏ, biên độ dao động cưỡng

bức tăng đột ngột khi €3 = œ(= 2z/T) nên đường biểu diễn của

A theo có dạng một muti nhon : đố là sự cộng hưởng nhọn

2 Ý nghĩa của các đợi lượng

- Li độ x là độ lệch của vật dao động khỏi vị trí cân bằng Biên độ A là giá trị cực đại của li độ x

- Chu kì dao động T là khoảng thời gian ngắn nhất sau đó

trạng thái dao động lặp lại như cũ

- Tần số dao động f là số dao động trong một đơn vị thời gian

- Tần số góc œ là một đại lượng trung gian cho phép xác định tần số theo công thức f = => Đơn vị của œ là rad/s

- Pha của dao động AR Vi |

tại một thời điểm t WAL ~~ 4 4 5 54 i |

Ta nhận thấy, khi vật dao động điều hòa thi vận tốc và gia tốc

của vật cũng biến thiên theo một định luật dạng sin hoặc cosin

_ Hình 1.1 là đồ thị của vận tốc và gia tốc của một vật dao

động điều hòa có phương trỉnh x = Asin (œt + 2)› v nhanh

3 Theo công thức tính tổng trở Z của mạch điện

Z = {(R, + R)* + @L) = (R„ + RỊ” + 4z fLZ, nên khi tan

số f tăng thì tổng trở Z giảm n

as A U

Theo định luật Ôm I = m khi Z tang thi I qua den giam

Vậy đèn tối hơn mức bình thường

Câu 1.3

I Co hai quá trình tạo ảnh của vật AB :

- Anh A’B’ la anh của AB qua mặt phẳng mạ bạc G (H 13) G |

2 a Trường hợp người soi gương quay mặt phẳng của thấu

kinh về phía mình thì người ấy nhìn ảnh của mat mỉnh qua

b Trường hợp người soi gương quay mặt cầu của thấu kính

về phía mình, ta cố quá trình tạo ảnh sau:

AB —+ AiBi + A;Bạ ——+ AjB;

3

Véi d, = 8cem thi d’, = - 12cm ; d, = 12cm ; d’, = -12cm ;

dạ = 12cm và d, = -24cm : anh A,B, la anh ảo Kết quả nà phù hợp với hiện tượng người soi gương Độ phóng đại

DE SO 2 Cau 2.1

1 Dinh nghia va viét phuong trinh cia dao dong co diéu hòa

— Dao động điều hòa là dao động có li độ x phụ thuộc vào

thời gian t theo một định luật dạng sin (hay cosin)

- Phương trỉnh : x = Asin(@t + @) hay x = Acos(@t + 9),

trong đó: @` = ø - 1/2

x là l độ dao động, là độ dời của vật khỏi vị trí cân bằng ;

AÂ là biên độ dao động, là giá trị cực đại của li độ x ;

œ là tần số góc, liên hệ với tần số f và chu kì T của dao

động theo công thức œ = 2zŸ = 2/T ;

y là pha ban đầu, xác định vi tri và vận tốc ban đầu của vật ;

(wt + y) la pha cua dao động, cho phép xác định vị trí và

vận tốc của vật dao động tại thời điểm t

24 Thành lập công thức tính vận tốc v và gia tốc a

Giả sử một dao động cơ điều hòa có phương trình là

x = Asin (wt + ọ) Khi ấy, vận tốc và gia tốc sẽ là :

v= dx a wAcos(wt + os(w ®) ;

d*x a= —> = ~œ2Asin(œt + ) = —œ'^x

dt

ở Mối liên hệ giữa chuyển động

tròn đều và dao động điều hòa

Xét một điểm M chuyển động

tròn đều trên một đường tròn tâm AY,

ban kinh A (H.2.1) Ban kính vectơ OM

quay đều với vận tốc góc œ Chọn

điểm C làm gốc trên đường tròn Tại

thời điểm t = 0, vị trí của M là Mẹ,

xác định bởi góc ọ Tại thời điểm

XI | bất kỉ t vị trí của M được xác định

H.21 bởi góc (œt + ø)

_10

Chiếu điểm M xuống trục x’x di qua O và vuông góc

với OC Tại thời điểm t, hình chiếu của M là P có tọa

độ x = ỐP = Asin(œt + ø) Ta thấy, hình chiếu P dao động

Vậy, hình chiếu của một điểm chuyển động tròn đều xuống

một trục nằm trong mat phẳng của quỹ đạo thực hiện một dao động điều hòa

Câu 2.2

1 a) Tìm diện trỏ r của cuộn dây uờ số chỉ U, cua von ké

Nếu cuộn dây cớ điện trở không đáng kể (r ~ 0) thì hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn dây sẽ sớm pha z/2 so với cường độ dòng điện Nhưng theo đầu bài, hiệu điện thế trên cuộn dây sớm pha _z/3 so với cường độ dòng điện Vậy cuộn dây phải có điện trở r ; trở kháng của cuộn dây là

Cường độ cone dién hiéu oun trén doan mach :

4 ate + (La - a)?

2 Tim số chỉ của uôn bế va ampe ké :

Biét hiéu dién thế hiệu dụng trên cuộn dây (tức là số chỉ của

Lúc đó số chỉ của ampe kế ] p mx = Ry = go 7 275A = oo -

- với vân tối : X =5 , = (k = 0, + 1, + 2 )

Vi tri van sáng bậc ba (vân sáng trung tâm là vân bậc 0) :

2 a 2 1 103

3 Giả sử bản mỏng đặt sau khe S, (hinh 1.3) Nếu chi xét những vân gần trung tâm (phương truyền sáng L mặt bản) thì

e thời gian ánh sáng đi trong bản mỏng là : t = — Cũng trong

¡ — (n~ ]l)e

Da biết ủ; - dị = > suy ra A = > - (n - Le

Như vậy khi có bản mỏng, hiệu quãng đường thay đổi một lượng (n - 1)e cho tất cả mọi điểm gần điểm O trên mặt phẳng quan

sát Do đó các vân đều dịch chuyển như nhau Để tính độ dịch

chuyển này chỉ cần tính độ dịch chuyển của vân trung tâm (A = 0)

13

điều kiện ban đầu

Phương trình này cho thấy chuyển động của con lắc lò xo

là một dao động điều hòa

.14

2 Con lac don

- Mô tả thí nghiệm (H 3.2) Xác định

các lực tác dụng vào hòn bi và chỉ _ra lực thành phần với F cia trong luc F tiép

tuyến với cung OP là lực tác dụng lên

Phương trình (3) có dạng giống như

H 3.2 phương trình (1) nên nghiệm của nó là:

s = s,, sin (wt +ọø), với œ = 1

3 Hai phương trình (1) và (3) cố cùng một dạng, chỉ khác nhau về biểu thức của ø

Đối với con lắc lò xo, định luật F = -kx đúng trong giới hạn đàn hồi của lò xo, tức là với x nhỏ ; cho nên nếu lực ma

sát rất nhỏ, thì dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa Còn đối với con lắc đơn thì sinz = ï chỉ là gần đúng và chỉ

áp dụng được khi œ nhỏ (dao động nhỏ) nghĩa là khi s << l Do

đó, dao động của con lắc đơn chỉ gần đúng là dao động điều hòa ngay cả khi lực ma sát không đáng kể

4 Con lắc lò xo và con lắc đơn + Trái Đất là hai hệ dao động

tự do Nếu các lực ma sát tác dụng vào hệ là nhỏ không đáng

kể thì các con lắc sẽ dao động mãi mãi (dao động tự do không

21

tất) với chu ki riéng T = ——

15

Thay vào (3) ta được:

Độ tụ của kinh D =F = 05> 2 didp

2 Ta có sơ đồ tạo ảnh sau

AB cách mắt 20cm A’B’ & C

Trang sách phải đặt cách kính lúp 4,ð4em

Đ›) bội giác của ảnh lúc đó là:

Khi kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng một góc a (H.4.1)

ta đã thực hiện một công và truyền cho quả cầu (tức là

cho con lắc) một thế năng Nếu chọn mốc thế năng ở vị trí

can bang O, thi thé nang nay bang |

18

W, = mgh = mg} (1 — cosa)

— Khi lực kéo mất đi, lực thành phần

F, của trọng luc P tiếp tuyến với cung

Z¬ :

OM làm quả cầu chuyển động nhanh

dần về vị trí cân bằng Thế năng của

con lắc giảm dần, động năng của con

Quả cầu tiếp tục chuyển động theo

vị trí cân bằng Lực thành phần F, lại

xuất hiện nhưng ngược chiều với chuyển động, làm quả cầu chuyển động chậm dần, rồi dừng lại Động năng của con lắc

giảm dần đến không, còn thế năng của nó tăng dần đến gi:

trị cực đại Sau đó, lực thành phần F¡ lại làm cho quả cầu chuyển động nhanh dần về vị trí cân bằng Một quá trình biến

đổi năng lượng lại diễn ra giống như lúc đầu

Ta nhận thấy khi thế năng của con lắc giảm dần thi động

năng của con lắc tăng dần, và ngược lại

2 Khỏo sớt định lượng

Trong khi dao động, quả cầu chịu tác dụng của trọng lực

P và lực căng T (bỏ qua ma sát) Công của lực căng luôn luôn

bằng không vì lực này luôn luôn vuông góc với đường di Cong của trọng lực không làm thay đổi cơ năng của quả cầu (tức là

của con lắc) vì trọng lực là lực thế Do đố cơ năng của con

lac không đổi Nếu thế năng giảm đi bao nhiêu thì động năng

tăng thêm bấy nhiêu Nói cách khác có sự chuyển hóa giữa thế năng và động năng của con lắc

W = W + W, = 0 + W t(max)

= mgh = mgl (1 - cosa) = 2mgl sin? 5

19

Điều kiện để con lắc dao động điều hòa là góc ø phải nhỏ

đến mức sinz =~ œ (rad) Khi ấy, ta có:

W = mgla?

Vi biên độ A = lz, nên ta có:

Sỹ PA

Ta nhận thấy cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của

biên độ dao động điều hòa

Câu 4.2

1 Tim U, gidi thich :

- Các vôn kế chỉ giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế

Hiệu _điện thé U, đọc trên vôn kế V, được biểu hiện _bằng

véc tƠ OC, U, doc trên vôn kế V„ được biểu dién bang cD U

trén doan mach đọc trên vôn kế Y được biểu diễn bằng OD

Theo giả thiết dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế của

đoạn mạch, nên Ge? Lw Trén hinh vé ta thay, néu médun

20

cia 2 vécto BC và CŨ rất lớn (nghĩa là U,, U; rất lớn) nhưng

lại chênh lệch nhau ít thì U,, Ủ, có thể lớn hon U rat nhiéu

Lw - Co sé 4m, khi C tang thi G, slam, va (Lo Go) sé

giảm, tức là tổng trở Z giảm, dẫn téi I tang

- VÌ U không đổi, nên I cuc dai khi Low = = >

rut ra C’ = Jt = I

120

170

Cau 4.3

I1 Ảnh của § qua thấu kính xác định theo công thức:

Do tách làm hai, nên ta cố hai ảnh thật S15 By cách thấu

kính một khoảng bằng lm (H.4.3) Từ các tam giác “đồng dạng,

tia sáng đi trong ban mong t = ¬ Cũng trong thời gian này

ánh sáng đi trong không khí một khoảng:

Hệ vân dịch chuyển lên phía trên (cùng phía với 5,) Tương

tự nếu đặt bản mỏng ngay sau S2 thì hệ vân sẽ dịch chuyển

xuống phía dưới (cùng phía với 57) |

Khi buông quả cầu ra, lực đàn hồi của lò xo làm nó trở lại

hình dạng ban đầu và làm quả cầu chuyển động nhanh dần về

vị trí cân bằng Thế năng của lò xo giảm dần, động năng của

quả cầu tăng dần Khi quả cầu về tới vị trí cân bằng, lực đàn

hồi bằng không Thế năng của lò xo bằng không, động năng

của quả cầu có giá trị cực đại

Quả cầu tiếp tục chuyển động theo quán tính làm lò xo bị nén lại Lực đàn hồi xuất hiện theo chiều ngược lại làm quả _cầu chuyển động chậm dần cho đến khi dừng lại Thế năng cua

lò xo tăng dần đến cực đại, động năng của quả cầu giảm dần

đến không

Sau đó lò xo lại giãn ra, lực đàn hồi đổi chiều làm quả cầu

chuyển động nhanh dần về vị trí cân bằng Thế năng của lò

xo lại giảm dần và động năng của quả cầu lại tăng dần Ta nhận thấy, khi thế năng của lò xo giảm dần thi động năng của quả cầu tăng dần và ngược lại

2 Khao sdt dinh lượng

Giả sử quả cầu dao động điều hòa với phuong trinh

x = A sin (œt + ø) Khi ấy vận tốc của quả cầu là:

v = x’ = w A cos (wt + ) Động năng của quả cầu là:

Như vậy cơ năng của con lắc là không đổi Thế năng của

lò so giảm đi bao nhiêu thì động năng của quá cầu tăng thêm

25

bấy nhiêu Nói cách khác có sự chuyển hóa giữa thé nang va : Ấp dụng định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử sô) và số

1 Tinh I Cuéng d6 dong dién hiéu dung gitta hai đầu tụ: A = 60 - 0 = 60

I= U,Co = 1204.10 ° 314 = 0,15A: Day la hat nhan cia 5 Ni

2 Tinh R, L Dùng giản đồ véctơ (H 5.2) | Vay phan tng day du la

UR cung pha với 1 b Lượng chất phóng xạ còn lại được tính theo công thức

-1, Phương pháp vectơ quay dựa trên tính chất sau đây : một

dao động điều hòa có thể được coi như hình chiếu của một chuyển

động tròn đều xuống một trục nằm trong mặt phẳng quỹ đạo

Giả thử cần biểu diễn dao động x = Asin(wt + 9) Ta vé

một trục nằm ngang (A) và một trục thẳng dung x’x cat (A)

tại O (H 6.1) Vẽ một vectơ A có gốc tại O, có độ đài bằng

biên độ A và tạo với trục (A) một góc bằng ø tại thời điểm

t= 0 Cho vectơ A quay đều theo chiều dương (ngược chiều

kim đồng hồ) với vận tốc góc bằng « œ Khi ấy, chuyển động

của hình chiếu của đầu mút vectơ A` xuống trục x'x là một

dao động điều hòa :

= OP = Asin(œt + ø)

Ta noi rang dao “tone diéu hoa x = Asin(wt + ) được biểu

diễn pang vecto A quay |

2 Ta hay dung phuong phap vecto quay dé tim phuong trinh

dao động tổng hợp của hai dao động cùng phương, cùng tần

số, nhưng có biên độ và pha ban đầu khác nhau :

" = A, sin(wt + ¢,), (1)

= A, sin(wt + ¢,) (2) —

Ta vé hai vecto A, va Ay lần lượt tạo với trục (A) một góc bằng

yp, va p, (H 10.2) Độ lớn của hai vectơ A, va A, lần lượt bang | hai

bién độ A;¡ và À Góc giữa hai vectơ A, va A, la p, — y, Ta vé A la

— —>

vectơ tổng của A, và A., nó tạo với (A) một góc ø

Cho A, va A, quay quanh Ô theo chiều dương với cùng vận tốc góc w Khi do vecto A có độ dời không đổi uờ cũng quay quanh O theo chiều dương Uới Uộn tốc góc 0

Vì tổng đại số các hình chiếu của hai vectơ xuống một

trục bằng hình chiếu của vectơ tổng xuống trục đó, nên

chuyển động tổng hợp của hai dao _động trên đây là một dao động điều hòa Do đó vectơ tổng A chính là vectơ biểu diễn dao động tổng hợp còn góc ø biểu diễn pha ban đầu của dao

động tổng hợp Bây giờ ta hãy tính biên độ A và pha ban

đầu ø của dao động tổng hợp

Xét tam giác OMM, (H.6.2) ta được : OM? = OMS + M,M’ - 20M,.M,M cos(OM, M)

#1) ; _—_ 4)

hay A’ = A? + A2 +2A,A, cos (ø; -

tep = OP _ A, sing, + Ay sin py |

| OP’ A, cos p, + A, cose,

Tom lại, phương trình của dao động tổng hợp là x = Asin(wt + ¢) trong do A va ø được tính bằng công thức (4) và (5)

-Muốn Ủ, cực đại thì y phải cực tiểu

y la ham bac hai cia x nén y = ymin = —— = —

30

là hai chùm

1 Méi lang kinh cho mét chim sang léch vé day chung, tua

như chúng phát từ hai nguồn 8, S., chính là ảnh ảo của 5 qua mỗi lăng kính Khoảng 8,85, = a (vì góc A nhỏ nên có thể coi S,, 5; va S nam trên một đường thẳng vuông góc với SO (H.6.3)

a = 9,5, = 25Htgp = 2Qdp , trong đó ø là góc lệch của tỉa sáng qua mỗi lăng kính va bang

p = (n - LA

Do dé a = 2d (n - DA = 2x 05 x 05 x 203.102 = 3.10 ”m

2 Chứng minh -: Hai chùm sáng “phat ra" tu 5,, 5, déu

lệch về phía đáy chung của hai lăng kính nên có một vùng sáng

E Hai chim này được phát

từ cùng một nguồn, nên có cùng tần số và pha ban đầu, nghĩa là chúng

sáng kết hợp

nên giao thoa

được với nhau © _ H.6.3

trong bai nay D = d +d’ = 0,50 + 2,00 = 2,50m

Khi d —> œ thì ion =

1 Phương phap gidn dé vécto quay (Xem céu 6.1)

2 Ap dung cho mach RLC Đặt vào 2 đầu AB 1 dòng xoay chiều

i= I, sin ot

Hiệu điện thế qua R :

up = Up sin wt voi Upp = IR

Hiệu điện thế qua L :

u, = Ủ¡ sim (œt + z/2) voi UL = I, lo

Hiéu dién thé qua C :

u = U, sin (wt _ 1/2) VỚI Ue = Co -

Nếu chia 2 vế của phương trình (2) cho ỷ2 ta có:

UĂ=1 Ve + (Le - a=)’ hay :I = Zz

‘trong đó Z = ye + (Lo “ga gọi là tổng trở của mạch

Ghi chú : Có thể tính trực tiếp từ hình vẽ 7.3 (trong tam giác vuông) cũng cho các kết quả trên

34

Cau 7.2

1 a Tim T Độ cứng của lò xo k= -—— = —> = 100N/m Chu kì dao động của vật:

Cau 7.3

1 Xac dinh m, va Ảo

Ap dụng phương trình Anhxtanh cho hai bức xạ trên ta có

he he 1 2

Te 7, x + am, vị — (1) 1

he he 1 2 m— = 7 7 + 5m, V2 — (2) 2

2 Xac dinh diện thế cục đợi - Điện thế cực đại trên tấm

kim loại cô lập do mất êlectron quang điện đạt được khi độ

lớn thế năng của điện thế đó tại mặt kim loại đúng bằng động

năng ban đầu cực đại của êlectrôn vừa bay ra:

1 Hai dao động lệch pha là hai dao động cing chu ki va

có pha ban đầu khác nhau Độ lệch pha của chúng là -

A ?ø = 0; ~ Ú\ =0, Hai dao động là cùng pha nếu độ lệch pha A ø = 2nz với

n = 0, + 1, + 2 Hai dao động là ngược pha nếu độ lệch pha

Hình 8.1 là đồ thị hai dao động ngược pha -

3) Song trén mat nước gây ra bởi một nguồn dao động A là những đường tròn cố tâm tại A lan truyền rộng ra theo mọi

phương Ta hãy tưởng tượng cắt mặt nước bằng một mặt phẳng

thẳng đứng đi qua A Vết cắt có dạng như hình 8.2 Đây là hình

3o7

rồi tới C sau những khoảng thời gian bang T Pha của dao

động truyền đi theo phương ngang còn các phần tử nước thì

dao động tại chỗ theo phương thẳng đứng VÌ vậy ta có thể nói

truyền sống tức là truyền pha của dao động

— 4 Như đã biết năng lượng của một dao động điều hòa thì

tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động Sóng làm cho các

phần tử nước ở điểm có sóng truyền tới dao động với một biên

không gian, năng lượng sóng trải ra trên các mặt cầu ngày

càng mở rộng Vì diện tích mặt cầu tỷ lệ với bình phương của bán kính nên khi sống truyền ra xa năng lượng sóng giảm tỷ

lệ với bình phương quãng đường truyền sóng © Trong trường hợp lí tưởng khi sóng chỉ truyền theo một phương (sóng phẳng), trên một đường thẳng, thì năng lượng

sóng không bị giảm và biên độ sóng ở mọi điểm mà sóng truyền

qua là như nhau

Theo đề bài, hộp X chỉ chứa hai trong ba phần tử : Điện trở thuần,

cuộn dây thuần cảm và tụ điện mắc điện một chiều đi qua nghĩa là nó

không chứa tụ điện Do đó, hộp X

chỉ chứa điện trở thuần Rxy và cuộn dây thuần cảm L Đoạn mạch AM có tính cảm kháng : UA„¿ som

Dat y, 1a gdc lệch pha giữa U;¿p và ¡ Theo đề bài thì Up

và U,,, léch pha nhau z/2 nghia là :

Vậy ø, = z/6 < 0: đoạn MB có tính dung kháng ; nó chỉ

chứa điện trở thuần Ry va tu dién C

Độ tụ của kính P phải đeo là D = — = - f= -=02 — — 5 điốp -

2 Ta có sơ đổ tạo ảnh sau

Vật AB cách mắt 40cm _ ; anh A’B’ o CV nên cach mat 20cm

vậy khoảng cách giữa vật và ảnh là

1 Định nghĩa : Dao động tắt dần là dao động có biên độ

Nguyên nhân : Vật dao động trong một môi trường và chịu tác dụng lực ma sát (cân) của môi trường đó, nên dao động tắt dần Tùy theo lực ma sát lớn hay nhỏ mà dao động sẽ tắt nhanh hay chậm Chẳng hạn như nếu con lác dao động trong không khí thì sự tắt diễn ra khá lâu vì lực cản của không khí

là nhỏ Nếu con lắc dao động trong nước thì nó tắt khá nhanh

41

vỉ lực cản của nước khá lớn Còn nếu con lắc dao động trong

dầu thi có thể không xảy ra dao động ; con lắc đi qua vị trí

cân bằng một lần rồi trở lại và dừng lại Ở vị trí cân bằng

thién tuần hoàn Lực này |

cung cép nang luong cho ccn 2)

lác để bù lại phần năng lượng

mất đi do ma sát của môi

dùng dây cót, bánh răng gai »)

và khi lên dây cót, ta đã

nang đàn hổi nhất định |

Dây cót liên hệ với quả lắc bằng hệ thống bánh răng và những

cơ cấu khác Mỗi khi con lắc đạt tới vị trí biên, thì dây cót

lại giãn ra một chút và một phần thế năng của nó được truyền

tdi con lac Nang lượng đó đủ để bù lại phần năng lượng đã

tiêu hao trong một nửa chu ki Vi vậy con lắc đồng hồ dao

động với chu kỉ và biên độ không đổi

b) Khi ô tô chạy qua những chỗ gồ ghề, lò xo giảm xóc bị

nén lại hoặc giãn ra Sau khi vượt qua chỗ gồ ghề khung xe

tiếp tục dao động giống như một con lắc lò xo Để làm cho

dao động chdng tắt, người ta gắn vào ô tô một thiết bị đặc

biệt, gồm một pittông chuyển động được theo chiều thẳng đứng

trong một xi lanh chứa đầy dầu Pittông gắn với khung xe còn

xi lanh gắn với trục bánh xe Khi khung xe dao động trên lò

xo giảm xóc thì pittông cũng dao động trong xi lanh Dầu nhớt

làm cho dao động của khung xe chóng tắt

Câu 9.2

1 Khi mạch từ khép kín, hao phí do dòng Pu cô không đáng

kể thì biến thiên từ thông ở hai nhánh của lõi là như nhau

Suất điện động tức thời trên cuộn sơ cấp và thứ cấp là :

e,i, = el, suy ra : i, = & =k (2)

Ở cuộn sơ cấp, e, đóng vai trò của suất phản điện, nên :

ta suy ra: kR u, = U,

Thay bằng các giá trị hiệu dụng ta co :

48.

| d, = OG - d’, = 35 - 30 = 5cm = f’

Do do d’, = œ va d, = OG - @’, = -œ

cho nén da’, = f = 12cm : Ảnh cuối cùng là ảnh thật, nằm

đúng tiêu điểm của thấu kính

Cuối cùng ta được a“ - 70a + 1200 = 0 (1)

Giải (1), ta được hai nghiệm : a = 30cm và a = 40cm

Nghiệm a = 30cm ứng với vị trí đỉnh gương nằm đúng vị trí của ảnh §, Như vậy ảnh 5, là ảnh trùng đúng với S, 5,

trở thành vật thật đối với thấu kính ; qua thấu kính ta được

ĐỀ SỐ 10

Câu 10.1

1 a) Định nghĩa -: Dao động của một hệ dưới tác dụng của

một ngoại lực tuần hoàn gọi là dao động cưỡng bức

Ngoại lực có biểu thức : F_ = Hsin(ot + ø),

H là biên độ của ngoại lực, œ là tần số góc của nó Nói chung

tần số f = 5 của ngoại lực khác tần số riêng f, cua hé dao

động

b) Đặc điểm của dao động cưỡng bức : Trong khoảng thời

gian nhỏ At kể từ lúc bắt đầu có ngoại lực tuần hoàn tác dụng,

hệ thực hiện một dao động phức tạp là tổng hợp của dao

động riêng và dao động do ngoại lực gây ra Sau dod dao

động riêng tắt hẳn, chỉ còn lại dao động do tác dụng của

ngoại lực Đó là dao động cưỡng bức Dao động này cớ tần

số bằng tần số của ngoại lực, biên độ của dao động phụ thuộc

c) Sự cộng hưởng : Hiện tượng mà biên độ của dao động

cưỡng bức tăng nhanh đến một giá trị cực đại khi tần số

f của ngoại luc bang tần số riêng f của hệ dao động gọi là

sự cộng hưởng |

Thí dụ : + có hại : - Chiếc cầu, bệ máy, trục, khung xe,

thành tầu là hệ dao động, có tần số dao động riêng Nếu vì

nguyên nhân nào đó mà tần số của ngoại lực bằng tần số riêng

dân đến sự cộng hưởng kết quả có thể gãy, đổ

+ có lợi : - Mạch chọn sóng trong máy thu vô tuyến Khi

tấn số của sóng điện từ tới bằng tần số dao động riêng của

mach thi trong mach co sự cộng hưởng, cường độ dòng điện

tăng lên và ta có thể chọn được sóng cần thu

Đại lượng biến thiên

Phương trình dao động riêng

Tần sế dao động riêng

Năng lượng dao động riêng

Tác nhân làm tắt dần Tác nhân cưởng bức

Điểu kiện cộng hưởng

Diều kiện cộng hưởng nhọn

ngoại lực tuần hoàn:

Fa = H sin (@t + ¢)

@M = Wo

fm nho (luc ma sat nho)

điện tích, cương độ dòng điện, hiệu điện thế q+ we gq = 0

g = Qosin(Wot + #)

1 Q3

W=——=_-LIÏ 2° 2 LG điện trỏ R

hiệu điện thế xoay chiều

tị = 2 2 5 =5 5 = 0,5018s

Goi t, là thời gian quả cầu đi từ I đến điểm

" 1 ; biên B, thời gian này bằng 4 chu ki cua

có chiều dài 1/2 va có điểm treo O,

h 27s

"Như vậy chu ki dao động của quả cầu là :

oy (1 + 75) = 1,7l1s

2 Vì các biên độ góc a,, a, rét nhd nén ta coi như quả cầu

dao động quanh vị trí can bang I trên một đường thẳng nằm ngang

T = 2Œ, + tạ) =

Gọi biên độ ẠI và BI 1a a, va a,

3 14 _ai = lai =1 T80 _8 = 0,052m,

3 Khi rơi xuống đến vị trí cân bằng, thế năng của con

lắc ở A biến đổi hoàn toàn thành động năng lúc sắp va chạm

vào vật cản Vì va chạm

là đàn hồi nên sau khi ` 2.2

va cham quả cầu bat

trở lại với động năng so

lúc trước va chạm Do

đó nó lại lên được đến

A Kết quả là quả cầu

eV_“Z a ¬" oO | ~ 0,275.10 °m = 0,275um

Cau 11.1

1) Dao động cưỡng búc

- Định nghĩa : Dao động cưỡng bức là dao động khi có một

ngoại lực biến thiên tuần hoàn F_ = Hsin(œt + @) (gọi là lực

cưỡng bức) tác dụng lên hệ dao động :

- Đặc điểm : + có tần số bằng tần số của ngoại lực

+ có biên độ phụ thuộc vào sự chênh lệch giữa tần số của

lực cưỡng bức và tần số dao động riêng của vật

Sự cộng hưởng

- J2inh nghĩa : Sự cộng hưởng là hiện tượng biên độ của

dao động cưỡng bức tăng đến một giá trị Cực đại khi tần số

của lực cưỡng bức xấp xi bằng tần số riêng của con lắc

- Đặc điểm : + chịu ảnh hưởng của lực cản của môi trường

Tùy theo lực cản của môi trường là nhỏ hay lớn mà sự cộng

hưởng thể hiện ra rõ nét hay mỜ nhạt Cụ thể là, nếu lực cản

của môi trường nhỏ thì biên độ của dao động cưỡng bức khi

cộng hưởng là rất lớn và biên độ này giảm nhanh khi tần số

của lực cưỡng bức lệch ra khỏi giá trị của tần số riêng

2 Thí nghiệm mình họa Hình 11.1 là một thí nghiệm minh

họa Con lắc A gồm một quả nặng, khối lượng m, gắn cố định

vào một thanh kim loại mảnh và có tần sd

riêng là f_ Con lác B gồm một quả nặng, A B

khối lượng M >> m, di động được trên một Ỉ

thanh kim loại mảnh có chia độ, có tần số

f phu thuộc vào vị trí của M trên thanh L

"Treo hai con lắc gần nhau và nối hai thanh 500089

dao động trong mặt phẳng vuông góc với mặt

phẳng của hình vẽ Lò xo tác dụng vào con ™

lắc A một lực cưỡng bức, làm cho con lắc A

dao động cưỡng bức với tần số bằng Í

kim loại bằng một lò xo mềm Cho con lác B h

3 Thi du : _— Cộng hưởng có lợi : Một em nhỏ có thé dua võng cho

người lớn lên rất cao, nếu em tác dụng lên võng một lực đúng

vào lúc võng lên đến độ cao nhất

- Cộng hưởng có hại : chiếc cầu, bệ máy là những hệ dao

động có tần số riêng Nếu để chúng dao động cộng hưởng với một vật dao động khác đặt lên chúng thì chúng sẽ rung lên rất mạnh, có thể bị gãy hoặc vỡ

(có thể lấy các ví dụ khác trong hoặc ngoài SGK)

ol

3 Khi không dùng biến thế : Nếu không dùng các máy biến

thế, thì dòng điện trên dây bằng 100A

Độ giảm hiệu điện thế hiệu dụng trên dây :

1 Gọi d là khoảng cách từ con cá AB đến mặt nước : d = 40cm

d, la khoảng cách từ ảnh A,B, cua con ca (tao ra do su

khúc xạ của ánh sáng qua mặt nước) đến mặt nước

— h là khoảng cách từ vật kính máy ảnh đến mặt nước :

> 2 _ 20° |

= oF BT OOF om

2 Độ phóng đại của ảnh con cá là

k=~ “2 = _ 20 _ =8 7 860” = — + Dấu trừ có nghĩa là ảnh ngược 9ˆ 8 su

chiều với vật

Gọi s” là chiều dài của vết mà mỗi điểm trên ảnh vạch ra trên phim trong thời gian cửa sập mở (s” = 0, Imm) ; s la khoang dich chuyển của điểm tương ứng trên con cá trong thời gian đó : s = vt với v = lcm/s; t là thời gian cửa sập

ĐỀ SỐ 12

Câu 12.1

1 Dinh nghia : Sóng cơ là sự lan truyền những dao động

cơ trong môi trường vật chất theo thời gian (hay là : quá trình

lan truyền những dao động cơ trong môi trường đàn hồi)

2 Giải thích

a) Hién tượng sóng nước : Khi ném một hòn đá xuống hồ

nước yên lặng, ta thấy xuất hiện những sóng nước hình tròn

từ chỗ hòn đá rơi lan tỏa đi mọi nơi trên mặt nước với biên

độ sóng ngày càng giảm dần Thả nhẹ một mẩu giấy xuống

mặt nước, ta thấy nó nhấp nhô theo sóng nhưng không bị đẩy

ra xa

b) Giải thích : Giữa các phần tử nước cố những lực tương

tác đóng vai trò giống như lực đàn hồi của lò xo Khi một

phần tử nước A dao động và nhô lên cao thỉ các lực tương

tác kéo các phân tử lân cận nhô lên theo, nhưng trễ hơn một

chút (phần tử càng xa A thỉ nhô lên càng tré) Cac luc do

cũng kéo phần tử A về vị trí cân bằng Như vậy, mỗi phần

tử khi dao động theo phương thẳng đứng sẽ làm cho các phần

tử lân cận cũng dao động theo phương đó và dao động lan

truyền ra xa dần Ở hiện tượng sóng chỉ có trạng thái dao động

truyền đi, còn các phần tử vật chất thì dao động tại chỗ

c) Quớ trình truyền sóng còn lò quó trình truyền năng lượng : —

Thật vậy, sống làm cho các phần tử vật chất dao động, tức là

đã truyền cho chúng một năng lượng Ta đã biết rằng năng

lượng của một vật dao động điều hòa tỉ lệ với bình phương của

biên độ dao động Năng lượng của sóng càng truyền ra xa nguồn

càng trải ra trên các đường tròn đồng tâm ngày càng lớn nên

năng lượng của sóng càng giảm và biên độ sóng cũng giảm

3 Thanh lap phương trừnh truyền sóng -

Ta hãy xét một điểm M nằm trên phương truyền sóng và

cách nguồn sóng O một đoạn OM = d Giả sử nguồn O có

04

phương trinh dao động là u = asinøt và vận tốc truyền sóng

là v Thời gian để sóng truyền từ O đến M là < Dao động tại M vào thời điểm t đồng pha với dao động tại O vào thời điểm (t - =) Vi vay, phuong trinh dao dong cia diém M la :

Dong dién i, qua tu C sém pha

so với u Vậy biểu thức của nó H.121

la: i, = LvVasin(wt + y,) = 2¥2sin(100 at + 5

b) Tổng trở của doan mach LRC’ (véi C’ = C) la :

Trên giản đồ vectơ (H.12.2) vi lo > Go nén UL > Ư,, do

đó dòng ¡„ trễ pha ý so với úu

OD

Biểu thức dòng điện i,

i, = LV2sin(wt + ø;) = 2sin(100m+ — 7)

c) Cường độ dòng điện trong mạch chính

i =i, +i, = W2sin@t + ¢)

Xác định lj œ nhờ giản đồ véctơ (H.12.3a)

l = + - 2lLjcos7~ = 2; suy ra: I = V2A

4 Trong tam giác OIL, : IOTI = V2; |OL,| = y2

vậy no la tam giác cân ; nó lại có

Thay số :„ = 2ý2sin100zt (A)

Dòng điện trong mạch chính ¡` = i¡ +, = Ïý2sin(@t + ¢)

với 1 = 38cm ; n = 1,5 thi AA’ = lcm |

2 Trường hợp có bản thủy tỉnh xen giữa vật và gương, ta có

Ta kí hiệu L là bản thủy tỉnh và G là gương cầu lõm (hỉnh 12.4)

A,B, = AB va A,B, = A,B, = 1,2cm

Nếu giữ vật và gương cố định, bỏ tấm thủy tỉnh đi, ta có :

AB d, a’, A,B, 44

Ta lai co A,A, = 13 cm va A,B, = 0,9cm |

— AA, = AA’ = lem;

d = GA, ; d, = GA; GA = GA, + A,A hay: d, =d+l,

A,A, = AA’ = Icm ; d’ = GA

GA, = GA, + A,A, = d +1,

GA, = GA, + A,A, = d’, + 13

, +13 =d@ +1,

a’, = d’ - 12

23d, = GA,

Sỉ

Thay qd = 4d vào (2), ta được : d = lỗ cm và d = 60cm

Tiêu cự của gương là :

ĐỀ SỐ 13

Câu 13.1

1 Định nghĩa:

- Sóng cơ là sự lan truyền những dao động cơ trong một

môi trường vật chất theo thời gian Chay là quá trình lan truyền

các dao động cơ trong môi trường đàn hồi)

— Đóng dọc là sóng có phương dao động trùng với phương

truyền sóng Sóng ngang là sóng có phương dao động vuông

góc với phương truyền sóng

08

- Các sóng kết hợp là các sóng tạo ra bởi các nguồn kết hợp, tức là các nguồn dao động có cùng tần số và có độ lệch

pha không đổi (hoặc cùng pha)

~ Giao thoa là hiện tượng hai hay nhiều sóng kết hợp chồng:

chất lên nhau tạo ra những chỗ cố định mà biên độ sóng được

tăng cường (cực đại) hoặc bị giảm bớt (cực tiểu)

- Sóng dừng là một trường hợp riêng của sự giao thoa sóng

Đó là sự giao thoa của hai sóng kết hợp cùng biên độ, cùng đường truyền nhưng chiều truyền ngược nhau Kết quả là trên đường truyền xuất hiện những nút sóng và bụng sóng cố định

Sự giao thoa của một sóng tới và sóng phản xạ của nó cùng

truyền theo một phương là một thí dụ về sóng dừng

2 Định nghĩa các đại lượng :

- Chu kì của sóng T 1a chu ki đao động chung của các phần

tử vật chất có sóng truyền qua và bằng chu kì dao động của _ nguồn sóng

- Tần số của sóng f là đại lượng nghịch đảo của chu kỉ T

- Bước sóng  là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất

trên cùng một phương truyền sóng và dao động cùng pha với

nhau, hoặc là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu

- Vận tốc truyền sóng là vận tốc truyền pha của dao động

- Biên độ sóng tại một điểm là biên độ dao động của phần

tử vật chất tại điểm đó khi có sóng truyền qua

3 Thành lập phương trình truyền sóng Xem câu 12.13 Cau 13.2

1 So dé nhu H.13.1

2 Ap dụng các công thức đối với máy biến thế, ta có :

suy ra Ze = 9

2xf x 7 6,28 x 50 x 5

4 Khi I, cuc dai thì L cũng cực đại theo Muốn Lj cực đại thi

Z„ phải cực tiểu Theo công thức Z„ = V(R + rj? + (Z, — Zo)

thi Z phai bang Z,:

a) nếu j = + thì điện dung phải tăng thêm 424 - 127 = 297uF

b) nếu ø = xì thì điện dung phải giảm đi một lượng bằng (637 - 424 = 213uF

Cường độ hiệu dụng trên mạch thứ cấp khi đó là :

Câu 13.3

1 Gọi SHIJKR là đường đi của tia

sáng Tại H và K thì tia sáng truyền

thang Tai I va J tia sang bi phan xạ

toàn phần (hình 13.2)

ee

Góc tới tại Ì la i = A (vi HAI và

HIM là hai góc có các cạnh đôi một

2 Muốn tia sáng phản xạ toàn phần trên mặt AC thì góc

tới ¡ phải lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần

i 2 loh hay sin i 2 sinl > sinA 2 - —> sin 36” 2> =

Vậy, điều kiện chiết suất n của lang kính phải thỏa mãn là

sin36"

3 Nếu chiết suất của lăng kính đối với tia màu lục vừa đủ

thỏa mãn điều kiên (1) thì chiết suất của lăng kính đối với các

tia có bước sống ngắn hơn bước sóng của tia màu lục (lam,

chàm, tím chẳng hạn) sẽ lớn hơn nên sẽ thỏa mãn tốt hơn điều

kiện (1) Các tia này bị phản xạ toàn phần trên mặt AC va

truyền theo đường IJKH

Các tia còn lại trong quang phổ liên tục (vàng, da cam, đỏ

v.v ) sẽ có một phần ló ra khỏi mặt AC, một phần phản xạ

theo phuong IJ Nhu vậy, những thành phần có bước sống đài

trong tia IJKR sẽ bị yếu đi Do đó, tia ló ra khỏi đáy BC sẽ

không còn là ánh sáng trắng, nó sẽ ngả sang mầu xanh

1 D6 cao cia êm Những âm có tần số khác nhau gây cho

ta những cảm giác âm khác nhau Âm cao (hoặc thanh) có tần

số lớn, âm thấp (hoặc trầm) có tần số nhỏ Độ cao của âm là

một đặc tính sinh lí của âm, nó dựa vào một đặc tính vật lí của âm là tần số

2 Am sóc Mỗi người, mỗi nhạc cụ phát ra những âm có sắc thái khác nhau mà tai ta phân biệt được Đặc tính đó của

âm gọi là âm sắc Âm sắc là một đặc tính sinh lí của âm, nó

dựa trên các đặc tính vật lí của âm là tần số và biên độ Thực nghiệm chứng tỏ rằng khi một nhạc cụ hoặc một người phát ra một âm có tần số bằng Í¡, thì đồng thời cũng phát ra các âm có tần sé f, = 2f,, f, = 3f, Âm có tần số f, gọi là

âm cơ bản hay họa ‘am thi nhất, các âm có tần số Í., £, ĐỌI

là các họa âm thứ hai, thứ ba Tùy theo cấu trúc của từng loại

nhạc cụ, hoặc cấu trúc của khoang miệng và cổ họng của từng

người, mà trong số các họa âm, có cái có biên độ lớn, có cái

có biên độ nhỏ Âm phát ra là sự tổng hợp của âm cơ bản và các họa âm Âm tổng hợp này có tần số f, của âm cơ bản : nhưng đường biểu diễn của nó không còn là 'đường sin, mà là một đường phức tạp có tính tuần hoàn Mỗi dạng của đường biểu diễn ứng với một âm sắc nhất định

3 Độ fo của adm Dé to cua 4m là một đặc tinh sinh lí của

âm Nó phụ thuộc trước hết vào cường độ của âm

Cường độ âm là lượng năng lượng được sóng âm truyền trong

một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc

với phương truyền âm Đơn vị đo là W/m’

Muốn gây cảm giác âm, cường độ âm phải lớn hơn một giá trị cực tiểu nào đó gọi là ngưỡng nghe Tuy nhiên, do đặc

63

điểm sinh lí của tai con người mà ngưỡng nghe thay đổi tùy

theo tần số âm Do đó, độ to của âm còn phụ thuộc vào tần

số của âm Thí dụ, với cùng một cường độ âm là 10 7W/m2_

thì âm có f = 1000Hz nghe khá to, còn âm có f = 50Hz

thì lại nghe rất nhỏ

Tai con người nghe thính nhất đối với các âm trong miền

tần số 1000 Hz - 5000 Hz và nghe âm cao thính hơn âm trầm

Nếu cường độ âm lên tới 10 W/m” thì đối với mọi tần số,

song 4m gây ra một cảm giác nhức nhối, đau đớn Giá trị đó

gọi là ngưỡng dau Miền nằm giữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau

là miền nghe được

UAN = Uan V2sin (100xt + 0,6435 + #1)

Dé Uyg = Umpmin thi y = Ym, va theo (2) thi y = Ÿmin

Ta thấy C„ hoặc Z khong phụ thuộc vao R, by : :

Thay C, = 106,1 ¿E vào (1) ta được

Ur 100.10

= Mpmn = Ro+y ~ 80 + 1Ô

Vay khi Z = Z¡ tức là khi C, = 106,1,¿F` thi 2 _

Unis = Unpmin = 25V (tng voi R, = 309)

1 Dao động ôm va song am

Tai con người chỉ cảm thụ những dao động cơ học có tần

số từ 16Hz đến 20000Hz Những đao động cơ học trong miền tần số từ 16Hz đến 20000 Hz gọi là dao động âm Những sóng đàn hồi có tần số trong miền đố gọi là sống âm

2 Qua trinh gay ra cảm gióc âm Lấy một lá thép mỏng và giữ chặt một đầu và dùng tay gẩy

nhẹ đầu kia cho nó dao động Khi lá thép dao động về một

phía nào đớ, nó làm cho lớp không khí ở liền trước nó bị nén

lại và lớp không khí ở liền sau nó giãn ra Sự nén và giãn của không khí được lặp lại một cách tuần hoàn, tạo ra trong không

khí một sóng đàn hồi dọc có tần số bằng tần số dao động của

lá thép Sóng này truyền tới màng nhỉ, làm cho màng nhĩ cũng dao động với tần số đó Nếu tần số của sóng đạt đến 16Hz trở lên thì sóng đó gây ra được cảm giác âm thanh

3 Môi trường truyền ôm uà Uuộn tốc âm

Sóng âm truyền được trong chất khí, chất lỏng và chất rắn

có tính đàn hồi và khối lượng riêng lớn Những vật liệu như

bông, nhung, những tấm xốp truyền âm kém vì tính đàn hồi

của chúng kém Ngoài ra vận tốc truyền âm còn phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường

4 Nguồn am va hộp cộng hưởng

Mỗi nhạc cụ đều có hai bộ phận chính, đó là nguồn âm và

hộp cộng hưởng Hộp cộng hưởng là một vật rỗng có khả năng cộng hưởng đối với một số tần số khác nhau và tăng cường

những âm có tần số đó

H142

Đối với đàn ghita thì dây đàn dao động đóng vai trò nguồn

âm, còn bầu đàn đóng vai trò hộp cộng hưởng.Khi dây đàn dao

_động và phát ra âm cơ bản, thì nó cũng đồng thời phát ra các

họa âm Tùy theo hình dạng và chất liệu của bầu đàn mà méi ‡-

loại đàn dây có khả năng tăng cường một số họa âm nào đó

và tạo ra âm sắc đặc trưng của loại đàn đó

Câu 15.2

1 Giải thích, từm 0

Khi có dòng điện chạy qua, dưới tác dụng của từ trường của

nam châm, dây chịu một lực tác dụng Vì dòng điện là xoay chiều,

tần số f = 50Hz, nên lực tác dụng cũng đổi chiều cùng tần số

Kết quả dây thực hiện một dao động điều hòa có Í = 50Hz Cac

dao động này lan truyền doc theo dây va phan xa trở lại trên

các đầu mút A, B Ta cố một sóng dừng trên dây Theo công ¬

2 a Tim I: nhiét luong cung cấp cho nuéc Q = C.m.AT

là do nhiệt tỏa ra của điện trở, ta có : I“R.t =Cm.AT

I’ = EE , Thay số : C = 4,18J/g.độ = 4,18.10° trao

3 Tìm C, hiéu diện thế trên tụ điện

Khi mắc thêm tụ điện, ta có mạch RUC với R = R, + R; = 32,501

2 — t+ 2 _ VR T (Le Go)

(2) chứng tổ rang A 1B, “phải la vat that va A,B, phai la anh

thật đối với gương cầu lõm

Nếu vật thật tiến lại gần gương thỉ ảnh thật của nó chạy

ra xa gương Như vậy:

Chỉ có một giá trị độc nhất của tiêu cự Ÿ thoả mãn được

đồng thời hai điều kiên (3) va (4) la f = 40 cm

Vậy, tiêu cự của gương cầu l6m 1a f’ = 40 cm

2 Hiện tượng giao thoa của sóng nước Dùng một thiết bị

để tạo ra hai nguồn dao động cùng chu kì và cùng pha trên mặt nước Hai nguồn như vậy gọi là hai nguồn kết hợp Mỗi nguồn tạo ra trên mặt nước một hệ sóng lan truyền theo những đường tròn đồng tâm Hai hệ sóng này cắt nhau, tạo nên trên mặt nước một họ những đường cong tại đó biên độ dao động -là cực đại và xen kẽ giữa chúng là một họ những đường cong khác tại đó mặt nước đứng yên Hai họ đường cong này không dịch chuyển (đứng yên)

Ta hãy giải thích hiện tượng Giả sử phương trình dao động của _ hai nguồn kết hợp A và B là u = a sinøt và sóng của chúng cùng truyền tới một điểm M của mặt nước theo hai đường di d,, d

(H 16.1) Nếu khoảng cách / giữa A và B là nhỏ so với các đường

đi d, và d, thì ta có thể coi biên: độ các sóng tới M là bằng nhau Gọi v là vận tốc truyền sóng

71

Phương trình dao động tại M

của hai dao động trên Độ lệch

pha giữa hai dao động thành

Tại những điểm mà hiệu

đường đi d =nÂ(n = 0,1,2 )

thì độ lệch pha Aœ = 2nz, hai

sống cùng pha với nhau, biên

nhất, gấp đơi biên độ của mỗi sĩng thành phần Quỹ tích của

những điểm như vậy là một họ các đường hypebol cĩ tiêu điểm

trung trực của AB (H 16.2,

đường đi d = (2n + 1) ội thì

độ lệch pha Aø = (2n + 1) z, hai sĩng ngược pha nhau, biên

độ sĩng tổng hợp bằng khơng Quỹ tích của những điểm này

cũng là một họ các đường hypebol khác cĩ tiêu điểm tại A và

B (các đường chấm chấm)

Hai họ đường hypebol trên xen kẽ nhau

Ta nhận thấy, độ lệch pha là một yếu tố quan trọng trong

việc giải thích hiện tượng giao thoa

Biến đổi y ta được

a) Gidi thich hién tuong : Hai nua chùm tia tới lăng kính

sinh ra từ cùng một chùm tia tới khe nên giống nhau về moi

mặt : bước sóng và pha ban đầu Do đó trong miền giao

nhau của hai chùm khúc xạ, hai sóng này giao thoa với nhau

Các vân sáng tối trên màn E chính là cực đại cực tiểu giao

thoa

b) Theo đữ liệu bài toán giữa hai điểm M và N có 7 khoảng

vân Vậy độ rộng vân

của khe Š qua lăng kính

thuộc bước sóng 4, khoảng

cách 5,5, = 6 giữa hai nguồn và khoảng cách

1 Khai niệm Uề sóng dừng |

Lấy một sợi dây dài, đầu A buộc cố định vào giá đỡ, đầu B

gắn vào một máy rung Ta kéo thẳng dây và máy rung làm

cho đầu B dao động Thay đổi tần số dao động của máy rung

đến một giá trị nào đó thì thấy sợi dây có một hình ảnh ổn

định, trong đó có những chỗ dao động với biên độ lớn, gọi là

bụng và những chỗ hầu như không dao động, gọi là nút

Sóng có các nút và các bụng cố định trong không gian gọi

là sống dừng (H.17.1)

2 Giải thích

Có thể giải thích hiện tượng sóng dừng như sau Dao động

truyền theo sợi dây từ B đến A, dưới dạng sóng ngang Tới Â

sóng phản xạ và truyền ngược lại về B Sóng tới và sóng phản

xạ là hai sóng kết hợp và ngược pha nhau tại A vỉ A không dao

động Hai sóng này giao thoa nhau tạo nên sóng dừng

TT A„Z ` “ ^% ⁄ ` “ sy ⁄“ B

đầu A và B cố định, như dây đàn Khi ấy, sóng tới và sóng

phản xạ luôn luôn ngược rha nhau ở cả hai đầu A va B

16

VỊ trí của các bung và các nút là cố định, khoảng cách giữa

hai nút hoặc hai bụng liền nhau đều bằng 4/2

Đối với các sống dọc, tuy hình ảnh sóng dừng có khác, nhưng

nó vẫn gồm có các nút (nơi không dao động ) và các bụng (nơi

bị nén và giãn mạnh nhất và khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liền nhau vẫn bằng 2/2

Để có sóng dừng thì điều kiện là độ dài của dây 1 = k

khi cả hai đầu dây đều cố định, với k = 1, 3, 3

3 Hiện tượng sóng dừng cho phép đo được  Đối với sóng

âm và nhiều loại sóng khác thỉ việc đo tần số f cũng đơn giản

Biết A va f ta x&c dinh duoc v = ff

Thí dụ với dây đàn có hai đầu cố định Quan sát sóng dừng

trên dây, biết chiều dài Ì của dây và số các bụng (k) ta tim

Độ lệch pha giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế:

cos p = = = 06

yp ~ 53° (hay bang 0,93 rad)

Từ giản đồ vectơ, (H 17.3) ta thấy ¡ nhanh pha hơn u một

Vì biểu thức của hiệu điện thế u:

u = U y2sinwt = 120ý2sin314t CV)

Vậy biểu thức của cường độ dòng điện:

¡ = I V2sin (314 t + 0,98) = 0,34 sin (314 t + 0,98) (A)

2 Biểu thức uạ và u,

Hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu bóng đèn:

| Up = IR = 0,24 300 = 72 V

Hiệu điện thế này cùng pha với cường độ dòng điện, nên ta

có biểu thức của hiệu điện thế tức thời:

Ug = UpV2sin(314t + 0,93) = 72V2 sin (314t + 0,93)

Con hiéu dién thé hiéu dang 6 hai đầu tụ:

U, = IZ, = 0,24 400 = 96 V

hiéu dién thế u„ sẽ trễ pha z/ 2 so với Up, ta co:

u.= UN2 sin |314t + 0,93 — 5 =

Cc

= 135,4 sin (314t - 0,64) (vôn)

Câu 17.3

1 Tim van tốc u uờ số uòng quay (tan sé vong) f

, Cân bằng lực Culông và lực hướng tâm, ta có

2 a Khi electron chuyén

từ mức năng lượng cao xuống mức năng lượng

thấp thỉì nguyên tử sẽ phát ra một bức xạ điện

từ cố tần số (ứng với bước sóng A)

o

hy = 5 cao mở thấp

Với bước sóng A dài nhất, tức là tần số nhỏ nhất, do đó trong dãy Lai man, bước sóng trên ứng với sự chuyển rời năng lượng từ qui đạo L đến qui đạo K (tức

năng lượng âm, chứng tỏ electron liên kết trong nguyên tử, năng

lượng thấp nhất ứng với n = 1, năng lượng cao nhất ứng với

n = œ và bằng không ; năng lượng > 0 chứng tỏ electron bứt

ra khỏi nguyên tử Do đó năng lượng cần thiết để bứt electron

ra khỏi nguyên tử là:

79