Sáng kiến kinh nghiệm phương pháp giải Đề thi trắc nghiệm chương sóng cơ và sóng Âm Ôn thi tốt nghiệp và Đại học

Trong để thị tuyển sinh ĐH và CĐ năm 2010, năm 2011, mỗn Vật Lý có những câu trắc nghiệm định lượng khá khó mà các đề thi trước đó chưa có, nếu chưa gặp và chưa giải qua lần nào thì thí

SỐ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BONG NAI

Truong TIIPT Binh Son

CARI CRED

SANG KIEN KINH NGHIEM

PHU ONG PHAP GIAIDE THI TRAC NGHIEM

CHƯƠNG SÓNG CƠ & SÓNG ÂM

ÔN THỊ TÓT NGHIỆP VẢ ĐẠI HỌC

SỐ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BONG NAI

Truong TIIPT Binh Son

Sở GIA&ÐT Đông Nai CỘNG HÒA XÃ HỘI CHÚ NGHĨA Y1

Trường THPT Bình Sơn Đóc lâp — Tư do — Hanh phúc

4 Địa chỉ : Thôn 1, Bình Sơn, Long Thành Đồng Nai

$ Điện thoại Cơ quan : 0613533100 ĐTDP : 0907312606

6 Email :

7 Chức vụ : Giáo Viên

8 Dơn vị công tác : Trường THPT Binh Son

IL TRINH DO DAO TAO:

- Hoe vi : Car nan Vat 14

- Năm nhận bằng : 2005

- Chuyên ngành dào tạo : Vật Lí

TIT KINH NGHIEM KHOA HỌC :

- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm : Dạy vật lí

- Số năm co kinh nghiệm : 6 năm

- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây

PHƯƠNG PHÁP GIẢI ĐÈ THỊ TRÁC NGHIỆM

CHƯƠNG SÓNG CƠ & SÓNG ÂM

ÔN THỊ TÓT NGHIỆP VÀ ĐẠI HỌC

Lĩnh vực nghiên cứu :

tối tru các câu trắc nghiệm, đặc biệt là các câu trắc nghỉ mm dịnh lượng lá rất cần thiết để

có thể đạt được kết quả cao trong kì thi Trong để thị tuyển sinh ĐH và CĐ năm 2010,

năm 2011, mỗn Vật Lý có những câu trắc nghiệm định lượng khá khó mà các đề thi trước

đó chưa có, nếu chưa gặp và chưa giải qua lần nào thì thí sinh khỏ mà giải nhanh vả chính xác các câu này, mặt khác về lý thuyết cung như bài tập về sóng các em cỏn mơ hồ

so với các chương khác nên việc giải để thi trong chương này còn khó khăn hơn

Tổ giúp các em học sinh nhận dạng được các câu trắc nghiệm định lượng từ đó có thể giải nhanh và chính xác tùng câu, tôi xin tập hợp ra đây các bài tập điện hình trong sách giáo khoa, trong sách bải tập, trong các để thi tốt nghiệp THPT, thi tuyển sinh 2H —

CD trong những năm qua và phân chúng thành những đạng cơ bản tù đó đưa ra phương

pháp giải cho từng dạng Hy vọng rằng tập tải liệu này giúp ích được một chút gì đó cho

các quí đồng nghiệp trong quá trình ging day vả các em học sinh trong quá trình kiểm

tra, thi cử

Il THUC TRANG TRUOC KHI THUC HIEN CAC GIAI PHAP CUA BE

TÀI:

1, Thuận lợi :

“Trước khi thực hiện để tải nảy ở trường THPT Bình Sơn, qua tìm hiểu vả trao đổi

với đồng nghiệp tôi nhận thay

- Da số học sinh ham mê học bộ môn Vật li, nhưng khi làm các bài tập vật lí các

cm thường lúng túng trong việc định hướng giải, có thể nói hầu như các em chưa biết

cách giải cũng như trình bảy lời giải, nhất là nhưng câu hồi trong dễ thì tắt nghiệp dại học

- Một số học sinh khả giỏi rất có hứng thứ tìm tòi lời giải những bài toán nhưng

phương phán đại số thì rất đài và đễ sai xót nên không phủ hợn với phương pháp kiểm tra

danh giá theo hình thức trắc nghiêm hiện nay

- Trình dộ tiếp thu của học sinh không dang đều, kiến thức vẻ hình hoc con hạn

chế, chưa biết vận dụng các hê thức lượng trong lam giác vuông,

- Học sinh chưa có phương pháp tổng quan để giải một bải tập Vật lí, bài tập về

đao động điều hòa nói riêng

lên thứ

~ Học sinh chưa biết vận dụng liên kết các

- Nội dung cấu trúc chương trình sách giáo khoa mới hầu như không dánh thời

lượng cho việc hướng dẫn học sinh giải bài tập hay luyện tập, dẫn đến học sinh không có

điều kiện bố sung, mở rộng vả nâng cao kiến thức cũng như rèn kỹ năng giải bài tập dao đông điền hòa

IIL NOI DUNG DE TAI:

1 Cơ sở lý luận :

a Mục đích nghiên cứu

Làm quen với phương pháp giải bài thi trắc nghiệm

Tìm cho mình một phương pháp giải nhanh để tạo ra không khí hứng thủ và lôi

cuốn nhiều học sinh tham gia giải các bái lập lý, đồng thời giúp các em đạt được kết quả

cao trong các kỷ thị

Nghiên cứu phương pháp pidng day bài tập vật lý với quan diém tiếp cận mới

“Phương pháp Trắc nghiệm khách quan ”

Việc nghiền cứu để tài này nhằm giúp học sinh củng cố được kiến thức, rèn luyện

được phương pháp giải bài tập trắc nghiệm, nâng cao chât lượng học tập bộ môn vật lý

b Đối tượng nghiên cứu

Các tiết bải tập của “Chương II: Sóng cơ và sóng âm” môn vật lí lớp 12 ban cơ bản

Déi tượng sử dụng đề tài: Học sinh học lớp 12 ôn thi tốt nghiệp và thi tuyển sinh đại học, cao đẳng

e Nhiệm vụ nghiên cứu

Dề tài nêu ra phương pháp giải các đạng bài tập trắc nghiệm bằng cách rút ra các công thức thu gọn rút ra từ cách giải bài tập tự luận, từ đó giúp học sinh hình thành phương pháp luận căn bản để giải quyết nhanh nhất các dạng bài tập trắc nghệm khi tham

gia các kì thi tốt nghiệp và đại học, đồng thời phân biệt và áp dụng được trong các điều

kiên cụ thể của từng bài tập

Bên cạnh dó, giúp các em rẻn luyện kĩ năng làm bai tập trắc nghiệm

2 Mật số biện pháp thực hiện các giải phán của dễ tài

Nghiên cứu lý thuyết

Giải các bài tập vận dụng

Xác định đối tương học sinh áp dụng đề tài

Đưa ra một số công thức, ý kiến chưa ghi trong sách giáo khoa nhưng được suy ra khi giải một số bài tập diễn hình

Kiểm tra sự tiếp thu của học sinh bằng các dễ ôn luyện

Đánh giá, đưa ra sự điều chỉnh, bễ sung che phủ hợp

Cuối phần có các câu trắc nghiệm luyện tập là đề thu ĐH — CĐ trong cáo năm qua

- NOI DUNG

* Cé sé li lun va bién pháp thục hiện các giải pháp của để tài

1 Từm các đại lượng đặc trưng của sông — Việt phương trình sing

* Các công thức:

— Vận tốc truyền sóng: V— As _a_ Af

~ Hai điểm trên phương truyền sóng cách nhau một số nguyên lần bước sóng (d — kA) thì

dao dộng cùng pha, cách nhau một số nguyên lẻ nữa bước sóng (đ — (2k + 1 ý } thi dao động ngược pha

Năng lượng sóng W = ` me PA,

~ Tại nguẫn phát © phương trình sóng là uọ = acos(at + @) thì phương trình sóng tại M

trên phương truyền sóng là: tụ — acos(00t + @ - nt) —acos(@t> @ - ane)

— Dệ lệch pha cứa hai đao động giữa hai điểm cách nhau một khoảng đ trên phương

truyền sống là: Átp — a

* Phizong pháp giải:

Để tìm uác đại lượng đặc trưng của sóng ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng

đã biết và đại lượng edn Lim Lừ đỏ suy ra vả tỉnh đại lượng ‹ cần tìm

Lưu ý: Các đơn vị trong các đại lượng phải tương thích: nêu bước sóng, khoảng cách tính

bằng cm thì vận tắc phải ding don vị là cm⁄s; nêu bước sóng, khoảng cách tính bằng m

thì vận tốc phải dùng đơn vị là m/s

— Đề viết phương trình sóng tại điểm Xi khi biết phương trình sóng tại nguồn © thi chủ

yếu là ta tìm pha ban đầu của sóng tại M: @w — @ - an T= Đ-2n"

ưm ý: - Nếu M ữ trước O theo chiêu truyền sóng thì x é 0;M 6 sau O theo chiều truyền

séng thi x > 0

- Ham cos va ham sin 14 ham tun hoan với chủ kì 2 nên trong pha ban đầu của

phương trình sóng ta có thể cộng vào hoặc trừ đi một số chăn của 4 để pha ban đầu trong

phương trình cỏ trị tuyệt đối nhö hơn 2

* Bài tập mình họa:

1 Một người áp tai vào đường ray tàu hỏa nhe tiếng búa gỏ vào đường ray cách đó ! km Sau 2,83 s người đó nghe tiếng búa gỏ truyền qua không khí Tính tốc độ truyền âm trong thép làm đường ray Cho biết tốc độ âm trong không khí là 330 m/s

2 Trên mặt một chất lỏng có một sóng cơ, người ta quan sát được khoảng cách giữa 15 đỉnh sóng liên tiếp là 3,5 m và thời gian sóng truyền được khoảng cách đó là 7 s Xác định bước sóng, chu kì vả tân số của sóng đó

3 Tại một điểm trên mặt chất lỏng có một nguồn dao động với tần số 120 Hz, tạo ra sóng

én dinh trén mat chất lỏng Xét 5 gợn lỗi liên tiếp trên một phương truyền sóng, ở về một phỉa so với nguồn, gon thir nhất cách pơn thứ năm 0,5 m Tỉnh toc da truyén sóng trên

mặt chất lòng

4 Một sóng có tần số 500 Hz và tốc độ lan truyền 350 mưs Hỏi hai điểm gần nhất trên

phương truyền sóng cách nhau một khoảng bao nhiều đề giữa chúng có độ lệch pha ‡

§ Một sóng âm truyền Irong thép với tốc dộ 5000 mms Biết dộ lệch pha của sóng âm đỏ ở

‘Vinh

hai điểm gần nhau nhất cách nhau 2 m trên cùng một phương truyền sóng lả =

bước sóng và tần số của sóng âm đó

7 `

à a 4

` 2

dao động tại hai điểm gần nhau nhất trên củng một phương truyền sóng cách nhau 0,5 m

có dộ lệch pha là ' Xác dinh chủ ki, tần số và tốc độ truyền của sóng dé

7 Miệt sống ngang truyền trên sợi dây rất dài có phương trình sóng là

u=6cos(ứm 0Ú, ,027) Trong đỏ u và x được tỉnh bằng cm va t tinh bằng giây Hãy xác

định: Biên đô, tần số, bước sóng và vận tốc truyền sóng,

8 Một sợi dây đản hồi, mảnh, rất dài, có đầu O dao động với tần số f thay đổi trong

khoảng từ 40 Hz dến 53 Hz, theo phương vuông góc với sợi dây Sóng tạo thành lan

truyền trên dây với vận tốc v — 5 mis

a) Cho f = 40 Hy Tinh chu kỳ và bước sóng của sóng trên đây

b) Tính tần số f để điểm M cách O một khoảng bằng 20 em luôn luôn đao động cùng, pha với dao déng tai O

9 Một mũi nhọn 8 dược gắn vio đầu một lá thép nằm ngang và chạm nhẹ vào mặt nước

Khi lá thép đao động với tần số [ — 120 Ile, tạo ra trên mặt nước mộI sóng có biên độ

0,6 cm, Điểt khoảng cách giữa 9 gơn lồi liên tiếp là 4 em Viết phương trình sóng của

phan tử tại điểm M trên mặt nước cách S một khoảng 12 cm Chọn gốc thời gian lúc mũi

nhọn cham vao mat thodng va di xuống, chiều đương hướng lên

19 Một sóng ngang truyền từ AM đến Ö rồi đến N trên cùng một phương truyền sóng với

vận tốc v = 18 mưs Biết MN = 3 m và MO = ƠN Phương trinh sóng tại © là

to — 5cos(47 L~ z ) (em) Vidt phuong trình sóng tai M va N

Phuong trình sáng tại nguồn S: u— Acos(@t | @)

Ta có œ0 = 2RF= 240 rad/s; khi t= 0 thi x = 0 cos = 0 = cos(+=):

vìv<0*2 p- ; _ Vậy tai ngudn $ la o6: u — 0,6cos(240n | 2) (em) Tai Mia ca

— 0,6c08(240m + =~ == y- 0,6c0s(240mt += - 48m) — 0,6cos(240mt + *) (cm)

10 Ta cé: A=vT = * ta =9m_ ViM 6trudc O theo chiều truyền sóng nên:

— 5cos(dmt- 2 +21 ie) ~ Seostan t- 2 ~ 2)— Scos(an t+ 2) (em) N & sau 0

Nếu tại hai nguồn S¡ và 5; cùng phát ra hai sóng giống hệt nhau có phương trinh sóng

là: — uy — Acos@t và bố qua mắt mắt năng lượng khi sóng truyền đi thì thì sóng tại MI

(với 5M = dị; 8M = dy) là tổng hợp hai sóng từ 8; và Sa truyền tới sẽ có phương trình

là

use ~ 2Acos 4} cos(at- 4 +4) A

2ad, d,)

4

~ Tại M có cực đại khi dạ - đị = kÄ; có cực tiểu khi đ; - đị = Qk+ be

Độ lệch pha của hai sóng từ hai nguồn truyén ui M LA: Ag —

— Số cực đại và cực tiểu trên đoạn thẳng nối hai nguần là số cáo giá trị của k Œ e z) tinh

theo công thức (không tinh hai nguồn)

Cực đại: 9 + ẤP < đổ: AP cực tiểu: - 1 AP cy HT Ae

“Với: Àq — @; - @ị Nếu hai nguần dao động củng pha thì tai trung diểm của doan thẳng,

nổi hai nguồn là cực đại Nếu hai nguồn đao động ngược pha thỉ lại trung điểm của đoạn thẳng nối hai nguồn là cực tiểu

— Số cực đại và cực tiểu trên đoạn thẳng nối hai điểm MI và N trong vùng có giao thoa (M gần 8a hơn $¡ còn N thi xa S; hơn §¡) là số các giá trị của k Œ& © 2) tính theo công thức

~ Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề của sóng dửng lá z

— Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề của sóng dừng là 2

— Hai điểm đổi xứng nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha, hai điểm đổi xứng nhau qua nút sóng luôn đao động ngược pha

Để có bụng sóng tại điểm M cách vật cân cố định một khoảng d thì: d — kệ 1 4, ke

z

— Đề có nut séng tai diém M cach vật cản cô định một khoảng d thỉ: d — kể: kez

— Để có bụng sóng tại điểm MI cách vật cản tự đo một khoảng d thì: d — kế: keZ

~ Dễ có nút sóng tại điểm Mĩ cách vật cản tự do một khoảng đ thì: đ = kết 3, kcz

Điều kiện để có sóng đừng trên sợi dây có chiêu dai 7:

Hai đầu là hai nút hoặc hai bụng thì: ï ~ kế

Một đầu là nút, một đầu là bụng thì: / ~ (2k + Đề

* Phương phúp giải:

Dể tìm một số đại lượng liên quan đến sự giao thoa của sóng, sóng dừng ta viết biểu thức liên quan đến các đại lượng đã biết và đại lượng cần tim tir dé suy ra va tinh đại lượng cần tìm

* Bài tập minh hoa:

1 Trong thí nghiệm piao thoa sóng người ta tạo ra trên mặt nước 2 nguồn sóng A, B dao

động với phương trỉnh uạ = ug = 5cos107t (cm) Vận tốc sóng là 20 cm/s Coi biên độ sóng không đổi Viết phương trình dao động tại điểm M cách A, B lần lượt 7,2 cm và 8.2 cm

2 lrong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn củng tần số 50 Hz "Biết

khoảng cách giữa hai diễm dao dông cực đại gần nhau nhất trên dường nối hai nguồn là

5 em Tính bước sóng, chu kì và tốc độ truyền sóng trên mặt nước

3 Trong thí nghiệm giao thoa sóng, người ta tạo ra trên mặt nước hai nguồn sóng A, B

đao động với phương trình uạ = up = 5cosl0nt (cm) Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là

19

20 cm⁄s Diểm N trên mặt nước với AN BN = - 10 cm nằm trên đường đao động cực đại hay cực tiểu thứ mấy, kể từ đường trung trực của AB?

4 Hai nguồn kết hợp A và B cách nhau một đoạn 7 cm đao động với tần số 40 Hz, tốc độ

truyền sóng là 0,6 mứs Tìm số diễm dao động cực dại giữa A và B trong các trường hợp,

a) Hai nguôn dao động cùng pha

b) Hai nguồn đao động ngược pha

5 Ổ bể mặt một chất lông có hai nguồn phát sóng kết hợp 8; và 8; cách nhau 20 em Hai

nguồn này dao động theo phương thắng đứng cỏ phương trinh sóng là u, = 5cos40mt

(mm) và tạ = 5cos(40mt ! z) (am) Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lồng là 80 cm/s Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thing $15,

6 Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hop A va B cách nhau 20 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uạ — 2cos40m và

up = 2cos(40nt + 2) (ua và us tính bằng mm, t tính bằng s) Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lồng là 30 cm/s Xét hình vuông AMINB thuộc mặt thoáng chất lỏng

'Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn BM

7 Trên một sợi đây dàn hồi có chiều dài 240 em với hai dầu cố định cỏ một sóng dừng,

với tần số f— 50 Hz, người ta đếm được có 6 bụng sóng 'ính vận tắc truyền sỏng trên

dây Nếu vận tốc truyền sóng là v = 40 mús và trên dây có sóng đừng với 12 bụng sóng

thì chu kỷ sóng lả bao nhiễu?

8 Trong một ông thẳng dải 2 m, bai đầu hớ có hiện lượng sóng đừng xáy ra với một âm

có tần số [ Biết trong ông có hai nút sóng và tắc độ truyền âm là 330 mís Xác dịnh bước

sóng, chu kì và tần số của sóng,

9 Môi sợi đây AB dải 100 em căng ngang, đầu Ð cố định, đầu A gắn với một nhánh của

âm thoa dao động điều hòa với tần số 40 I1z Trên đây AD có một sóng dừng ổn định, A được coi là nút sóng Tốc độ truyền sóng trên đây 14 20 mvs Tim số nút sóng vả bụng sóng, trên dây, kể câ A và B

10 Một sợi đây AB đải 50 cm Dầu A đao động với tần số f = 50 Hz Dầu B cé định Trên đây AB có một sóng dùng ổn định, A được coi là nút sóng, Tốc độ truyền sóng trên dây là 1 m/s Hoi diém M cách A 3,5 cm là nút hay bụng thứ mấy kế từ A và trên dây có

bao nhiều nút, bao nhiéu bung kế cả A và B

* Dap số và hướng dẫn giải: