Bài tập định lượng chương 3-VL12 ( kèm đáp án)

Khoảng cỏch giữa hai điểm gần nhau nhất trờn dõy dao động ngược pha nhau là Dạng 2 Độ lệch pha Câu 1 Một sóng cơ học đợc truyền dọc theo phơng Oy với vận tốc v  1m / s.. Vận tốc của

Hệ thống nhanh kiến thức cơ bản

môn vật lý

(phần sóng cơ học) Hình thức trắc nghiệm

Bài tập và đỏp ỏn

Năm 2010

SểNG CƠ HỌC Câu hỏi định lợng

Vấn đề 1: Hiện tợng sóng

Dạng 1 Xác định các đại lợng đặc trng

Câu 1 Một người quan sỏt thấy một cỏnh hoa trờn hồ nước nhụ lờn 10 lần trong

khoảng thời gian 36s Khoảng cỏch giữa hai đỉnh súng kế tiếp là 12m Tớnh vận tốc truyền súng trờn mặt hồ.

Câu 2 Người ta gõy một chấn động ở đầu O một dõy cao su căng thẳng làm tạo

nờn một dao động theo phương vuụng gúc với vị trớ bỡnh thường của dõy, với biờn độ 3cm và chu kỳ 1,8s sau 3 giõy chuyển động truyền được 15m dọc theo dõy Tỡm bước súng của súng tạo thành truyền trờn dõy.

vận tốc truyền sóng Biết vận tốc của sóng lớn hơn vận tốc của thuyền.

Câu 5 Tại một điểm A trên mặt thoáng của một chất lỏng yên tĩnh, ngời ta nhỏ xuống đều đặt các giọt

4

,

0

tâm O, theo phơng truyền sóng.

Câu 7 Một súng ngang truyền trờn sợi dõy đàn hồi rất dài với vận tốc súng

0,2m/s, chu kỳ dao động 10s Khoảng cỏch giữa hai điểm gần nhau nhất trờn dõy dao động ngược pha nhau là

Dạng 2 Độ lệch pha

Câu 1 Một sóng cơ học đợc truyền dọc theo phơng Oy với vận tốc v  1m / s Quan sát hai điểm A

và B trên trên phơng truyền sóng cách nhau một khoảng d  40cm, cho thấy chúng luôn luôn dao

động cùng pha Tính tần số sóng, biết rằng bớc sóng chỉ vào khoảng từ 0 , 12m đến 0 , 17m.

Câu 2 Một sợi dây đàn hồi, mảnh, rất dài, có đầu O dao động với tần số thay đổi đ ợc trong khoảng từ

Hz

động cùng pha với O?

Câu 3 Một sợi dây đàn hồi rất dài có đầu O dao động theo phơng vuông góc với sợi dây tạo ra sóng

cm

Câu 4 Một dây đàn hồi rất dài có đầu A dao động theo phơng vuông góc với sợi dây Vận tốc truyền

Dạng 3 Viết phơng trình sóng

tại điểm O: u5 sin10t / 6 cm

sóng tại điểm M: u M 5 sin10t/ 6 cm

Dạng 4 Cho biết li độ ở thời điểm này tìm li độ ở thời điểm khác

Câu 1 Một sóng cơ học đợc truyền theo phơng Oy với biên độ không đổi Phơng trình dao động tại

6 sin 4

u  Tại thời điểm t 1 li độ của điểm O là u  2 3mm và u đang

giảm Tính li độ tại điểm O sau thời điểm t 1 một khoảng 3 s

Câu 2 Một sóng cơ học đợc truyền từ O theo phơng y với vận tốc v  40cm / s Dao động tại O có

2 sin 4

 s

Câu 3 Một sóng cơ học đợc truyền theo phơng Ox với biên độ không đổi Phơng trình dao động tại M

6 sin 4

















Dạng 5 Dựa vào phơng trình sóng xác định các đại lợng

Cõu 1 Một súng cơ học truyền dọc theo trục Ox cú phương trỡnh u = 28cos(20x - 2000t) (cm), trong đú x là toạ độ được tớnh bằng một (m), t là thời gian được tớnh bằng giõy (s).

Vận tốc của súng là

2 sin 4

Vấn đề 2: Hiện tợng giao thoa sóng

Dạng 1 Điều kiện giao thoa

Kiểu 1 : Hai nguồn kết hợp cùng pha

Câu 1 Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động

lõm

A d 1 d 2 4 mcm B d 1 d 2 4 m2cm C d 1 d 2 2 m1cm D d 1 d 2 2 m 1cm

Kiểu 2 : Hai nguồn kết hợp bất kì

Câu 1 Tại hai điểm S và 1 S2 trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng dao động theo phơng thẳng

đứng với các phơng trình lần lợt là u 1 a 1 sin50t/ 2 và u 2 a 2 sin50t Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là v  100cm / s Khi đó trên mặt chất lỏng xuất hiện các gợn lồi và gợn lõm hình hypebol xen kẽ nhau Một điểm M trên mặt chất lỏng cách các nguồn S 1và S 2 lần lợt là d 1và d 2

Xác định điều kiện để M nằm trên gợn lõm?

A d 1 d 2 4 m1cm B d 1 d 2 4 m 1cm C d 1 d 2 2 m1cm D d 1 d 2 2 m 1cm

Dạng 2 Điểm cực đại, cực tiểu

Kiểu 1 : Hỏi điểm M thuộc cực đại, cực tiểu

các phơng trình lần lợt là: u 1a 1 sin50t cm; u 2 a 2 sin50t/ 2 cm Khi đó trên mặt nớc xuất

cm

7

QS

QS 1 2  Hỏi các điểm P, Q nằm trên đờng dao động cực đại hay cực tiểu?

đứng với các phơng trình lần lợt là u 1a 1 sin30t/ 2 cm và u 2 a 2 sin 30tcm Vận tốc truyền

nằm trên gợn lồi hay gợn lõm?

Câu 3 Trong thí nghiệm giao thoa sóng, ngời ta tạo ra trên mặt nớc hai nguồn sóng A và B dao động

truyền sóng v  20cm / s; biên độ sóng không đổi khi truyền đi Một điểm N trên mặt nớc có hiệu

động cực đại hay đờng đứng yên? là đờng thứ bao nhiêu và về phía nào so với đờng trung trực của AB?

A Nằm trên đờng đứng yên thứ 3 kể từ trung trực của AB và về phía A

B Nằm trên đờng đứng yên thứ 2 kể từ trung trực của AB và về phía A

C Nằm trên đờng đứng yên thứ 3 kể từ trung trực của AB và về phía B

D Nằm trên đờng đứng yên thứ 2 kể từ trung trực của AB và về phía B

Kiểu 2 : Cho biết điểm M thuộc cực đại, cực tiểu

Câu 1 Trong một thí nghiệm giao thoa trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A và B dao động theo

ph-ơng thẳng đứng, cùng pha, cùng tần số f  20Hz tác động lên mặt nớc tại hai điểm A và B Tại một

điểm M trên mặt nớc cách A một khoảng d 1 25cm và cách B một khoảng d 2 20 , 5cm, sóng có

vận tốc truyền sóng trên mặt nớc

Câu 2 Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng

là d 1 30cm; d 2 25 , 5cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M và đờng trung trực của AB có hai dãy các cực đại khác Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nớc.

Câu 3 Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng

là d 1 19cm; d 2 21cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M và đờng trung trực của

AB không có cực đại nào khác Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nớc.

Câu 4 Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần

độ cực đại Giữa M và đờng trung trực của AB có ba dãy các cực đại khác Tính vận tốc truyền sóng trên mặt

n-ớc

Câu 5 Trong thí nghiệm giao thoa sóng, ngời ta tạo ra trên mặt nớc hai nguồn sóng A, B cách nhau

cm

vân cực đại là trung trực của đoạn AB và 14 vân cực đại dạng hypecbol mỗi bên Biết khoảng cách giữa

trên mặt nớc

các đoạn còn lại Tính vận tốc truyền sóng trong môi trờng đó

cùng phơng, cùng tần số, có pha lệch nhau không đổi theo thời gian Khi đó tại vùng giữa A và B ng ời

ta quan sát thấy xuất hiện 10 đờng dao động cực đại và những đờng này cắt đoạn AB thành 11 đoạn

mà hai đoạn gần các nguồn chỉ dài bằng một phần hai các đoạn còn lại Tính tần số sóng Biết vận

trỡnh x = 0,4sin(40t)cm Điểm M trờn mặt nước cỏch A và B cỏc khoảng MA = 14cm và

MB = 20cm luụn dao động với biờn độ cực đại Giữa M và đường trung trực của AB cũn cú hai dóy cực đại khỏc Tớnh vận tốc truyền súng trờn mặt nước

Câu 9 Một sợi dây thép nhỏ uốn thành hình chữ U (hai nhánh của nó cách nhau 8cm) đợc gắn vào

thành 6 đoạn mà hai đoạn đầu chỉ dài bằng một nửa các đoạn còn lại Tính vận tốc truyền

sóng trên mặt nớc.

Dạng 3 Số cực đại cực tiểu

Kiểu 1 Số cực đại cực tiểu trên đoạn thẳng nối hai nguồn

Câu 1 Tại hai điểm O và1 O 2 trên mặt chất lỏng cách nhau 10cm có hai nguồn phát sóng kết hợp dao động theo phơng trình: u 1a 1 sin 10tcm; u 2a 2 sin10t cm Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng v  20cm / s Tìm số cực đại trên đoạn O1O2.

dao động theo phơng trình: u 1a 1 sin 10tcm; u 2a 2 sin10t cm Vận tốc truyền sóng trên

4 t  cm

sin

4

cực đại trên đoạn thẳng AB

4 t  cm

sin

4

động cực tiểu trên đoạn thẳng AB

cm

t

4

sin

a

cm

Kiểu 2 Số cực đại cực tiểu trên EF thuộc đoạn thẳng nối hai nguồn

Câu 1 Tại hai điểm A vàB trên mặt chất lỏng cách nhau 15 cm có hai nguồn phát sóng kết hợp dao động theo phơng trình: u 1 a 1 sin 40tcm; u 2 a 2 sin40t cm Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng v  40cm / s Gọi E, F là hai điểm trên đoạn AB sao cho AEEFFB Tìm số cực đại trên đoạn EF

Câu 3 Tại hai điểm A và B trên mặt nớc cách nhau 16 cm có hai nguồn phát sóng kết hợp dao

động theo phơng trình: u 1a 1 sin 30tcm, u 2 a 2 sin30t/ 2 cm Vận tốc truyền sóng trên mặt

Kiểu 3 Số cực đại cực tiểu trên CD không thuộc đoạn thẳng nối hai nguồn

ph-ơng trình lần lợt là u 1 a 1 sin 8tcm, u 2 a 2 sin8t cm Hai nguồn đó, tác động lên mặt nớc tại

biên độ cực đại trên đoạn CD.

trình lần lợt là u 1a 1 sin40t/ 6 cm, u 2a 2 sin40t/ 2 cm Hai nguồn đó, tác động lên mặt

Gọi C và D là hai điểm trên mặt nớc sao cho ABCD là hình vuông Tính số

điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn CD.

Dạng 4 Phơng trình sóng tổng hợp

Kiểu 1 Viết phơng trình sóng và tính biên độ sóng tổng hợp

Câu 1 Trong thí nghiệm giao thoa sóng, ngời ta tạo ra trên mặt nớc hai nguồn sóng A và B dao động

điều hoà theo phơng trình: u A 5 sin10t/ 6 cm, u B5 sin10t/ 2 cm Biết vận tốc truyền sóng v  10cm / s; biên độ sóng không đổi khi truyền đi Viết phơng trình dao động tổng hợp tại điểm

M trên mặt nớc cách A một khoảng d 1 9cm và cách B một khoảng d 2 8cm

A u M 5 sin10t 49/ 6 cm B u M 5 sin10t 49/ 6 cm

C u M 5 sin10t 9/ 6 cm D u M 5 sin10t 9/ 6 cm

A.uM  8 cos   d1 d2 sin  240  t  2   d1 d2    cm B.uM  8 cos 2   d1 d2 sin  240  t  2   d1 d2    cm

C.uM  8 cos 2   d1 d2 sin  240  t    d1 d2    cm D uM  8 cos   d1 d2 sin  240  t    d1 d2    cm

10,75 cm, PA = 11 cm Biên độ dao động tổng hợp tại các điểm đó lần lợt là

thành 6 đoạn mà hai đoạn đầu chỉ dài bằng một nửa các đoạn còn lại Tính biên độ dao động tại M trên mặt nớc cách S 1 , S 2 lần lợt d 1 8cm, d 2 8 , 8cm.

Câu 4 Trong thí nghiệm giao thoa sóng, ngời ta tạo ra trên mặt nớc hai nguồn sóng A và B dao động

Câu 5 Trong thí nghiệm giao thoa sóng, ngời ta tạo ra trên mặt nớc hai nguồn sóng A, B cách nhau

10 t / 4 cm

sin

5

hay không? Xác định biên độ dao động đó

Câu 6 Hai đầu A và B của một dây thép nhỏ hình chữ U đợc chạm nhẹ vào mặt nớc Cho dây thép

tốc truyền sóng v  32cm / s và khoảng cách hai nguồn AB  6 , 5cm; biên độ sóng không đổi

cm

1

cm, NB 5 , 09cm

79

,

7

Kiểu 2 Hai vân cùng loại đi qua 2 điểm

mm

36 S

'

M

S

'

M 1 2  Tìm vận tốc truyền sóng trên mặt thuỷ ngân, các vân là cực đại hay cực tiểu.

Câu 2 Hai nguồn kết hợp S1, S2 dao động theo các phơng trình u 1 a 1 sin90t/ 4 cm,

90 t / 2 cm

sin

a

bậc k đi qua điểm P có hiệu số PS 1 PS 2 13 , 5cm và vân bậc k  (cùng loại với vân k) đi qua 2

vân nói trên là vân cực đại hay cực tiểu.

100 t / 2 cm

sin

2

sóng trên mặt nớc Các vân nói trên là vân cực đại hay cực tiểu.

 t  cm

sin

cm / s

30

v  Tìm tần số sóng Các vân nói trên là vân cực đại hay cực tiểu.

Kiểu 3 Điểm gần nhất dao động cùng pha, ngợc pha, lệch pha với các nguồn

Câu 1 Hai nguồn kết hợp S1, S2 cách nhau một khoảng là 50mm đều dao động theo phơng trình

mm

t 200

sin

a

không đổi khi truyền đi Hỏi điểm gần nhất dao động cùng pha với các nguồn nằm trên đ ờng trung

mm

t 200

sin

a

không đổi khi truyền đi Hỏi điểm gần nhất dao động ngợc pha với các nguồn nằm trên đờng trung

mm

t 200

sin

a

mm

t

20

sin

a

không đổi khi truyền đi Hỏi điểm gần nhất dao động ngợc pha với nguồn trên đờng trung trực của

2

1S

Câu 5 Trong thí nghiệm giao thoa sóng, ngời ta tạo ra trên mặt nớc hai nguồn sóng A, B dao động với

xuất hiện gồm một vân cực đại là trung trực của đoạn AB và có 14 vân cực đại dạng hypecbol phân

bố đều ở hai bên Khoảng cách giữa hai vân cực đại ngoài cùng đo dọc theo đoạn thẳng AB là

cm

5

,

sánh trạng thái dao động của các nguồn với trạng thái dao động của hai điểm M, N

A N dao động cùng pha với các nguồn, M dao động cực đại

B M dao động cùng pha với các nguồn, N không dao động

C N dao động ngợc pha với các nguồn, M không dao động

D M dao động ngợc pha với các nguồn, N không dao động

Vấn đề 2 sóng dừng

Dạng 1 Sóng dừng trên dây

Câu 1 Một thanh mảnh đàn hồi OA có đầu A tự do, đầu O đ ợc kích thích dao động theo phơng vuông

Xác định số nút và số bụng:

Câu 2 Một thanh mảnh đàn hồi OA có đầu A tự do, đầu O đ ợc kích thích dao động theo phơng vuông

cm

Câu 3 Một thanh mảnh đàn hồi OA có đầu A tự do, đầu O đ ợc kích thích dao động theo phơng vuông góc với thanh với tần số f  100Hz Biết vận tốc truyền sóng trên thanh là 4m / s Chiều dài của thanh phải là bao nhiêu để trên thanh có 8 bụng sóng dừng với O là nút A

là bụng?

Câu 4 Một thanh mảnh đàn hồi OA dài 15 cm có đầu A tự do, đầu O đợc kích thích dao động theo

8 bụng sóng dừng với O là nút A là bụng? Tính f

Caõu 5 Cho moọt soựng taàn soỏ f = 10 (Hz) truyeàn treõn sụùi daõy coự chieàu daứi 10 (m) Khi coự soựng dửứng ta thaỏy treõn daõy coự 5 nuựt (keồ caỷ 2 nuựt ụỷ 2 ủaàu) Vaọn toỏc truyeà soựng treõn daõy laứ:

Caõu 6 Moọt daõy ủaứn daứi 60 cm phaựt ra aõm thanh moọt aõm thanh coự taàn soỏ 100Hz Quan saựt treõn daõy ủaứn, ngửụứi ta thaỏy coự 4 nuựt (goàm caỷ hai nuựt ụỷ hai ủaàu daõy) vaứ 3 buùng Tửứ giaỷ thieỏt ủoự, ủieàu naứo sau ủaõy laứ sai?

Caõu 7 Soựng truyeàn treõn sụùi daõy ủaứn ủửụùc caờng thaỳng qua 2 ủieồm AB coự bửụực soựng laứ 12cm, treõn daõy ủaứn coự soựng dửứng ẹieàu naứo sau ủaõy laứ sai Taùi moọt ủieồm treõn daõy ủaứn caựch A moọt ủoaùn

Câu 8 Một sợi dây có chiều dài 1 m hai đầu cố định Kích thích cho sợi dây dao động với tần số f thì

Dạng 2 Sóng dừng trong cột khí

Câu 1 Một nguồn dao động với tần số f  212 , 5Hz, tạo thành sóng âm dừng Tính khoảng cách giữa một bụng và một nút gần nhất trên đoạn thẳng nối hai nguồn Biết vận tốc truyền âm trong không khí là v  340m / s.

Câu 2 Một âm thoa nhỏ đặt trên miệng của một ống không khí hình trụ AB, chiều dài l

của ống khí có thể thay đổi đợc nhờ dịch chuyển mực nớc ở đầu B (xem hình vẽ ) Khi

âm thoa giao động ta thấy trong ống có một sóng dừng ổn định Vận tốc truyền âm

âm thanh nghe to nhất Biết rằng với ống khí này đầu B bịt kín là một nút sóng, đầu A

thấy âm thanh cũng nghe rất rõ Xác định số bụng sóng trong phần giữa hai đầu A, B

Câu 3 Để đo vận tốc truyền sóng âm trong không khí ta dùng một âm thoa có tần số

Hz

1000

thuỷ tinh (hình vẽ) Thay đổi độ cao của cột không khí trong bình bằng cách đổ dần nớc vào bình Khi

thích hiện tợng và tính vận tốc truyền âm trong không khí

yếu trong phòng thí nghiệm tạo nên sóng dừng cơ bản trong một ống bằng bìa cứng có độ dài

cm

67 với hai đầu để hở Xác định tần số âm nghe đợc khi áp chặt tai vào một đầu ống (một đầu là nút, một đầu là bụng sóng dừng gần nhất).

yếu trong phòng thí nghiệm tạo nên sóng dừng cơ bản trong một ống bằng bìa cứng có độ dài

cm

Dạng 3 Biểu thức sóng dừng

















2 t 20 cos 4

x sin 2 u (cm) Trong đó u là li độ tại thời điểm t của một phần tử trên dây mà vị trí cân bằng của nó cách gốc O một khoảng là x (x: đo bằng cm, t: đo bằng giây) Xác định vận tốc truyền sóng dọc theo dây.

Trong đó, u là li độ dao động tại thời điểm t của một phần tử trên dây mà vị trí cân bằng của nó cách

gốc toạ độ O một khoảng x (x: đo bằng mét; t: đo bằng giây) Cho biết bớc sóng   0 , 4 m , tần số

mm

3

x sin 5 , 0

động tại thời điểm t của một phần tử trên dây mà vị trí cân bằng của nó cách gốc toạ độ O một

khoảng x (x: đo bằng cemtimét; t: đo bằng giây) Tính vận tốc truyền sóng trên dây.

3

x sin 5 , 0

động tại thời điểm t của một phần tử trên dây mà vị trí cân bằng của nó cách gốc toạ độ O một

khoảng x (x: đo bằng cemtimét; t: đo bằng giây) Vận tốc của một phân tử trên dây có toạ độ

cm

5

,

1

tại thời điểm t của một phần tử trên dây mà vị trí cân bằng của nó cách gốc toạ độ O một khoảng x (x:

3

x sin 2

tại thời điểm t của một phần tử trên dây mà vị trí cân bằng của nó cách gốc toạ độ O một khoảng x (x:

điểm t4/ 3 s là

Vấn đề 3 sóng âm

Câu 1 Tại sao khi mắt nhìn thấy tia sét nhng mãi một thời gian sau đó mới nghe thấy tiếng sấm? Nếu

B Vì vận tốc truyền ánh sáng từ tia sét là rất lớn, còn vận tốc truyền âm thanh rất bé Khoảng cách từ

C Vì vận tốc truyền ánh sáng từ tia sét là rất lớn, còn vận tốc truyền âm thanh rất bé Khoảng cách từ

0 10 W/m

A 108 W / m 2

B 109W / m 2

C 1010W / m 2

D 1011W / m 2

Câu 3 Cờng độ âm tăng 100 lần thì mức cờng độ âm tăng bao nhiêu dB?

Câu 4 Độ to của âm có đơn vị đo là phôn, đợc định nghĩa nh sau: Hai âm lợng hơn kém nhau 1 phôn

 

I

I lg 10

1

2

âm này chỉ còn có độ to 40 phôn Tính tỉ số các cờng độ âm ở hai nơi đó.

0 10 W / m

của âm đó tại A.