Phơng trình sóng cơ là một hàm biến thiên tuần hoàn trong không gian với chu kì λ * H ướng dẫn : Súng cơ học là những dao động cơ học lan truyền theo thời gian trong một mụi trường vật c
Trang 1CHƯƠNG II: SểNG CƠ VÀ SểNG ÂM
A DẠNG I: ĐẠI CƯƠNG VỀ SểNG CƠ
Súng cơ súng ngang, súng dọc, chu kỡ, tần số, vận tốc truyền súng, biờn độ súng, năng lượng súng.
Súng cơ học là những dao động cơ học lan truyền theo thời gian trong một mụi trường vật chất.
Súng ngang
Súng dọc là súng cơ cú phương dao động của cỏc phần tử mụi trường trựng với phương truyền súng
Chu kỡ của súng là chu kỡ dao động chung của cỏc phần tử vật chất khi súng truyền qua Kớ hiệu: T (Số chu kỡ
trong 1 đơn vị thời gian là tần số f )
Bước súng là khoảng cỏch giữa 2 điểm gần nhau nhất dao động cựng pha trờn cựng phương truyền súng
(Quóng đường súng truyền đi được trong một chu kỡ súng)
* Kớ hiệu λ
Biờn độ súng tại một điểm súng truyền qua bằng biờn độ dao động của p.tử vật chất tại điểm đú Kớ hiệu A.
Tốc độ truyền súng là tốc độ lan truyền dao động trong mụi trường: v f
Tλ λ
= =
Từ biểu thức tốc độ súng suy ra: λ = vT =v/f, ta cú định nghĩa khỏc về bước súng:
“Bước súng là quảng đường súng truyền đi trong 1 chu kỡ”
Quỏ trỡnh truyền súng là quỏ trỡnh truyền năng lượng (cũng là sự truyền pha dao động)
Biờn độ súng = biờn độ dđ của phần tử vật chất (cú thay đổi khi truyền), chu kỡ-tần số súng =chu kỡ tần số dđ(khụng đổi khi truyền), nhưng vận tốc súng khỏc với vận tốc dao động của cỏc phần tử vật chất
Phương của một súng hỡnh sin truyền theo trục x
T A t A
cos cos
+ Pt súng tại điểm M cỏch O một đoạn x là: u M Acos (t x) Acos 2 (t x)
λ
Hay:
−
=
λ
π
A
trong đú uM là li độ tại M cú tọa độ x vào thời điểm t
* Cõu 1 : Chọn câu trả lời sai:
A Sóng cơ học là những dao động truyền theo thời gian và trong không gian
B Sóng cơ học là những dao động cơ học lan truyền theo thời gian trong một môi trờng vật chất
C Phơng trình sóng cơ là một hàm biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì T
D Phơng trình sóng cơ là một hàm biến thiên tuần hoàn trong không gian với chu kì λ
* H ướng dẫn : Súng cơ học là những dao động cơ học lan truyền theo thời gian trong một mụi trường vật chất
=> Chọn cõu A
* Cõu 2: Cụng thức liờn hệ vận tốc truyền súng v, bước súng λ, chu kỡ súng T và tần số súng f là:
T
v
=
=
f
v
vT =
=
f T
v = λ = λ
* Hướng dẫn: Từ cụng thức v f
Tλ λ
= = => Chọn C
* Cõu 3: Một súng truyền trờn mặt biển cú bước súng λ=2m Khoảng cỏch giữa hai điểm gần nhau nhất trờn cựng một phương truyền súng dao động cựng pha nhau là:
* Hướng dẫn: Bước súng là khoảng cỏch giữa 2 điểm gần nhau nhất dao động cựng pha trờn cựng phương
truyền súng => Chọn cõu D.
* Cõu 4: Một súng cơ học cú tần số 420 Hz lan truyền trong khụng khớ với tốc độ 336m/s Độ lệch pha của súng
tại hai điểm A, B trong mụi trường truyền súng cỏch nguồn õm trờn lần lượt là 4,2m và 4,4m là:
A
4
π
2
π
4
3 π rad
Ngày soạn: 09/05/2011
Tuần: 02
A
Phương truyền súng
Trang 2* Hướng dẫn: Bước súng
f
v
=
λ = 0,8 m Độ lệch pha giữa A, B nằm trong mụi trường truyền súng: 2
λ π
AB
d d
rad
* Cõu 5: Một súng õm cú tần số 425 Hz lan truyền trong khụng khớ với vận tốc 340 m/s Độ lệch pha giữa hai
điểm M, N cỏch nhau 0,4m trờn cựng một phương truyền súng là:
A
4
π
2
π
4
3 π rad
* Hướng dẫn: Bước súng
f
v
=
λ = 0,8 m Độ lệch pha giữa M, N nằm trờn cựng một phương truyền súng: π
λ
π MN
MN = 2
BÀI TẬP CÙNG DẠNG Cõu 1: Quá trình truyền sóng là quá trình truyền
A pha dao động B truyền năng lợng C truyền trạng thái dao động D cả A,B,C
Cõu 2: khi một sóng cơ học truyền từ không khí vào nớc thì đại lợng nào sau đây không thay đổi:
Cõu 3: Chọn định nghĩa đúng về bớc sóng
A Bớc sóng là quãng đờng truyền của sóng trong thời gian một chu kì
B Bớc sóng là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm có dao động cùng pha ở trên cùng một phong truyền sóng
C Bớc sóng là đại lợng đặc trng cho phơng truyền của sóng
D A và B
Cõu 4 Một ngời quan sát trên mặt biển thấy chiếc phao nhô lên cao 10 lần trong 36 s và đo đợc khoảng cách hai
đỉnh lân cận là 10m Tính vận tốc truyền sóng trên mặt biển
Cõu 5: Tỡm vận tốc súng õm biểu thị bởi phương trỡnh: u = 28cos(20x - 2000t)
Cõu 6: Một nguồn sóng cơ dao động điều hoà theo ph ơng trình
=
2 10 cos π t π
A
giữa hai điểm gần nhau nhất trên phơng truyền sóng mà tại đó dao động của các phần tử môi tr ờng lệch pha nhau
2
π
là 5 (m) Hãy tính vận tốc truyền sóng
Cõu 7: Thực hiện thớ nghiệm giao thoa súng trờn mặt chất lỏng với hai nguồn súng kết hợp Những điểm
dao động cú biờn độ lớn nhất, khi:
A ; 0 , 1 , 2 ,
2
2
B ; 0 , 1 , 2 ,
2
2
C d1 − d2 = n λ ; n = 0 , 1 , 2 , D d1+ d2 = n λ ; n = 0 , 1 , 2 ,
Cõu 8: Trong thớ nghiệm tạo võn giao thoa súng trờn mặt nước, ngườI ta nguồn dao động cú tần số 100 Hz và đo
được khoảng cỏch giữa hai gợn súng liờn tiếp nằm trờn đường nối hai tõm dao động là 4 mm Vận tốc súng truyền trờn mặt nước là
A v = 0,2 m/s B v = 0,4 m/s C v = 0,6 m/s D v = 0,8 m/s
Cõu 9: Chọn dữ kiện đỳng nhất trong cỏc dữ kiện sau điền vào chổ trống bờn dưới:
Súng cơ học là quỏ trỡnh truyền… trong một mụi trường vật chất theo thời gian
A dao động B cỏc phần tử vật chất C năng lượng D A hoặc C
Cõu 10: Điều nào sau đõy khi núi về phương dao động của cỏc phần tử tham gia súng ngang?
A Nằm theo phương ngang B Vuụng gúc với phương truyền súng
C Nằm theo phương thẳng đứng D Trựng với phương truyền súng
Cõu 11: Điều nào sau đõy khi núi về phương dao động của cỏc phần tử tham gia súng dọc?
A Nằm theo phương ngang B Vuụng gúc với phương truyền súng
C Nằm theo phương thẳng đứng D Trựng với phương truyền súng
Cõu 12: Súng ngang truyền được trong cỏc mụi trường :
A rắn, lỏng và khớ B rắn và trờn mặt mụi trường lỏng C lỏng và khớ D khớ và rắn
Trang 3Câu 13: Sóng dọc truyền được trong các môi trường :
A rắn, lỏng và khí B rắn và trên mặt môi trường lỏng C lỏng và khí D khí và rắn
Câu 14: Tại nguồn O pt dao động của sóng là u = a cosωt pt nào sau đây là pt dao động của sóng tại M cách O một khoảng OM = d?
λ
π
a
v
d t a
uM = M ω − π
λ
π
a
λ
π
a
Câu 15: Hai điểm M1 , M2 ở trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau một khoảng d Sóng truyền từ M1 đến
M2 Độ lệch pha của sóng ở M2 so với M1 là ∆ ϕ Hãy chọn kết quả đúng:
A
λ
π
ϕ = 2 d
λ
π
ϕ = − 2 d
d
πλ
ϕ = 2
d
πλ
ϕ = − 2
∆
Câu 16: Tại một điểm O trên mặt nước yên tĩnh, có một nguồn sóng d đ đ htheo phương thẳng đứng với chu kì
0,5 s.Từ O có những gợn sóng tròn lan rộng ra Xung quanh Khoảng cách giữa hai gợn sóng liên tiếp là 20cm Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là:
Câu 17: Phương trình truyền sóng trong một môi trường từ nguồn O đến điểm M cách nguồn một khoảng d (tính
theo m) là: u = 5 cos( 6 π − t π d ) cm Vận tốc truyền sóng v trong môi trường này là:
Câu 18 : Cho một sóng ngang có phương trình sóng là
=
50 1 , 0 2 cos
u π mm, trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây Vận tốc truyền sóng v trong môi trường này là:
Câu 19: Trong các yếu tố sau đây, vận tốc truyền sóng không phụ thuộc vào yếu tố nào?
A Biên độ sóng B Chu kì sóng C Bản chất của môi trường D Biên độ sóng và chu kì của sóng
Câu 20 Tại điểm S trên mặt một chất lỏng có một tâm sóng dao động với tần sô120 Hz, S tạo ra trên mặt chất
lỏng một sóng mà trên một phương truyền sóng khoảng cách giữa 9 gợn lồi liên tiếp là 4 cm Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là: A 120 cm/s B 100 cm/s C 30 cm/s D 60 cm/s
Câu 21: Một người quan sát thấy một cánh hoa trên mặt hồ nước nhô lên 10 lần trong khoảng thời gian 36 s
Khoảng cách giữa hai đỉnh sóng kế tiếp là 12 m Tính vận tốc truyền sóng nước trên mặt hồ?
A 3 m/s B 3,32 m/s C 3,76 m/s D 6 m/s
Câu 22: Nguồn phát sóng S trên mặt nước dao động với tần số 100 Hz gây ra các sóng có biên độ A không đổi
Biết khoảng cách giữa 7 gợn lồi liên tiếp trên một phương truyền sóng là 3 cm Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là:
A 25 cm/s B 50 cm/s C 100 cm/s D 150 cm/s
Câu 23: Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển thấy nó nhô lên cao 10 lần trong 18 s, khoảng cách giữa
2 ngọn sóng kề nhau là 2m Vận tốc truyền sóng trên mặt biển là:
Câu 24: Một sóng truyền trên sợi dây đàn hồi rất dài với tần số 500 Hz, người ta thấy khoảng cách giữa hai điểm
gần nhau nhất dao động cùng pha là 80 cm Vận tốc truyền sóng trên dây là:
A v = 400 cm/s B v = 16 m/s C v = 6,25 m/s D v = 400 m/s
Sóng âm- Tốc độ âm
Sóng âm là các sóng cơ học (dọc) lan truyền trong các môi trường vật chất, gây ra cảm giác âm đối với tai
người và các động vật
Người có thính lực bình thường nghe được âm có tần số từ khoảng 16Hz đến 20KHz Tức chu kì sóng âm
s T
s
20000
1 16
1 ≥ ≥
Sóng có tần số nhỏ hơn 16Hz gọi là hạ âm và lớn hơn 20KHz gọi là siêu âm ; tai người không nghe được các
âm này nhưng một số loài động vật như chó, dơi có thể nghe được
Tốc độ âm là tốc độ lan truyền sóng âm trong môi trường
Tốc độ âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và mật độ vật chất của môi trường: nói chung vận tốc âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng, vận tốc âm trong chất khí là nhỏ nhất, sóng âm không truyền được trong chân không Những vật liệu có tính đàn hồi kém như bông, xốp truyền âm kém nên được dùng làm vật liệu cách âm (chân không cách âm tốt nhất vì không cho sóng cơ học truyền qua)
Trang 4Tốc độ õm cũn phụ thuộc vào nhiệt độ mụi trường.
* Cõu 1 : So sỏnh giữa súng õm, hạ õm và siờu õm :
A Bản chất súng õm, hạ õm và siờu õm giống nhau, đều là súng cơ học dọc lan truyền trong m.trường v.chất
B Chu kỡ súng õm lớn hơn chu kỡ hạ õm C Chu kỡ súng õm nhỏ hơn chu kỡ hạ õm
D Cả A, B, C đều đỳng
* Hướng dẫn : So sỏnh giữa súng õm, hạ õm và siờu õm đều cựng bản chất là súng cơ học dọc, lan truyền trong
mụi trường =>Chọn A
Cõu 3: Một súng cơ học cú tần số f = 1000 Hz lan truyền trong khụng khớ Súng đú được gọi là:
A súng siờu õm B súng õm C súng hạ õm D chưa đủ điều kiện để kết luận
Cõu 4: Độ cao của âm là một đặc tính sinh lí của âm phụ thuộc vào:
A Tần số âm B Biên độ âm C Vận tốc truyền âm D Năng lợng âm
Cõu 5: Khi õm thanh truyền từ khụng khớ vào nước ,bước súng và tần số õm thanh thay đổi khụng?
A.Tần số thay đổi nhưng bước súng thỡ khụng; B.Cả hai đại lượng đều khụng thay đổi;
C.Cả hai đại lượng đều thay đổi; D.Bước súng thay đổi nhưng tần số thỡ
khụng
Cõu 6: Chọn phỏt biểu đỳng.
A Súng õm khụng thể truyền được trong cỏc vật rắn cứng như đỏ, thộp…
B Vận tốc truyền õm khụng phụ thuộc nhiệt độ
C Súng õm truyền trong nước với vận tốc lớn hơn trong khụng khớ
D Súng õm truyền trong khụng khớ với vận tốc lớn hơn trong chõn khụng
Cõu 7: Vận tốc truyền õm trong khụng khớ là 340 m/s, khoảng cỏch giữa hai điểm gần nhau nhất trờn cựng một
phương truyền súng dao động ngược pha nhau là 0,85 m Tần số của õm là
A f = 85 Hz B f = 170 Hz C f = 200 Hz D f = 255 Hz
Cõu 8: Súng cơ học lan truyền trong khụng khớ với cường độ đủ lớn, tai ta cú thể cảm thụ được súng cơ học nào
sau đõy? A Súng cơ học cú tần số 10 Hz B Súng cơ học cú tần số 30 kHz
C Súng cơ học cú chu kỡ 2,0 à s. D Súng cơ học cú chu kỡ 2,0 ms.
Cõu 9: Vận tốc truyền õm trong khụng khớ là 340m/s, khoảng cỏch giữa hai điểm gần nhau nhất trờn cựng một
phương truyền súng dao động ngược pha nhau là 0,85m Tần số của õm là
A f = 85 Hz B f = 170 Hz C f = 200 Hz D f = 255 Hz
Cõu 10: Một súng cơ học cú tần số f = 1000 Hz lan truyền trong khụng khớ Súng đú được gọi là
A Súng siờu õm B Súng õm C Súng hạ õm D Chưa đủ điều kiện kết luận
Cõu 11 : Sóng lan truyền trong môi trờng nào tốt nhất
Cường độ õm và mức cường độ õm
Cường độ õm (kớ hiệu I) là năng lượng õm được súng õm truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị
diện tớch đặt vuụng gúc với phương truyền õm Đơn vị cường độ õm là W/m2 Cường độ õm khụng được dựng để
đo độ to của õm vỡ 2 õm cựng cường độ nhưng khỏc tần số sẽ cho cảm giỏc to nhỏ khỏc nhau
Mức cường độ õm là một đại lượng đặc trưng cho độ to của õm( cảm giỏc nghe to hay nhỏ) cú giỏ trị bằng
logarit thập phõn của tỉ số cường độ õm cần xỏc định độ to I với cường độ một õm được chọn làm chuẩn I 0
(thường chọn I 0 =10 -12 W/m 2 ứng với tần số 1000Hz-5000Hz là õm nhỏ nhất mà tai người bỡnh thường nghe được)
Vậy độ to phụ thuộc 2 đại lượng vật lớ là cường độ và tần số õm
+ Kớ hiệu mức cường độ õm là L Cụng thức :
0
lg I
L I
+ Đơn vị mức cđộ õm là Ben (B) ; nhưng thường sử dụng ước số đề xi ben (dB) : 1B =10dB
+ VD một õm cú độ to 90dB (9B) cú cường độ lớn gấp 109 lần õm chuẩn
Cõu 1: Khi cường độ õm tăng gấp 100 lần thỡ mức cường độ õm tăng
Cõu 2: Chỉ ra phỏt biểu sai.
A Tần số càng thấp õm càng trầm.B Âm sắc là một đặc tớnh sinh lớ của õm dựa trờn tần số và biờn độ
C Cường độ õm lớn tai nghe thấy õm to
D Mức cường độ õm đặc trưng cho độ to của õm tớnh theo cụng thức:
0
lg 10 ) (
I
I dB
Cõu 3 Cường độ õm chuẩn là I0 = 10-12W/m2 Cường độ õm tại một điểm trong mụi trường truyền õm là
10-5W/m2 Mức cường độ õm tại điểm đú là:
A 50dB B 60dB C 70dB D 80dB
Tần số õm ảnh hưởng đến tớnh chất õm, độ cao của õm và õm sắc.
Âm cú tần số xỏc định như tiếng đàn, tiếng hỏt…gõy cảm giỏc ờm ỏi, dễ chịu gọi là nhạc õm Âm khụng cú tần
Trang 5B l
d2
số xác định như tiếng ồn trong giờ ra chơi, ngoài đường phố gây mệt mỏi, khó chịu gọi là tạp âm.
Độ cao của âm là đặc trưng sinh lí của âm phụ thuộc vào tần số :
+ Âm có tần số cao gây ra cảm giác thanh, dễ nghe
+ Âm có tần số thấp gây ra cảm giác trầm, khó nghe
Do đó phát thanh viên thường chọn nữ hoặc nam có giọng cao.
Âm sắc là đặc trưng sinh lí của âm phụ vào nhiều yếu tố trong đó quan trọng nhất là biên độ và tần số Âm sắc
giúp ta phân biệt được tiếng đàn và tiếng kèn, giọng nói của người này và người khác Khi một nguồn âm phát ra
âm có tần số f 0 (gọi là âm cơ bản) thì đồng thời cũng phát ra các âm có tần số 2f 0 , 3f 0 , 4f 0 gọi là các họa âm Sự
tổng hợp của âm cơ bản và các họa âm là sóng âm tổng hợp biến thiên tuần hoàn với tần số f 0 nhưng đồ thị là đường cong có biên độ thay đổi phức tạp, tạo nên sắc thái riêng của từng nguồn âm gọi là âm sắc
Câu 1: Phát biểu nào sau đây KHÔNG ĐÚNG?
A Nhạc âm là do nhiều nhạc cụ phát ra B Tạp âm là các âm có tần số không xác định
C Độ cao của âm là một đặc tính của âm D Âm sắc là một đặc tính của âm
Câu 2 Âm do hai nhạc cụ khác nhau phát ra luôn luôn khác nhau về
A độ cao B độ to C âm sắc D cả độ cao, độ to lẫn âm sắc
Câu 3: Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lí tương ứng với đặc trưng vật lí nào duới đây của âm?
A Tần số B Cường độ âm C Mức cường độ âm D Đồ thị dao động âm
Hiện tượng sóng - Giao thoa
Nếu nguồn phát sóng dao động với PT 1 2=Acos2 t
T
thì tại điểm M trên
phương truyền sóng, cách nguồn một khoảng d 1 , d 2 sẽ dao động với PT1
1
M
T
λ
2
M
T
λ
trong đó v là tốc độ truyền sóng hay tốc độ truyền pha (không phải là tốc độ dao động của nguồn!),
d
v là thời gian để sóng truyền từ nguồn tới M (kí hiệu d hoặc kí hiệu bất kì)
Điều kiện xảy ra giao thoa hoặc sóng dừng: các sóng gặp nhau phải là sóng kết hợp
(cùng tần số, cùng pha hoặc độ lệch pha không đổi)
1 2
2
M
T
Biên độ tổng hợp ( 2 1 )
2 cos
M
λ
−
= phụ thuộc vào độ lệch pha
* Điều kiện để có cực đại giao thoa: d2− = d1 k λ (k = ± ± ± 1; 2; 3 ) (Hiệu 2 đường truyền bằng số nguyên lần bước sóng)
* Điều kiện để có cực tiểu giao thoa: 2 1 1
2
d − = + d k λ ; (k = ± ± ± 1; 2; 3 ) (Hiệu 2 đường truyền bằng số bán nửa lần bước sóng)
* Tại các điểm khác biên độ dao động có giá trị trung gian
Câu1 Điều nào sau đây đúng khi nói về giao thoa sóng:
A Giao thoa là sự tổng hợp hai hay nhiều sóng kết hợp
B Điều kiện để có giao thoa sóng là các sóng phải là sóng kết hợp (cùng phương, cùng tần số và hiệu pha không đổi theo thời gian)
C Quĩ tích những điểm có biên độ cực đại là họ các đường hyperbol
D Cả ba phương án trên đều đúng
Câu 2.Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có:
A.cùng tần số B.cùng biên độ
C.cùng pha ban đầu D.cùng tần số và hiệu pha không đổi theo thời gian
Câu 3 Một sóng cơ học có bước sóng λ truyền theo một đường thẳng từ điểm M đến điểm N Biết MN = d Độ lệch pha ∆ϕ của dao động tại hai điểm M và N là
A
d
πλ
=
ϕ
∆ B
λ
π
= ϕ
d
2 πλ
= ϕ
λ
π
= ϕ
∆ 2 d
Trang 6Cõu 4 Ngời ta tạo đợc 1 nguồn sóng âm tần số 612 Hz trong nớc, vận tốc âm trong nớc là 1530 m/s Khoảng cách
giữa 2 điểm gần nhau nhất dao động ngợc pha bằng:
A 1,25m B 2m C 3m D 2,5m
Cõu 5 Vận tốc sóng phụ thuộc:
A Bản chất môi trờng truyền sóng B Năng lợng sóng C Tần số sóng D.Hình dạng sóng
Cõu 6+7: Hai sóng cùng (ngược) pha khi:
A Δφ = 2kπ ( k = 0; 1; 2 ) B Δφ = ( 2k + 1 )π ( k = 0; 1; 2 )
C Δφ = ( k +
2
1 )π ( k = 0; 1; 2 ) D Δφ = ( 2k - 1 )π ( k = 0; 1; 2 )
Cõu 8.Trong hiện tượng giao thoa trờn mặt nước nằm ngang của hai súng cơ học được truyền đi từ hai nguồn A
và B thỡ khoảng cỏch giữa hai điểm gần nhau nhất trờn đoạn AB dao động với biờn độ cực đại là
Cõu 9 Khi một súng cơ học truyền từ khụng khớ vào nước thỡ đại lượng nào sau đõy khụng đổi.
Cõu 10 Tại điểm M cỏch tõm súng một khoảng x cú phương trỡnh dao động uM=4cos(200 t 2 x )
λ
π
−
của súng là A f = 200 Hz B f = 100 Hz C f = 100 s D f = 0,01
Cõu 11 Cho một súng ngang cú phương trỡnh súng là u = 8cos )
50
x 1 , 0
t (
2 π − mm, trong đú x tớnh bằng cm, t tớnh bằng giõy Chu kỡ của súng là A T = 0,1 s B T = 50 s C T = 8 s D T = 1 s
Cõu 12 Cho một súng ngang cú phương trỡnh súng là u = 8cos )
50
x 1 , 0
t (
2 π − mm,trong đú x tớnh bằng cm, t tớnh bằng giõy Bước súng là A λ = 0 , 1 m B λ=50cm C λ=8mm D λ=1m
Cõu 13 Một súng truyền trờn sợi dõy đàn hồi rất dài với tần số 500 Hz, người ta thấy khoảng cỏch giữa hai điểm
gần nhau nhất dao động cựng pha là 80cm Vận tốc truyền súng trờn dõy là
A v = 400 cm/s B v = 16 m/s C v = 6,25 m/s D v = 400 m/s
Cõu 14 Cho một súng ngang cú phương trỡnh súng là u = 5cos )
2
x 1 , 0
t ( −
π mm, trong đú x tớnh bằng cm, t tớnh bằng giõy Vị trớ của phần tử súng M cỏch gốc toạ độ 3m ở thời điểm t = 2s là
Cõu 15 Một súng cơ học lan truyền với vận tốc 320m/s, bước súng 3,2m Chu kỡ của súng đú là
A T = 0,01 s B T = 0,1 s C T = 50 s D T = 100 s
Súng dừng súng truyền trờn sợi dõy trong trường hợp xuất hiện cỏc nỳt và cỏc bụng gọi là súng dừng.
(là trường hợp riờng của giao thoa khi 2 súng kết hợp gặp nhau là súng tới và súng p.xạ trờn cựng 1 phương truyền)
* Khi súng dừng xảy ra trờn một sợi dõy, ta quan sỏt thấy hỡnh ảnh những “bú” súng; trong đú cú những điểm dao động với biờn độ cực đại (gọi là bụng), và những điểm đứng yờn gọi là nỳt
* Khoảng cỏch giữa hai nỳt hoặc bụng liờn tiếp bằng nửa bước súng
Điều kiện để cú súng dừng trờn dõy dài l:
- Hai đầu dõy cố định :
2
l k = λ
trong đú λ là bước súng, k (số bụng hay số bú súng)
- Một đầu dõy cố định :
2 4
l k = λ λ +
=
2
) 2
1 ( k + λ
với k ( số bú súng)
* Chỳ ý: + Khi giải bài tập súng dừng ta thường kết hợp với cụng thức λ = vT =v/f
+ Số bụng súng = số nỳt - 1
Cõu 1 Sợi dây có sóng dừng, vận tốc truyền sóng trên dây là 200 cm/s, tần số dao động là 50 Hz Khoảng cách
giữa 1 bụng và 1 nút kế cận là:
Cõu 2 Dây AB nằm ngang dài 1,5m, đầu B cố định còn đầu A đợc cho dao động với tần số 40 Hz(A,B là hai nỳt)
Vận tốc truyền sóng trên dây là 20 m/s Trên dây có sóng dừng Số bụng sóng trên dây là:
Cõu 3 Súng dừng xảy ra trờn dõy AB=11cm với đầu B tự do, bước súng bằng 4cm Trờn dõy cú
A 5 bụng, 5 nỳt B 6 bụng, 5 nỳt C 6 bụng, 6 nỳt D 5 bụng, 6 nỳt
Cõu 4.Chọn cõu đỳng.Súng phản xạ
Trang 7A.luôn ngược pha với sóng tới tại điểm phản xạ B.luôn cùng pha với sóng tới tại điểm phản xạ.
C.ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ nếu vật cản cố định
D.ngược pha với sóng tới tại điểm phản xa nếu vật cản tự do
Câu 5.Sóng dừng là sóng:
A.không lan truyền được nữa do bị vật cản B.sóng tạo thành giữa hai điểm cố định trong môi trường
C.sóng tạo thành do sự giao thoa của hai sóng tới và sóng phản xạ D.sóng trên sợi dây mà có hai đầu cố định
Câu 6 Trong hệ sóng dừng mà hai đầu được giữ cố định thì bước sóng bằng?
A.khoảng cách giữa hai nút hay hai bụng B.độ dài dây
C.hai lần độ dài dây D.hai lần khoảng cách giữa hai nút hay hai bụng
Câu 7 Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định
A
2
l k = λ
B
4
l k = λ
C (2 1)
4
l = k + λ
D ( 1)
2
l = + k λ
Câu 8 Một sợi dây AB dài 1,25m, đầu B cố định, đầu A dao động với tần số f Người ta đếm được trên dây có 3
nút sóng, kể cả hai nút ở hai đầu dây Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 20m/s Tần số sóng là:
Câu 9 Trong hệ sóng dừng trên một dây, khoảng cách giữa hai nút liên tiếp nhau bằng:
A.một bước sóng B.nửa bước sóng C.một phần tư bước sóng D.hai lần bước sóng
Câu 10 Một sợi dây có độ dài L,hai đầu dây cố định, sóng dừng trên dây có bước sóng dài nhất là:
Câu 11 Một sợi dây dài 1,05m một đầu cố định, đầu kia dao động với tần số 100Hz, thấy co 7 bụng sóng Vận
D.15m/s
Câu 12 Một dây dài 90cm một đầu cố định, đầu còn lại kích dao động có tần số 200Hz Tính số bụng sóng trên
dây Biết hai đầu dây cố định và tốc độ truyền sóng là 40m/s
Câu 13 Sóng dừng xảy ra rên dây AB dài 11 cm, với đầu B tự do, bước sóng 4cm Trên dây có:
A.5 bụng và 5 nút B.6 bụng và 5 nút C.6 bụng và 6 nút D.5 bụng và 6 nút
Câu 14.Quan sát sóng dừng trên sợi dây, người ta thấy khoảng cách giữa 5 nút sóng liên tiếp là 100cm Biết tần
số sóng trên dây là 100Hz, tốc độ truyền sóng trên dây là:
B CÁC DẠNG BÀI TẬP
Qui ước kí hiệu: ví dụ (VD) - bài giải vắn tắt (kí hiệu) và bài tập tương tự (kí hiệu ):
Dạng 1: Tìm tốc độ truyền sóng, tần số và bước sóng trong giao thoa và sóng dừng
VD1: Người quan sát sóng biển thấy phao trên mặt biển nhô cao 10 lần trong 1 phút và 2 đỉnh sóng cách nhau
12m Tính tốc độ truyền sóng
mỗi lần thấy sóng nhô cao là một chu kì T =60s/10=6s; khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng liên tiếp bằng nửa bước sóng⇒λ=24m; vận tốc truyền sóng v=λ/T=…
trong hiện tượng giao thoa sóng nước tạo bởi âm thoa có tần số 100Hz đếm được 29 gợn lồi cố định và khoảng cách giữa hai gợn lồi ngoài cùng đo được 2,8cm Tính vận tốc truyền sóng
VD2: 1 dây dẽo dài 1,2m hai đầu cố định được kích thích dao động tạo sóng dừng thấy có 7 nút sóng Biết tần số
sóng là 100Hz Tính tốc độ truyền sóng
7 nút sóng ứng với 6 bó sóng, áp dụng công thức điều kiện xảy ra sóng dừng hai đầu dây cố định l k= λ2 (k=6)
suy ra λ=0,4m; vận tốc truyền sóng v=λf=40m/s
l=1m; có 5 nút; f=50Hz bụng sóng rộng 1dm Tính tốc độ truyền sóng và vận tốc dao động cực đại của một điểm trên dây
VD4: Khi âm truyền từ nước ra không khí, bước sóng của nó tăng hay giảm bao nhiêu lần? Biết vận tốc âm trong
nước là 1500m/s và trong không khí là 340m/s
khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác, tần số (chu kì sóng không đổi) nhưng bước sóng thay đổi (do vận tốc thay đổi):v 1 =λ1 f; v 2 =λ2 f; lập tỉ số suy ra kết quả
so sánh b.sóng của âm phát ra từ một nguồn khi âm lần lượt truyền trong nước và trong thép biết vận tốc âm lần lượt là 1500m/s; 5200m/s
Ghi nhớ:
Trang 8Chu kì và tần số dđ của phần tử vật chất khi sóng truyền qua bằng với chu kì và tần số của nguồn phát sóng
Vận tốc dao động của phần tử vật chất khi sóng truyền qua là vận tốc dao động điều hòa, khác với tốc độ truyền sóng là vận tốc thẳng.
Trong hiện tượng sóng dừng, khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liên tiếp bằng nửa bước sóng
Trong hiện tượng giao thoa, hình ảnh giao thoa quan sát được là hệ 2 đường hypebol xen kẽ Các dãy cực đại gồm đường trung trực của AB (n = 0) và các đường hypebol ứng với n =1,2,3…
C CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM VÀ GỢI Ý CHỌN (KÍ HIỆU) :
Câu 1 Âm phát ra từ một nguồn nhưng được truyền vào 3 môi trường khác nhau là nước, không khí và thép Bước sóng của nó trong ba môi trường trên được xếp theo thứ tự:
A trong thép>trong nước>trong không khí B trong nước >trong thép >trong không khí
C trong không khí >trong thép >trong nước D trong không khí >trong nước >trong thép
tần số không đổi, vận tốc phụ thuộc môi trường, vT v
f
λ= = suy ra…
Câu 2.Một âm có độ to 80dB có cường độ âm lớn gấp:
A 80 lần so với ngưỡng nghe B 100 triệu lần so với cường độ âm chuẩn
C 80% so với ngưỡng đau D 8 lần so với cường độ âm chuẩn
lg I 80dB 8B I 10
Câu 3.Khi sóng ngang truyền qua một môi trường vật chất đàn hồi, các phần tử vật chất của môi trường:
A chuyển động theo phương truyền sóng với vận tốc bằng vận tốc sóng
B dao động theo phương truyền sóng với vận tốc bằng vận tốc dao động của nguồn sóng
C dao động theo phương vuông góc phương truyền sóng với tần số bằng tần số dao động của nguồn sóng
D chuyển động theo phương vuông góc phương truyền sóng với vận tốc bằng vận tốc sóng
Biên độ sóng = biên độ dđ của phần tử vật chất, chu kì-tần số sóng = chu kì tần số dđ, nhưng tốc độ sóng khác với vận tốc dao động của các phần tử vật chất, lưu ý thêm đây là sóng ngang
Câu 4.Khi sóng âm truyền qua một môi trường vật chất đàn hồi, các phần tử vật chất của môi trường:
A dao động theo phương truyền sóng với vận tốc bằng vận tốc sóng
B dao động theo phương truyền sóng với tần số bằng tần số dao động của nguồn sóng
C dao động theo phương vuông góc phương truyền sóng với tần số bằng tần số dao động của nguồn sóng
D chuyển động theo phương truyền sóng với vận tốc bằng vận tốc sóng
sóng âm là sóng dọc
Câu 5.Trên phương truyền sóng, hai điểm dao động cùng pha với nhau với nhau và ở gần nhau nhất cách nhau một khoảng bằng?
A một bước sóng B một số nguyên lần bước sóng C nửa bước sóng D hai lần bước sóng
Câu 6 Độ to của âm gắn liền với:
A Mức cường độ âm B Cường độ âm C Năng lượng âm D Tần số âm
độ to của âm có đơn vị thông dụng là dB
Câu 7 Âm thứ nhất có tần số 100Hz và cường độ 10 -9 W/m 2 , âm thứ hai có tần số 10000Hz và cường độ
10 -11 W/m 2 ; đối với người có thính lực bình thường:
A Âm thứ nhất nghe to hơn âm thứ hai vì có cường độ lớn hơn
B Âm thứ hai nghe to hơn âm thứ nhất vì có tần số lớn hơn
C Hai âm có độ to như nhau vì tần số âm thứ hai gấp 100 lần âm thứ nhất và cường độ âm thứ nhất gấp 100 lần
âm thứ hai
D Không thể so sánh độ to vì hai âm có tần số khác nhau
để so sánh độ to thường chọn một âm có tần số xác định làm âm chuẩn
Câu 8.Các phát thanh viên thường được chọn là nữ hoặc nam có giọng cao là vì:
A Âm do họ phát ra có năng lượng cao nên dễ nghe
B Âm do họ phát ra có tần số cao nên gây cảm giác thanh
C Âm do họ phát ra có tần số cao nên có độ to lớn dễ nghe
D Âm do họ phát ra có năng lượng cao nên gây cảm giác thanh
độ cao của âm phụ thuộc vào tần số
Câu 9.Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, sóng do hai nguồn A và B phát ra có bước sóng 2cm Điểm M cách A 30cm và cách B 23cm Điểm N cách A 22,5cm và cách B 36,5cm:
A Điểm M đứng yên và N dao động với biên độ cực đại B Cả hai điểm cùng dao động với biên độ cực đại
C Điểm N đứng yên và M dao động với biên độ cực đại D Cả hai điểm cùng đứng yên
tính hiệu đường đi của từng điểm, so sánh với bước sóng hoặc nửa bước sóng
Trang 9Câu 10.Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, sóng do hai nguồn kết hợp cùng pha A và B phát ra có bước sóng λ Một điểm M cách A một khoảng d 1 và B một khoảng d 2 sẽ dao động với biên độ cực tiểu (k=0,
±1,±2 ) nếu : A d 1 - d 2 =0 B d 1 - d 2 = (2k+1)λ
C d 1 - d 2 = 0,5(2k+1)λ D. 1 2 (2 1)
2
k
d d− = λ+
Gợi ý: biên độ dao động của M phụ thuộc vào hiệu đường đi
Câu 11 Đặc điểm nào sau đây đúng với nhạc âm?
A Đồ thị âm là những đường cong tuần hoàn có tần số sát định
B có đường đồ thị luôn là hình sin C Tần số biến thiên tuần hoàn theo thời gian D Biên độ dao động âm không đổi theo thời gian
đặc điểm nhạc âm……
Câu 12 Tốc độ truyền sóng trong môi trường là :
A Tốc độ dao động của các phần tử vật chất B Tốc độ lan truyền dao động trong môi trường.
C Tốc độ pha dao động và tốc độ dao động các phần tử vật chất tại một vị trí
D Tốc độ dao động của pha dao động.
Câu 13.Hai sóng từ hai nguồn khác nhau phát ra được gọi là sóng kết hợp khi chúng có:
A tần số và biên độ như nhau B chu kì như nhau và độ lệch pha không đổi
C biên độ và chu kỳ như nhau D biên độ và pha ban đầu bằng nhau
sóng kết hợp khi chúng cùng tần số, cùng pha hoặc độ lệch pha không đổi
Câu 14.Trong giao thoa sóng nước, bước sóng đo được là 2cm; khoảng cách ngắn nhất từ trung điểm O của
2 nguồn kết hợp AB đến một điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn AB là :
trên phương AB, giao thoa tương tự sóng dừng, trong hiện tượng giao thoa các điểm thuộc trung trực của AB ứng với k=0 trong đó có O dao động với biên độ cực đại (xem như bụng sóng), điểm gần O nhất dao động với biên độ cực đại cũng là bụng, khoảng cách giữa 2 bụng liên tiếp bằng nửa bước sóng
Câu 15.Để có sóng dừng xảy ra trên một sợi dây đàn hồi với hai đầu dây đều là nút sóng thì
A bước sóng luôn đúng bằng chiều dài dây B chiều dài dây bằng một phần tư bước sóng
C chiều dài dây bằng một số nguyên lần nửa bước sóng D bước sóng bằng một số lẻ lần chiều dài dây
Gợi ý:dựa vào điều kiện xảy ra sóng dừng trên dây đàn hồi hai đầu dây cố định
Câu 16.Để có sóng dừng xảy ra trên một sợi dây đàn hồi dài l với một đầu dây cố định thì
A bước sóng λ bằng chiều dài dây B bước sóng bằng một số lẻ lần chiều dài dây
C chiều dài dây
l k= λ λ+
D chiều dài dây
l k= λ λ+
dựa vào điều kiện xảy ra sóng dừng trên dây đàn hồi một đầu dây cố định
Câu 17.Một sóng ngang truyền trên sợi dây đàn hồi rất dài với tốc độ sóng v=0,2m/s, chu kỳ dao động T=10s Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên dây dao động ngược pha là
khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất dao động ngược pha hoặc cùng pha bằng nửa bước sóng
Câu 18.Một sóng cơ học truyền theo phương ox có phương trình u =28cos(20x-2000t) (cm), trong đó x là toạ độ được tính bằng m, t là thời gian tính bằng s Vận tốc của sóng là:
A 331m/s B 334m/s C 314m/s D 100m/s
PT có dạng u M Acos (t x) Acos 2 (t x)
λ
= − = − so sánh với PT trên rút ra ω và ω/v
Câu 19.Một dây đàn có chiều dài L, sóng dừng trên dây có bước sóng dài nhất là:
Câu 20.Một dây dẽo dài l=1m hai đầu cố định được kích thích với tần số 50Hz để tạo sóng dừng thấy xuất
hiện 5 bó sóng và biên độ sóng đo được 4cm Vận tốc truyền sóng v và vận tốc dao động cực đại của một điểm thuộc bụng sóng v max lần lượt là:
A v = 20m/s và vmax=4πm/s B v =20m/s và vmax = 400πm/s
C v = 2m/s và vmax= 40πm/s D v=4πm/s và vmax=20m/s
cần phân biệt vận tốc truyền sóng v = λf và tốc độ dao động cực đại v = ωA
Câu 21.Cùng một nốt La nhưng phát ra từ đàn ghi ta và đàn violon nghe khác nhau là do:
A chúng có độ cao khác nhau B chúng có độ to khác nhau
C chúng có năng lượng khác nhau D chúng có âm sắc khác nhau
mỗi nguồn âm khi phát ra một âm thường là tổng hợp của âm cơ bản và các hoạ âm nên là một d động tuần hoàn có tần số xác định nhưng li độ không phải dạng sin mà là đường phức tạp tạo nên sắc thái riêng cho từng nguồn âm
Câu 22 Tại điểm phản xạ thì sóng phản xạ có pha dao động như thế nào so với sóng tới?
Trang 10A luôn ngược pha với sóng tới B ngược pha với sóng tới nếu vật cản cố định.
C ngược pha với sóng tới nếu vật cản là tự do D cùng pha với sóng tới nếu vật cản cố định
Câu 23 Hiện tượng sóng dừng của âm trong cột khí, thực chất là kết quả của:
A quá trình lan truyền năng lượng âm D quá trình dao động mạch của các phân tử khí
B sự giao thoa giữa sóng âm truyền tới và sóng phản xạ của nó
C quá trình tăng mức cướng độ âm đến giá trị lớn nhất
Câu 24 Hai nguồn sóng kết hợp giao thoa với nhau, tạo ra những điểm có biên độ sóng cực đại tại những vị trí?
A nằm trên đoạn thẳng nói hai nguồn B nằm trên đường trung trực của đoạn thẳng nói hai nguồn
C có hiệu số đường đi là một số bán nguyên lần bước sóng
D có hiệu số đường đi là một số nguyên lần bước sóng.
có biên độ sóng tổng hợp cực đại, phụ thuộc vào hiệu đường đi ……
Câu 25 Hai nguồn sóng kết hợp giao thoa với nhau, tạo ra những điểm có biên độ sóng cực tiểu tại những
vị trí? A nằm trên đoạn thẳng nói hai nguồn.
B nằm trên đường trung trực của đoạn thẳng nói hai nguồn
C có hiệu số đường đi là một số bán nguyên lần bước sóng `
D có hiệu số đường đi là một số nguyên lần bước sóng
có biên độ sóng tổng hợp cực tiểu, phụ thuộc vào hiệu đường đi ……
Câu 26/ Khi sóng truyền trên một sợi dây có đầu cố định, sóng tới và sóng phản xạ của nó không cùng đại lượng nào sau đây?
Phản xạ cùa sóng trên vật cản cố định luôn ngược pha với sóng tới, vật cản tự do thì cùng pha…
Câu 27 Trong hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây, điều nào sau đây là đúng?
A Điểm nút là hai điểm đầu và cuối sợi dây B Điểm bụng là những điểm dao động có tần số cực đại
C Những điểm nút và bụng luôn hoán vị cho nhau.D Những điểm nút và bụng xen kẽ, cách đều nhau
xem khái niệm sóng dừng
09/05/2011 Nguyễn Quang Nhân