Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 80cm/s và tần số của nguồn dao động thay đổi trong khoảng từ 48Hz đến 64Hz.. Một sóng hình sin truyền theo phương Ox từ nguồn O với tần số 20 Hz,
Trang 1CHƯƠNG II: SÓNG CƠ HỌC
1 Khái niệm về sóng cơ, sóng ngang, sóng dọc
a Sóng cơ: là dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất →không truyền được trong chân không
b Sóng dọc: là sóng cơ có phương dao động trùng với phương truyền sóng Sóng dọc truyền được trong chất khí,
lỏng, rắn Ví dụ: Sóng âm khi truyền trong không khí hay trong chất lỏng.
c Sóng ngang: là sóng cơ có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng Sóng ngang truyền được trong
chất rắn và trên mặt chất lỏng Ví dụ: Sóng trên mặt nước.
2 Các đặc trưng của sóng cơ
a Chu kì (tần số sóng): là đại lượng không thay đổi khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trường khác.
- Số lần nhô lên trên mặt nước là N trong khoảng thời gian t giây thì
1
−
=
N
t T
b Tốc độ truyền sóng: phụ thuộc bản chất môi trường (VR > V L > V K )
c Bước sóng: λ = vT =v
f Với v(m/s); T(s); f(Hz) ⇒ λ( m) ⇒ Quãng đường truyền sóng: S = v.t
- ĐN1: Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng phương truyền sóng dao động cùng pha
nhau
- ĐN2: Bước sóng là quãng đường sóng lan truyền trong một chu kì.
Chú ý:
+ Khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp là λ; Khoảng cách giữa n ngọn sóng là (n – 1)λ
3 Phương trình sóng
a Phương trình sóng
b Độ lệch pha của 2 dao động tại 2 điểm cách nguồn: d - d1 2
Δφ = 2π
λ
♦ Nếu hai điểm đó nằm trên một phương truyền sóng và cách nhau một khoảng d thì: Δφ = 2πd
λ
+ Cùng pha: ∆ϕ = 2kπ⇒ d k= λ (k = 1, 2, 3…)
+ Ngược pha: ∆ϕ = (2k + 1)π⇒ d ( 1
2
= + λ (k = 0, 1, 2…)
+ Vuông pha:
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Bài 1 Tốc độ truyền sóng trong một môi trường
A phụ thuộc vào bản chất môi trường và tần số sóng
B phụ thuộc vào bản chất môi trường và biên độ sóng
C.chỉ phụ thuộc vào bản chất môi trường
D tăng theo cường độ sóng
Bài 2 Bước sóng là
A quãng đường mà mỗi phần tử của môi trường đi được trong 1s
B khoảng cách giữa hai phần tử của sóng dao động ngược pha
VẤN ĐỀ I ĐẠI CƯƠNG SÓNG CƠ HỌC
Ph ¬ngtruyÒnsãng
M
o
u acos( t)
π
λ
M M
2 d
λ
N N
2 d
u acos( t )
Trang 2C khoảng cách giữa hai phần tử sóng gần nhất trên phương truyền sóng dđ cùng pha.
D khoảng cách giữa hai vị trí xa nhau nhất của mỗi phần tử của sóng
Bài 3 Chọn câu trả lời đúng Để phân loại sóng ngang hay sóng dọc người ta dựa vào:
A tốc độ truyền sóng và bước sóng B phương truyền sóng và tần số sóng
C phương truyền sóng và tốc độ truyền sóng D phương dao động và phương truyền sóng
Bài 4 Chọn câu trả lời đúng Sóng dọc
A chỉ truyền được trong chất rắn B truyền được trong chất rắn, chất lỏng và chất khí
C truyền được trong chất rắn, chất lỏng, chất khí và cả trong chân không
D không truyền được trong chất rắn
Bài 5 Sóng (cơ học) ngang
A truyền được trong chất rắn và trong chất lỏng B không truyền được trong chất rắn.
C truyền được trong chất rắn, lỏng và khí D truyền được trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng.
Bài 6 Một sóng dọc truyền trong một môi trường thì phương dao động của các phần tử môi trường
C trùng với phương truyền sóng D vuông góc với phương truyền sóng.
Bài 7 Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox có phương trình u = a cos(20 t π − π x)(cm), với t tính bằng s Tần số của sóng này bằng? A 15 Hz B 10 Hz C 5 Hz D 20 Hz.
Bài 8 Sóng cơ truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình u = 5cos(40 t - 4 x) (cm)
(x tính bằng mét, t tính bằng giây) Biết pha ban đầu tại nguồn bằng 0 Chọn đáp án đúng
A Tần số truyền sóng là 40HZ
B Vận tốc dao động cực đại tại một điểm trên phương truyền sóng là 200 m/s
C Vận tốc truyền sóng là 10 cm/s D Quãng đường sóng truyền được trong 1 giây là 10m
Bài 9 Một nguồn dao động với chu kỳ 0,04s Vận tốc truyền sóng bằng 200cm/s Chọn đáp án đúng.
A Khoảng cách giữa hai điểm liên tiếp dao động cùng pha là 4m
B Khoảng cách giữa 2 điểm liên tiêp dao động ngược pha là 2 m
C Khoảng cách giữa hai điểm liên tiếp dao động vuông pha là 1m
D Hai điểm nằm trên cùng một phương truyền sóng và cách nhau 6 cm, thì có độ lệch pha là 1,5π
Bài 10 Phương trình sóng tại một điểm trên dây có dạng u = 4cos(20πt - x
3
π )(mm) Với x: đo bằng m, t:
đo bằng giây Tốc độ truyền sóng trên sợi dây có giá trị
Bài 11 Một người ngồi ở bờ biển trông thấy có 10 ngọn sóng qua mặt trong 36 giây, khoảng cách giữa hai
ngọn sóng là 10m Tính tần số sóng biển và vận tốc truyền sóng biển
A 0,25Hz; 2,5m/s B 4Hz; 25m/s C 25Hz; 2,5m/s D 4Hz; 25cm/s
Bài 12 Tại một điểm trên mặt chất lỏng có một nguồn dao động với tần số 120Hz, tạo ra sóng ổn định trên
mặt chất lỏng Xét 5 gợn lồi liên tiếp trên một phương truyền sóng, ở về một phía so với nguồn, gợn thứ nhất cách gợn thứ năm 0,5m Tốc độ truyền sóng là
Bài 13 Tại điểm O trên mặt nước yên tĩnh, có một nguồn sóng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng
với tần số f = 2Hz Từ O có những gợn sóng tròn lan rộng ra xung quanh Khoảng cách giữa 2 gợn sóng liên tiếp
là 20cm Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là:
Bài 14 Một nguồn phát sóng cơ dao động theo phương trình u = 4cos(4πt - ) cm Biết dao động tại hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng cách nhau 0,5 m có độ ℓệch pha ℓà Tốc độ truyền của sóng đó ℓà: A 1,0 m/s B 2,0 m/s C 1,5 m/s D 6,0 m/s
Bài 15 Một sợi dây đàn hồi nằm ngang có điểm đầu O dao động theo phương đứng với biên độ 5cm, T =
0,5s Vận tốc truyền sóng là 40cm/s Viết phương trình sóng tại M cách O một khoảng d = 50 cm
A uM = 5cos(4 π t − 5 )( π cm ) B uM = 5cos(4 π t − 2,5 )( π cm )
C uM = 5cos(4 π π t − )( cm ) D uM = 5cos(4 π t − 25 )( π cm )
Bài 16 Tại 2 điểm A và B trên mặt nước có 2 nguồn kết hợp cùng dao động với phương trình
u = acos100πt Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40cm/s Điểm M trên mặt nước có AM = 9 cm và BM = 7
cm Hai dao động tại M do hai sóng từ A và B truyền đến là hai dao động:
Trang 3A cùng pha B ngược pha C lệch pha 90º D lệch pha 120º.
Bài 17 Một sóng có tần số 500 Hz và tốc độ lan truyền 350 m/s Hỏi hai điểm gần nhất trên phương truyền
sóng phải cách nhau một khoảng bao nhiêu để giữa chúng có độ lệch pha
4
π
?
Bài 18 Một sóng ngang truyền trên sợi dây rất dài có phương trình sóng là: u = 6cos(4πt – 0,02πx) Trong
đó u và x được tính bằng cm và t tính bằng giây Hãy xác định vận tốc truyền sóng
Bài 19 Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển thấy phao nhấp nhô lên xuống tại chỗ 16 lần
trong 30 giây và khoảng cách giữa 5 đỉnh sóng liên tiếp nhau bằng 24m Vận tốc truyền sóng trên mặt biển là
A v = 4,5m/s B v = 12m/s C v = 3m/s D v = 2,25 m/s
Bài 20 Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = Acos20πt(cm) với t tính bằng giây Trong khoảng thời gian 2 s, sóng này truyền đi được quãng đường bằng bao nhiêu ℓần bước sóng?
A 20 B 40 C 10 D 30
Bài 21 Tại hai điểm AB trên phương truyền sóng cách nhau 4 cm có phương trình ℓần ℓượt như sau: uM = 2cos(4πt + ) cm; uN = 2cos(4πt + ) cm Hãy xác định sóng truyền như thế nào?
A Truyền từ N đến M với vận tốc 96m/s B Truyền từ N đến M với vận tốc 0,96m/s
C Truyền từ M đến N với vận tốc 96m/s D Truyền từ M đến N với vận tốc 0,96m/s
Bài 22 Tạo sóng ngang trên một dây đàn hồi Ox Một điểm M cách nguồn phát sóng O một khoảng d = 50
cm có phương trình dao động uM = 15cosπ(t + 1/20) cm, vận tốc truyền sóng trên dây là 5 m/s Phương trình dao động của nguồn O là:
A u0 = 15cosπ(t + 3/20) cm B u0 = 15sin(πt – 3π/20 ) cm
C u0 = 15cos(πt – 3π/20 ) cm D u0 = 15cosπt cm
Bài 23 Sóng truyền trên mặt nước với vận tốc 80cm/s Hai điểm A và B trên phương truyền sóng cách
nhau 10cm, sóng truyền từ A đến M rồi đến B Điểm M cách A một đoạn 2cm có phương trình sóng ℓà uM = 2cos(40πt + ) cm thì phương trình sóng tại A và B ℓà:
A uA = 2cos(40πt + ) cm và uB = 2cos(40πt - ) cm
B uA = 2cos(40πt + ) cm và uB = 2cos(40πt + ) cm
C uA = 2cos(40πt - ) cm và uB = 2cos(40πt + ) cm
D uA = 2cos(40πt + ) cm và uB = 2cos(40πt - ) cm
Bài 24 Một sóng cơ học lan truyền dọc theo 1 đường thẳng có phương truyền sóng tại nguồn O là :
uo = Acos(
T
π
2
t +
2
π ) (cm) Ở thời điểm t = 1/2 chu kì một điểm M cách nguồn bằng 1/3 bước sóng có độ dịch chuyển uM = 2(cm) Biên độ sóng A là ? A 4cm B 2 cm C 4/ 3cm D 2 3 cm
Bài 25 Một nguồn sóng O dao động với phương trình u = Acos(ωt + ) cm Tại điểm M cách O một khoảng thời điểm dao động với ℓi độ 2 cm Hãy xác định biên độ sóng
Bài 26 Tại điểm S trên mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số
f Khi đó trên mặt nước hình thành hệ sóng tròn đồng tâm S Tại hai điểm M, N nằm cách nhau 5cm trên đường thẳng đi qua S luôn dao động ngược pha với nhau Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 80cm/s và tần số của nguồn dao động thay đổi trong khoảng từ 48Hz đến 64Hz Tần số dao động của nguồn là
Bài 27 Tại điểm S trên mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số
50Hz Khi đó trên mặt nước hình thành hệ sóng tròn đồng tâm S Tại hai điểm M, N nằm cách nhau 9cm trên đường thẳng đi qua S luôn dao động cùng pha với nhau Biết rằng, tốc độ truyền sóng thay đổi trong khoảng từ 70cm/s đến 80cm/s Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là
Bài 28 Một sóng hình sin truyền theo phương Ox từ nguồn O với tần số 20 Hz, có tốc độ truyền sóng nằm
trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s Gọi A và B là hai điểm nằm trên Ox, ở cùng một phía so với O và cách nhau
10 cm Hai phần tử môi trường tại A và B luôn dao động ngược pha với nhau Tốc độ truyền sóng là
Trang 4Bài 29 Đầu O của một sợi dây đàn hồi nằm ngang dao động điều hoà theo phương vuông góc với sợi dây với
biên độ 3cm với tần số 2Hz Tốc độ truyền sóng trên dây là 1m/s Chọn gốc thời gian lúc đầu O đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương Ly độ của điểm M trên dây cách O đoạn 2,5m tại thời điểm 2s là:
A uM = 1,5cm B uM = -3cm C uM = 3cm D uM = 0
Bài 30 Một sóng cơ học lan truyền từ O theo phương Oy với vận tốc v = 40(cm/s) Năng lượng của sóng
được bảo toàn khi truyền đi Dao động tại điểm O có dạng: u = 4sin(πt/2) (cm) Biết li độ dao động tại một điểm
M nào đó trên phương truyền sóng ở thời điểm t là 3(cm) Li độ của điểm M sau thời điểm đó 6(s)
Bài 31 Một sóng cơ truyền với phương trình u = 5cos(20πt - ) cm (trong đó x tính bằng m, t tính bằng giây) Tại t1 thì u = 4cm Hỏi tại t = (t1 + 2) s thì độ dời của sóng ℓà bao nhiêu?
Bài 32 Hai điểm M, N cùng nằm trên một hướng truyền sóng và cách nhau một phần ba bước sóng Biên
độ sóng không đổi trong quá trình truyền Tại một thời điểm, khi li độ dao động của phần tử tại M là 3 cm thì li
độ dao động của phần tử tại N là -3 cm Biên độ sóng bằng
Bài 33 Sóng có tần số 20Hz truyền trên chất lỏng với tốc độ 200cm/s, gây ra các dao động theo phương
thẳng đứng của các phần tử chất lỏng Hai điểm M và N thuộc mặt chất lỏng cùng phương truyền sóng cách nhau 22,5cm Biết điểm M nằm gần nguồn sóng hơn Tại thời điểm t điểm N hạ xuống thấp nhất Hỏi sau đó thời gian ngắn nhất là bao nhiêu thì điểm M sẽ hạ xuống thấp nhất?
A 3/20s B 3/80s C 7/160s D 1/160s
Bài 34 Một sóng hình sin đang truyền trên một sợi dây theo
chiều dương của trục Ox Hình vẽ mô tả hình dạng của sợi dây tại thời
điểm t1 (đường nét đứt) và t2 = t1 + 0,3 (s) (đường liền nét) Tại thời
điểm t2, vận tốc của điểm N trên đây là
A 65,4 cm/s B -65,4 cm/s
C -39,3 cm/s D 39,3 cm/s
Bài 35 Một nguồn O phát sóng cơ dao động theo phương trình u0 = 2cos(20πt + ) cm (trong đó u tính bằng đơn vị mm, t tính bằng đơn vị s) Xét sóng truyền theo một đường thẳng từ O đến điểm M với tốc độ không đổi 1m/s Trong khoảng từ O đến M có bao nhiêu điểm dao động cùng pha với dao động tại nguồn O? Biết M cách O
Bài 36 Một nguồn O phát sóng cơ dao động theo phương trình: u = 2cos(20πt + π/3) (trong đó u(mm), t(s)) sóng truyền theo đường thẳng Ox với tốc độ không đổi 1(m/s) M là một điểm trên đường truyền cách O một khoảng 42,5cm Trong khoảng từ O đến M có bao nhiêu điểm dao động lệch pha π/6 với nguồn?
Bài 37 Một sóng cơ truyền dọc theo một sợi dây đàn hồi rất dài với biên độ 6 mm Tại một thời điểm, hai
phần tử trên dây cùng lệch khỏi vị trí cân bằng 3 mm, chuyển động ngược chiều và cách nhau một khoảng ngắn nhất là 8 cm (tính theo phương truyền sóng) Gọi δ là tỉ số của tốc độ dao động cực đại của một phần tử trên dây với tốc độ truyền sóng δ gần giá trị nào nhất sau đây?
………
VẤN ĐỀ II GIAO THOA SÓNG
Trang 51 Hiện tượng giao thoa sóng: là sự tổng hợp của 2 hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó
có những chỗ biên độ sóng được tăng cường (cực đại giao thoa) hoặc triệt tiêu (cực tiểu giao thoa) Hiện tượng giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sóng.
2 Điều kiện giao thoa: Hai nguồn sóng phát ra hai sóng cùng tần số và có hiệu số pha không đổi theo
thời gian gọi là hai nguồn kết hợp
3 Lí thuyết giao thoa: Giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách nhau một
khoảng l
Xét 2 nguồn : u = A cos(ωt + φ ) và 1 1 1 u = A cos(ωt + φ )2 2 2
Với ∆ =ϕ ϕ ϕ2− 1 : là độ lệch pha của hai nguồn.
Hai nguồn cùng biên độ, cùng pha: u = u = Acos(ωt + φ)1 2
+ Nếu O là trung điểm của đoạn S1S2 thì tại O hoặc các điểm nằm
trên đường trung trực của đoạn S1S2 sẽ dao động với biên độ cực đại
và bằng: AMmax = 2A.
+ Khi ∆ ϕM = 2 k π ⇒ d - d = kλ1 2 thì AMmax = 2A;
+ Khi ∆ ϕM = (2 k + 1) π d - d = k +λ1 2 1
2
Hai nguồn cùng biên độ, ngược pha: Δφ = ±π ;
Trong trường hợp hai nguồn dao động ngược pha nhau thì những kết quả
về giao thoa sẽ “ngược lại’’ với kết quả thu được khi hai nguồn dao động
cùng pha.
+ Nếu O là trung điểm của đoạn S1S2 thì tại O hoặc các điểm nằm trên
đường trung trực của đoạn S1S2 sẽ dao động với biên độ cực tiểu và bằng:
AMmin = 0.
+ Khi d -d = kλ thì A1 2 Mmin = 0;
1
d -d = k +λ
2
♦ Cách tìm nhanh số điểm cực trị khi 2 nguồn cùng (hoặc ngược) pha:
Ta lấy: S1S2/ λ = m, p (m nguyên dương, p phần thập phân sau dấu phẩy)
* Xét hai nguồn cùng pha:
- Khi p = 0 : số cực đại là: 2m – 1 ; số cực tiểu là 2m
- Khi p ≠ 0 : số cực đại là: 2m + 1; số cực tiểu là 2m (khi p < 5) hoặc 2m+2 (khi p ≥ 5)
* Khi hai nguồn ngược pha : kết quả sẽ “ngược lại’’ với hai nguồn cùng pha.
♦ Lưu ý:
- Những gợn lồi (cực đại giao thoa , đường dao động mạnh )
- Những gợn lõm (cực tiểu giao thoa , đường đứng yên )
- Khoảng cách giữa hai đường cực đại hoặc cực tiểu liên tiếp bằng λ/2
- Khoảng cách giữa một đường cực đại và một cực tiểu gần nhau bằng λ/4
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Trang 6Bài 1 Trong hiện tượng giao thoa sóng cơ học với hai nguồn kết hợp A và B thì khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên đoạn AB dao động với biên độ cực đại là ?
A
4
λ
B
2
λ
Bài 2 Trong hiện tượng giao thoa sóng, hai nguồn kết hợp A và B dao động với cùng tần số, cùng biên độ A và cùng pha ban đầu, các điểm nằm trên đường trung trực của AB
Bài 3 Trong hiện tượng giao thoa sóng, hai nguồn kết hợp A và B dao động với cùng tần số, cùng biên độ A và dao động ngược pha, các điểm nằm trên đường trung trực của AB
A có biên độ sóng tổng hợp bằng A
B có biên độ sóng tổng hợp bằng 2A.
C đứng yên không dao động.
D có biên độ sóng tổng hợp lớn hơn A và nhỏ hơn 2A.
Bài 4 Trên mặt nước tại A, B có hai nguồn sóng kết hợp có phương trình uA = Acos ω t và uB =
Acos( ω t + π ) Những điểm nằm trên đường trung trực của AB sẽ
Bài 5 Ký hiệu λ là bước sóng, d1 – d2 là hiệu khoảng cách từ điểm M đến các nguồn sóng kết hợp S1 và S2 trong một môi trường đồng tính k = 0, ± 1; ± 2,…Điểm M sẽ luôn luôn dao động với biên
độ cực đại nếu
A d1 – d2 = (2k + 1)λ.
B d1 – d2 = (k + 0,5)λ, nếu hai nguồn dđ ngược pha nhau
C d1 – d2 = λ.
D d1 – d2 = kλ, nếu 2 nguồn dao động ngược pha nhau.
Bài 6 Trên mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B Phương trình dao động tại A, B là
uA = cos ω t(cm); uB = cos( ω t + π )(cm) Tại O là trung điểm của AB sóng có biên độ
Bài 7 Ở mặt nước, có hai nguồn kêt hợp A, B dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = uB = 2cos20 π t (mm) Tốc độ truyền sóng là 30 cm/s Coi biên độ sóng không đổi khi sóng truyền đi Phần tử M ở mặt nước cách hai nguồn lần lượt là 10,5 cm và 13,5 cm có biên độ dao động là
Bài 8 Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách nhau 20cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình là uA = uB = 2 os50 c π t (t tính bằng s) Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 1,5m/s Trên đoạn thẳng AB, số điểm có biên độ dao động cực đại và số điểm đứng yên lần lượt là
Bài 9 Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B dao động đều hòa cùng pha với nhau và theo phương thẳng đứng Biết tốc độ truyền sóng không đổi trong quá trình lan truyền, bước sóng do mỗi nguồn trên phát ra bằng 12 cm Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động với biên độ cực đai nằm trên đoạn thẳng AB là ?
Bài 10 Tại hai điểm M và N trong một môi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp cùng phương và cùng pha dao động Biết biên độ, vận tốc của sóng không đổi trong quá trình truyền, tần số của sóng bằng 40 Hz và có sự giao thoa sóng trong đoạn MN Trong đọan MN, hai điểm dao động có biên độ cực đại gần nhau nhất cách nhau 1,5 cm Vận tốc truyền sóng trong môi trường này bằng
Trang 7A 2,4 m/s B 1,2 m/s C 0,3 m/s D 0,6 m/s.
Bài 11 Trên mặt nước nằm ngang, tại hai điểm S1, S2 cách nhau 8,2 cm, người ta đặt hai nguồn sóng cơ kết hợp, dao động điều hoà theo phương thẳng đứng có tần số 15 Hz và luôn dao động đồng pha Biết vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 30 cm/s, coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn S1S2 là?
Bài 12 Hai điểm A, B trên mặt nước dao động cùng tần số 15Hz, cùng biên độ và cùng pha, vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 22,5cm/s, AB = 9cm Trên mặt nước quan sát được bao nhiêu gợn lồi trừ hai điểm A, B ?
A có 13 gợn lồi B có 11 gợn lồi C có 10 gợn lồi D có 12 gợn lồi.
Bài 13 Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, 2 nguồn kết hợp cùng pha A và B dao động với tần số 80 (Hz) Tại điểm M trên mặt nước cách A 19 (cm) và cách B 21 (cm), sóng có biên độ cực đại Giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy các cực đại khác Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là :
A.
3
160
(cm/s) B.20 (cm/s) C.32 (cm/s) D.40 (cm/s)
Bài 14 Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A và B dao động
20cm, sóng có biên độ cực tiểu Giữa M và đường trung trực của AB có hai dãy cực đại.Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là
A 24cm/s B 48cm/s C 40cm/s D 20cm/s
Bài 15 Trong 1 thí nghiệm về giao thoa trên mặt nước, 2 nguồn kết hợp có f = 15Hz, v = 30cm/s Với điểm M có d1, d2 nào dưới đây sẽ dao động với biên độ cực đại ? ( d1 = S1M, d2 = S2M )
Bài 16 Thực hiện thí nghiệm giao thoa sóng cơ trên mặt nước với hai nguồn cùng pha có tần số 10
Hz, vận tốc truyền sóng trên mặt nước ℓà v = 50 cm/s Hỏi tại vị trí M cách nguồn 1 một đoạn d1 = 20
cm và cách nguồn 2 một đoạn d2 = 25 cm, ℓà điểm cực đại hay cực tiểu, cực đại hay cực tiểu số mấy?
A Cực tiểu số 1 B Cực đại số 1 C Cực đại số 2 D Cực tiểu 2.
Bài 17 Thực hiện thí nghiệm giao thoa sóng cơ trên mặt nước với hai nguồn cùng pha có tần số 10
Hz, vận tốc truyền sóng trên mặt nước ℓà v = 50 cm/s Hỏi tại vị trí M cách nguồn 1 một đoạn d1 = 17,5
cm và cách nguồn 2 một đoạn d2 = 25 cm, ℓà điểm cực đại hay cực tiểu, cực đại hay cực tiểu số mấy?
A Cực tiểu số 1 B Cực đại số 1 C Cực đại số 2 D Cực tiểu số 2. Bài 18 Hai nguồn sóng kết hợp, đặt tại A và B cách nhau 20 cm dao động theo phương trình u = acos(ωt) trên mặt nước, coi biên độ không đổi, bước sóng λ = 3 cm Gọi O là trung điểm của AB Một điểm nằm trên đường trung trực AB, dao động cùng pha với các nguồn A và B, cách A hoặc B một đoạn nhỏ nhất là
Bài 19 Ở mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách nhau 18 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình là uA = uB = acos50 π t (với t tính bằng s) Tốc độ truyền sóng của mặt chất lỏng là
50 cm/s Gọi O là trung điểm của AB, điểm M ở mặt chất lỏng nằm trên đường trung trực của AB và gần O nhất sao cho phần tử chất lỏng tại M dao động cùng pha với phần tử chất lỏng tại O Khoảng cách
MO là
Bài 20 Trên mặt một chất lỏng có hai nguồn kết hợp S1 và S2 dao động với tần số f = 25 Hz Giữa
S1 , S2 có 10 hypebol là quỹ tích của các điểm đứng yên Khoảng cách giữa đỉnh của hai hypebol ngoài cùng là 18 cm Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là:
Trang 8A v = 0,25 m/s B v = 0,8 m/s C v = 0,75 m/s D v = 1 m/s.
Bài 21 Trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 40cm luôn dao động cùng pha, có bước sóng 6cm Hai điểm CD nằm trên mặt nước mà ABCD là một hình chữ nhât, AD=30cm Số điểm cực đại và đứng yên trên đoạn CD lần lượt là :
Bài 22 Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B cách nhau 20(cm) dao động theo phương thẳng đứng với phương trình UA = UB = 2 cos (40 )( π t mm ) Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 30(cm/s) Xét hình vuông ABCD thuộc mặt chất lỏng Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn BD là :
A 17 B 18 C.19 D.20
Bài 23 Trên mặt nước có hai nguồn sóng nước A, B giống hệt nhau cách nhau một khoảng 4,8
5
R= λ sẽ có số điểm dao động với biên độ cực đại là :
A 9 B 16 C 18 D.14
Bài 24 Hai nguồn sóng kết hợp giống hệt nhau được đặt cách nhau một khoảng cách x trên đường kính của một vòng tròn bán kính R (x < R) và đối xứng qua tâm của vòng tròn Biết rằng mỗi nguồn đều phát sóng có bước sóng λ và x = 6λ Số điểm dao động cực đại trên vòng tròn là
A 26 B 24 C 22 D 20.
Bài 25 Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn kết hợp AB cách nhau 40cm dao động cùng pha Biết sóng do mỗi nguồn phát ra có tần số f=10(Hz), vận tốc truyền sóng 2(m/s) Gọi M là một điểm nằm trên đường vuông góc với AB tại đó A dao đông với biên độ cực đại Đoạn AM có giá trị lớn nhất là :
Bài 26 Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn kết hợp AB cách nhau 100cm dao động cùng pha Biết sóng do mỗi nguồn phát ra có tần số f=10(Hz), vận tốc truyền sóng 3(m/s) Gọi M là một điểm nằm trên đường vuông góc với AB tại đó A dao đông với biên độ cực đại Đoạn AM có giá trị nhỏ nhất là :
A 5,28cm B 10,56cm C 12cm D 30cm
Bài 27 Trên mặt thoáng chất lỏng, tại A và B cách nhau 20cm, người ta bố trí hai nguồn đồng bộ
có tần số 20Hz Tốc độ truyền sóng trên mặt thoáng chất lỏng v=50cm/s Hình vuông ABCD nằm trên mặt thoáng chất lỏng, I là trung điểm của CD Gọi điểm M nằm trên CD là điểm gần I nhất dao động với biên độ cực đại Tính khoảng cách từ M đến I.
A 1,25cm B 2,8cm C 2,5cm D 3,7cm
VẤN ĐỀ III SÓNG DỪNG – SÓNG ÂM
Trang 9 SÓNG DỪNG
- Định Nghĩa: Sóng dừng là sóng có các nút(điểm luôn đứng yên) và các bụng (biên độ dao động cực đại) cố định trong không gian
- Nếu đầu phản xạ cố định thì sóng phản xạ ngược pha với sóng tới.
- Nếu đầu phản xạ tự do thì sóng tới và sóng phản xạ cùng pha với nhau.
1 Một số chú ý
* Đầu cố định hoặc đầu dao động nhỏ là nút sóng Đầu tự do là bụng sóng
* Hai điểm đối xứng với nhau qua nút sóng luôn dao động ngược pha
* Hai điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha
* Bề rông 1 bụng là 4A, A là biên độ sóng tới hoặc sóng phản xạ
* Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (duỗi thẳng) là nửa chu kỳ.
2 Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l:
♦ Hai đầu là nút sóng: ( *)
2
l k= λ k N∈
- Số bụng sóng = số bó sóng = k ; Số nút sóng = k + 1
♦ Một đầu là nút sóng còn một đầu là bụng sóng:
(2 1) ( )
4
l= k+ λ k∈N
- Số bó sóng nguyên = k; Số bụng sóng = số nút sóng = k + 1
3 Đặc điểm của sóng dừng:
- Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề là
2
λ
- Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề là
4
λ
- Khoảng cách giữa hai nút (bụng, múi) sóng bất kỳ là : k
2
λ
- Tốc độ truyền sóng: v = λf =
T
λ
1 Sóng âm là sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn (Âm không truyền được trong chân không)
- Trong chất khí và chất lỏng, sóng âm là sóng dọc
- Trong chất rắn, sóng âm gồm cả sóng ngang và sóng dọc
2 Âm nghe được có tần số từ 16Hz đến 20 000Hz mà tai con người cảm nhận được Âm này gọi là âm thanh
- Siêu âm: là sóng âm có tần số > 20 000Hz
- Hạ âm: là sóng âm có tần số < 16Hz
3 Nguồn âm là các vật dao động phát ra âm.
4 Tốc độ truyền âm:
- Trong mỗi môi trường nhất định, tốc độ truyền âm không đổi
- Tốc tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ và nhiệt độ của môi trường
- Tốc độ: vrắn > vlỏng > vkhí Khi sóng âm truyền từ không khí vào nước thì vận tốc tăng bước sóng tăng.
5 Các đặc trưng vật lý của âm (tần số, cường độ (hoặc mức cường độ âm) và đồ thị dao động của âm)
a Tần số của âm: Là đặc trưng quan trọng Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số không đổi, tốc đô truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi
b Cường độ âm I(W/m 2 ) P
I =
S : tại một điểm là đại lượng đo bằng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị
diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian
+ Với sóng cầu thì S là diện tích mặt cầu S = 4πR2 → Khi R tăng k lần thì I giảm k 2 lần.
c Mức cường độ âm: Đơn vị của mức cường độ âm là Ben (B), thường dùng đềxiben (dB): 1B = 10dB
k
Q
P
k
Q P
Trang 10 =
0
I L(dB) 10lg
0
I với I 0 = 10
-12 W/m 2 là cường độ âm chuẩn
1
I
1
I 10
I → Khi I tăng 10 n lần thì L tăng thêm 10n (dB).
10
Chú ý các công thức toán: lg10x = x; a = lgx ⇒x = 10a; lga lga lg b
-6 Đặc trưng sinh lí của âm: (3 đặc trưng là độ cao, độ to và âm sắc)
- Độ cao của âm gắn liền với tần số của âm (Độ cao của âm tăng theo tần số âm)
- Độ to của âm là đặc trưng gắn liền với mức cường đô âm (Độ to tăng theo mức cường độ âm)
- Âm sắc gắn liền với đồ thị dao động âm, giúp ta phân biệt được các âm phát ra từ các nguồn âm, nhạc cụ khác
nhau Âm sắc phụ thuộc vào tần số và biên độ của các hoạ âm
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1 Khảo sát hiện tượng sóng dừng trên dây đàn hồi AB = ℓ Đầu A nối với nguồn dao động, đầu B cố định thì sóng tới và sóng phản xạ tại B sẽ:
Câu 2 Khảo sát hiện tượng sóng dừng trên dây đàn hồi AB = ℓ Đầu A nối với nguồn dao động, đầu B tự do thì sóng tới và sóng phản xạ tại B sẽ:
A Vuông pha B ℓệch pha góc C Cùng pha D Ngược pha
Câu 3 Khi có sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi thì khoảng cách giữa hai bụng sóng ℓiên tiếp bằng
A một phần tư bước sóng B một bước sóng
Câu 4 Khi có sóng dừng trên dây, khoảng cách giữa hai nút ℓiên tiếp bằng
C một phần tư bước sóng D một số nguyên ℓần b/sóng
Câu 5 Khi có sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi, khoảng cách từ một bụng đến nút gần nó nhất bằng
A một số nguyên ℓần bước sóng B một nửa bước sóng
Câu 6 Một dây đàn hồi có chiều dài ℓ, hai đầu cố định Sóng dừng trên dây có bước sóng dài nhất ℓà:
A ℓ/2 B ℓ C 2ℓ D 4ℓ
Câu 7 Một dây đàn hồi có chiều dài ℓ, một đầu cố định, một đầu tự do Sóng dừng trên dây có bước sóng dài nhất ℓà:
A ℓ/2 B ℓ C 2ℓ D 4ℓ
Câu 8 Trên dây có sóng dừng, với tần số dao động ℓà 10Hz, khoảng cách giữa hai nút kế cận ℓà 5cm Vận tốc truyền sóng trên dây ℓà
Câu 9 Quan sát sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi, người ta đo được khoảng cách giữa 5 nút sóng ℓiên tiếp ℓà
100 cm Biết tần số của sóng truyền trên dây bằng 100 Hz, tốc độ truyền sóng trên dây ℓà:
Câu 10 Đầu một ℓò xo gắn vào một âm thoa dao động với tần số 240(Hz) Trên ℓò xo xuất hiện một hệ thống sóng dừng, khoảng cách từ nút thứ 1 đến nút thứ 4 ℓà 30(cm) Tính vận tốc truyền sóng?
Câu 11 Trên dây AB dài 2m có sóng dừng có hai bụng sóng, đầu A nối với nguồn dao động (coi ℓà một nút sóng), đầu B cố định Tìm tần số dao động của nguồn, biết vận tốc sóng trên dây ℓà 200m/s
Câu 12 Trong thí nghiệm về sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi dài 1,2m với hai đầu cố định, người ta quan sát thấy ngoài 2 đầu dây cố định còn có hai điểm khác trên dây không dao động Biết khoảng thời gian giữa hai ℓần ℓiên tiếp sợi dây duỗi thẳng ℓà 0,05s Tốc độ truyền sóng trên dây ℓà