TUYỂN tập các bài SÓNG cơ học từ điểm 8

Đây là những bài sóng cơ học được chọn lọc ở cấp độ vận dụng cao giúp học sinh đạt điểm 8 9 10 dễ dàng kèm lời giải chi tiết cực hay.Tài liệu gồm 30 bài vận dụng cao trải đều ở các dạng sóng , sóng cơ, sóng âm, sóng dừng, giao thoa

TUYỂN TẬP CÁC BÀI SÓNG CƠ HỌC ĐIỂM 8-9-10 TRONG ĐỀ THI ĐẠI HỌC

- CÓ LỜI GIẢI CHI TIẾT -

BIÊN SOẠN: VMH PHYS

SỐ LƯỢNG GỒM 30 CÂU

Câu 1: A,B,C,D là bốn đỉnh của hình vuông trên bề mặt chất lỏng có chiều dài cạnh a =20cm A là nguồn

sóng dao động theo phương thẳng đứng với tần số f=25Hz, tốc độ truyền sóng v= 1m/s Tổng số điểm trên các cạnh của ABCD dao động ngược pha với nguồn A là:

A. 14 B. 10 C. 28 D. 12

* Hướng dẫn giải:

- Số điểm dao đông ngược pha với A cách A một khoảng:

2d (2k 1)

 = + suy ra d=(k+1/2), =4cm

Số điểm dao động ngược pha với A trên hình vuông bằng tổng số điểm trên 4 cạnh

Cạnh AD và AB: 0 ( 1)4 20

2

k +  có 5 giá trị của k, có 10 điểm ngược pha với A trên AD và AB

Cạnh DC và CB: 20 ( 1)4 20 2

2

k +  có 2 giá trị của k, có 4 điểm ngược pha với A trên DC và CB Vậy trên hình vuông có 14 điểm dao động ngược pha với nguồn A

Câu 2: Một dao động lan truyền trong môi trường liên tục từ điểm M đến điểm N cách M một đoạn

7/3(cm) Sóng truyền với biên độ A không đổi Biết phương trình sóng tại M có dạng uM = 3cos2t (uM tính bằng cm, t tính bằng giây) Vào thời điểm t1 tốc độ dao động của phần tử M là 6(cm/s) thì tốc độ dao động của phần tử N là

A. 3 (cm/s) B 0,5 (cm/s) C 4(cm/s) D. 6(cm/s)

* Hướng dẫn giải:

Phương trình sóng tại N: uN =

3cos(2t-3

7

2 



 ) =

3cos(2t-3

14

) =

3cos(2t-3

2

) Vận tốc của phần tử M, N: vM = u’M = -6sin(2t) (cm/s)

vN =u’N = 6sin(2t

-3

2

) = -6(sin2t.cos

3

2

- cos2t sin

3

2

) = 3sin2t (cm/s) Khi tốc độ của M: vM= 6(cm/s) => sin(2t)  =1

Khi đó tốc độ của N: vN= 3sin(2t)  = 3 (cm/s) Chọn A

Câu 3: Một sóng ngang có chu kì T=0,2s truyền trong môi trường đàn hồi có tốc độ 1m/s Xét trên phương

truyền sóng Ox, vào một thời điểm nào đó một điểm M nằm tại đỉnh sóng thì ở sau M theo chiều truyền sóng, cách M một khoảng từ 42 đến 60cm có điểm N đang từ vị tri cân bằng đi lên đỉnh sóng Khoảng cách

MN là:

A. 50cm B.55cm C.52cm D.45cm

* Hướng dẫn giải:

Khi điểm M ở đỉnh sóng, điểm N ở vị trí cân bằng đang đi lên, theo hình vẽ thì khoảng cách MN

MN =

4

3

 + k với k = 0; 1; 2; Với  = v.T = 0,2m = 20cm

42 < MN =

4

3 + k < 60 => 2,1 – 0,75 < k < 3 – 0,75 => k = 2 Do đó MN = 55cm Chọn B

Câu 4: Một nguồn O dao động với tần số f = 50Hz tạo ra sóng trên mặt nước có biên độ 3cm(coi như không

đổi khi sóng truyền đi) Biết khoảng cách giữa 7 gợn lồi liên tiếp là 9cm Điểm M nằm trên mặt nước cách nguồn O đoạn bằng 5cm Chọn t = 0 là lúc phần tử nước tại O đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương Tại thời điểm t1 li độ dao động tại M bằng 2cm Li độ dao động tại M vào thời điểm t2 = (t1 + 2,01)s bằng bao nhiêu ?

* Hướng dẫn giải:

Phương trình truyền sóng từ nguồn O đến M cách O đoạn x theo chiều dương có dạng:











=











=

2 2 2 cos 2 2 2 cos ) ,











v

x f ft a

t x

Theo giả thiết: cm

2

3

=

2 100 02

, 0

1

1 2

T T t

t s f









=

=



2 2 2 cos 2

1







v

x f ft a

cm u

Vậy sóng tại hai thời điểm trên có li độ ngược pha nhau nên chọn Chọn B

Câu 5: Một sóng cơ học lan truyền dọc theo 1 đường thẳng có phương truyền sóng tại nguồn O là :

uo = Acos(

T



2

t + 2

 ) (cm) Ở thời điểm t = T/2 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

* Hướng dẫn giải:

Biểu thức của nguồn sóng tại O: uo = Acos(

T

 2

t + 2

 ) (cm)

Biểu thức của sóng tại M cách O d = OM: uM = Acos(

T

 2

t + 2

 ± 2d ) (cm) Với : dấu (+) ứng với trường hợp sóng truyền từ M tới O;

dấu (-) ứng với trường hợp sóng truyền từ O tới M

Khi t = T/2; d = /3 thì uM = 2 cm

uM = Acos(

T



2

t + 2

 ± 2d ) = Acos(

T

 2 2

T

+ 2

 ± 3

2





) = Acos(

2

3

± 3

2

) = 2 cm

=> Acos(

6

13

) = Acos(

6

 ) = 2 (cm) => A= 4/ 3cm Chọn C

=> Acos(

6

5

) = 2 (cm) => A < 0 (Loại)

Câu 6: 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 ( )

20 s B. 3 ( )

80 s C 7 ( )

160 s D. 1 ( )

160 s

* Hướng dẫn giải:

+ Ta có : λ = v/f = 10 cm

4

2  +

=

 MN Vậy M và N dao động vuông pha

+ Tại thời điểm t điểm N hạ xuống thấp nhất thì sau đó thời gian ngắn nhất là 3T/4 thì điểm M sẽ hạ xuống

f

T t

80

3 4

3 4

=



Câu 7: Hai điểm M, N cùng nằm trên một phương truyền sóng cách nhau x = λ/3, sóng có biên độ A, chu kì

T Tại thời điểm t1 = 0, có uM = +3cm và uN = -3cm Ở thời điểm t2 liền sau đó có uM = +A, biết sóng truyền

từ N đến M Biên độ sóng A và thời điểm t2 là

A 2 3 cm và

12

11T

B 3 2 cm và

12

11T

C 2 3 cm và

12

22T

D. 3 2 cm và

12

22T

* Hướng dẫn giải:

+ Ta có độ lệch pha giữa M và N là:

3

2





 = =

6



 =

+ Từ hình vẽ, ta có thể xác định biên độ sóng là: A = 2 3

cos =



M

u

(cm) + Ở thời điểm t1, li độ của điểm M là uM = +3cm, đang giảm Đến thời điểm t2 liền sau đó, li độ tại M là uM

= +A

+ Ta có



/ 1 2



=

−

=

với :

T











6

11 2



12

11 2

6

11 1

2

T T

t

t









Vậy:

12

11 1 2

T t

t

t = − = Ví dụ 1

Câu 8 : Tại 2 điểm A, B cách nhau 13cm trên mặt nước có 2 nguồn sóng đồng bộ , tạo ra sóng mặt nước có

bước sóng là 1,2cm M là điểm trên mặt nước cách A và B lần lượt là 12cm và 5cm N đối xứng với M qua

AB Số hyperbol cực đại cắt đoạn MN là :

A.0 B. 3 C 2 D 4

* Hướng dẫn giải:

Số đường hyperbol cực đại cắt MN bằng số điểm cực đại trên CD

+Ta có AM – BM = AC – BC = 7cm

Và AC + BC = AB = 13cm suy ra AC = 10cm

+Ta lại có AM2 – AD+2 = BM2 – DB2

Và DB = AB – AD suy ra AD = 11,08cm

+Xét một điểm bất kì trên AB, điều kiện để điểm đó cực đại là :

d2 –d1 = kλ; d2 + d1 = AB => d2 = (AB + kλ)/2

2

10,8 k 5,8

 −   => có 16 điểm cực đại

2

10,8 k 7, 6

 −   => có 18 điểm cực đại

Vậy trên CD có 18 – 16 = 2 cực đại, suy ra có 2 đường hyperbol cực đại cắt MN Chọn C

t



M

M 2

M 1

u(cm)

N

A

3

-3



’

-A

B

M

A

N

P Q O1

O2

M(x,0)

Câu 9: Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp O1 và O2 dao động cùng pha, cùng biên độ Chọn hệ tọa độ vuông góc Oxy (thuộc mặt nước) với gốc tọa độ là vị trí đặt nguồn O1 còn nguồn O2 nằm trên trục Oy Hai điểm P và Q nằm trên Ox có OP = 4,5 cm và OQ = 8cm Dịch chuyển nguồn O2 trên trục Oy đến vị trí sao cho góc PO Q2 có giá trị lớn nhất thì phần tử nước tại P không dao động còn phần tử nước tại Q dao động với biên độ cực đại Biết giữa P và Q không còn cực đại nào khác Trên đoạn OP, điểm gần P nhất mà các phần tử nước dao động với biên độ cực đại cách P một đoạn là

* Hướng dẫn giải:

( ) ( ) ( )2 ( ) ( )1

8 4, 5

 

−

−

Dấu “=” xảy ra khi a=6cm =>

1

2

1

2

4, 5

7, 5

8

10











=







Điểm gần P nhất dao động với biên độ cực đại nằm trên H ứng với

k=2 x2+36− =x 4(x=O M1 ) =x 20 / 8=2, 5cmMP=2cm

Chọn D

Câu 10: Hai mũi nhọn S1, S2 ban đầu cách nhau 8cm gắn ở đầu một cần rung có tần số f = 100Hz, được đặt

chạm nhẹ vào mặt nước Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v = 0,8 m/s

a/ Gõ nhẹ cần rung cho hai điểm S1, S2 dao động theo phương thẳng đứng với phương trình dạng u = A.cos2πft Viết phương trình dao động của điểm M1 cách đều S1, S2 một khoảng d = 8cm

b/ Tìm trên đường trung trực của S1, S2 điểm M2 gần M1 nhất và dao động cùng pha với M1

c/ Cố định tần số rung, thay đổi khoảng cách S1S2 Để lại quan sát được hiện tượng giao thoa ổn định trên mặt nước, phải tăng khoảng cách S1S2 một đoạn ít nhất bằng bao nhiêu ? Với khoảng cách ấy thì giữa S1, S2

có bao nhiêu điểm có biên độ cực đại Coi rằng khi có giao thoa ổn định thì hai điểm S1S2 là hai điểm có biên độ cực tiểu.

* Hướng dẫn giải:

a + λ =

f

v

= 0,8cm và d1 = d2 = d = 8cm + Ta có phương trình dao động sóng tổng hợp tại M1

uM1 = 2A cos   

+



−





−

t 200 cos ) d d

với d1 + d2 = 16cm = 20λ và d2 – d1 = 0,

ta được: uM1 = 2Acos(200πt - 20π)

b Hai điểm M2 và M2’ gần M1 ta có:

S1M2 = d + λ = 8 + 0,8 = 8,8 cm

S1M2’ = d – λ = 8 – 0,8 = 7,2 cm

Do đó: IM2 = S M S I2 8,82 42 7,84(cm)

1 2 2

1 − = − =

IM1 = S1I 3 =4 3 =6,93(cm)

Suy ra M1M2 = 7,84 – 6,93 = 0,91 (cm)

Tương tự: IM2 ’ = S M1 ' 22 −S I1 2 = 7, 22 −42 =5, 99(cm)

M1

M2'

M2

S1

I

 M1M2 ’ = 6,93 – 5,99 = 0,94 (cm)

c Khi hệ sóng đã ổn định thì hai điểm S1, S2 là hai tiêu điểm của các hypecbol và ở rất gần chúng xem gần

đúng là đứng yên, còn trung điểm I của S1S2 luôn nằm trên vân giao thoa cực đại Do đó ta có: S1I = S2I =

k

4 ) 1 k

(

4

2

 +

=



+



=> S1S2 = 2S1I = (2k + 1)

2



Ban đầu ta đã có: S1S2 = 8cm = 10λ = 20

2

 => chỉ cần tăng S1S2 một khoảng

2

 = 0,4cm Khi đó trên S1S2 có 21 điểm có biên độ cực đại

Câu 11: Hai nguồn S1, S2 cách nhau 6cm, phát ra hai sóng có phương trình u1 = u2 = acos200πt Sóng sinh

ra truyền với tốc độ 0,8 m/s Điểm M trên mặt chất lỏng cách đều và dao động cùng pha với S1,S2 và gần

S1S2 nhất có phương trình là

A uM = 2acos(200t - 12) B uM = 2√2acos(200t - 8)

C uM = √2acos(200t - 8) D uM = 2acos(200t - 8)

* Hướng dẫn giải:

Phương trình sóng tổng quát tổng hợp tại M là: uM = 2acos(d2 d1



− )cos(20t - d2 d1

 + ) + Với M cách đều S1, S2 nên d1 = d2 Khi đó d2 – d1 = 0 → cos(d2 d1



− ) = 1 → A = 2a







 d1 +d2 =k2  d1+d2 =2k d1 =d2 =k + Gọi x là khoảng cách từ M đến AB: d1 = d2 = 2 2

2

AB

+   =k

( ) 0 , 64 9

2

2 2











−

=

 kmin = 4  d1+d2 =2k =8

 Phương trình sóng tại M là: uM = 2acos(200t - 8)

Câu 12: Hai nguồn sóng kết hợp đặt tại hai điểm A và B trên mặt chất lỏng dao động theo phương trình uA =

uB = 4cos10πt (mm) Coi biên độ sóng không đổi, tốc độ truyền sóng là 15 cm/s Hai điểm M1, M2 cùng nằm

trên một elip nhận A, B làm tiêu điểm có AM1 - BM1 = 1 cm và AM2 - BM2 = 3,5 cm

a) Tính độ lệch pha của dao động tại M1 và M2

b) Khi li độ của M1 là 3 mm thì li độ của M2 là bao nhiêu?

* Hướng dẫn giải:

Giả sử hai điểm M1; M2 cách các nguồn các khoảng d1, d2; d1’, d2’

Hai nguồn giống nhau có  =3 cm

Phương trình sóng tại M1 và M2 có dạng:

u =2.4cosπ cos(ωt-π ); u =2.4cosπ cos(ωt-π );

Thay số ta có:

u =4cos(ωt-π ); u =-4 3cos(ωt-π )

Hai điểm nằm trên cùng một elip nên: d +d =d' +d'1 2 1 2

→ Hai điểm M1, M2 dao động ngược pha

Từ phương trình trên ta có: M2

M1

u

=- 3 u =- 3u =-3 3 mm

Khi li độ của M1 là 3mm thì li độ của M2 là -3 3 mm

Câu 13: Hai mũi nhọn S1, S2 cách nhau 9cm, gắn ở đầu một cầu rung có tần số f = 100Hz được đặt cho

chạm nhẹ vào mặt một chất lỏng Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là v = 0,8 m/s Gõ nhẹ cho cần rung

thì 2 điểm S1,S2 dao động theo phương thẳng đứng với phương trình dạng: u = acos2πft Điểm M trên mặt

chất lỏng cách đều và dao động cùng pha S1 , S2 gần S1S2 nhất có phương trình dao động là:

S1 O S2 x

d1

* Hướng dẫn giải:

Phương trình sóng tổng quát tổng hợp tại M là: uM = 2acos(d2 d1



−

)cos(20t - d2 d1



+

)

Với M cách đều S1, S2 nên d1 = d2 Khi đó d2 – d1 = 0 → cos(d2 d1



−

) = 1 → A = 2a

Để M dao động cùng pha với S1, S2 thì: d2 d1



+

= 2k

suy ra: d2 + d1= 2 k  d1 d2 2 k



+

 = và d1 = d2 = k

Gọi x là khoảng cách từ M đến AB: d1 = d2 =

2 2

2

AB

+   =k 

2

AB

x = k −   = 0,64 k −2 9; ( = v/f = 0,8 cm) Biểu thức trong căn có nghĩa khi 2

0,64 k − 9 0  k  3,75 Với x  0 và khoảng cách là nhỏ nhất nên ta chọn k = 4 Khi đó d1 d2 2 k 8



+ = =

Vậy phương trình sóng tại M là: uM = 2acos(200t - 8) = uM = 2acos(200t)

Câu 14: Trên mặt nước tại hai điểm S1, S2 cách nhau 8 cm, người ta đặt hai nguồn sóng cơ kết hợp, dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với phương trình uA = 6cos40t và uB = 8cos(40t ) (uA và uB tính bằng

mm, t tính bằng s) Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40cm/s, coi biên độ sóng không đổi khi truyền

đi Số điểm dao động với biên độ 1cm trên đoạn thẳng S1S2 là

A 16 B 8 C 7 D 14

* Hướng dẫn giải:

Bước sóng  = v/f = 2 cm

Xét điểm M trên S1S2: S1M = d ( 0 < d < 8 cm)

uS1M = 6cos(40t - 2d ) mm = 6cos(40t - d) mm

uS2M = 8cos(40t -



(8 )

2 −d

) mm = 8cos(40t + 2d - 16 ) mm = 8cos(40t + d - 8) mm

Điểm M dao động với biên độ 1 cm = 10 mm khi uS1M và uS2M vuông pha với nhau:2d =

2

 + k

=> d =

4

1

+

2

k

mà :0 < d =

4

1 + 2

k

< 8 => - 0,5 < k < 15,5 => 0 ≤ k ≤ 15 Có 16 giá trị của k

Số điểm dao động với biên độ 1cm trên đoạn thẳng S1S2 là 16 Chọn A

Câu 15: Hai nguồn sóng trên mặt nước S1, S2 cách nhau

30 cm có biểu thức u1=u2 =2cos10 t (cm,s). Biết vận tốc truyền sóng

v = 40 cm/s Chỉ xét các điểm trên mặt nước

1 Tại điểm M cách hai nguồn S1, S2 lần lượt là 10cm và 20cm ở đó biên độ bằng bao nhiêu? Trên đoạn

MS2 có bao nhiêu điểm có biên độ cực đại, và bao nhiêu điểm đứng yên?

2 Gọi I là trung điểm của S1S2 Tìm khoảng cách tới I của tất cả các điểm nằm trên đường trung trực của

S1S2 có cùng pha với hai nguồn

3 Tìm các điểm dao động cùng pha với I

M

•

S2

S1

S1 O S2

x

d1

* Hướng dẫn giải:

1,  =v.2=8cm



2 1 M

(d d )

A =2A cos  − =2 2cm



1 2

S S

3,75

=

 có tổng 7 cực đại, 8 cực tiểu trên vùng giao thoa

M nằm giữa cực đại bậc 1 và cực tiểu thứ 2 nên trên đoạn MS2 có 05 cực đại,

05 cực tiểu

2, Các điểm nằm trên trung trực của S1S2 nên d1=d2 =d

Các điểm nằm trên trung trực của S1S2 có cùng pha với nguồn thì:

1 2

(d d ) 2k d k 8k

 + =  → =  =



Đặt x = IN=>x2 = d2 -

2

1 1

S S

4 =>

2

x = 64k − 225

Điều kiện: S S 1 2

2

3, Pha ban đầu của I: 1 2

I

S S 30

3,75 8



P

(d d ) (d d )

8



P và I dao động cùng pha khi  −  =I P 2n 1 2

*

1 2

8



Câu 16: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp S1, S2 cách nhau 6 2 cm dao động có phương trình

t

a

u= cos20 (mm).Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 0,4 m/s và biên độ sóng không đổi trong quá trình truyền Điểm gần nhất ngược pha với các nguồn nằm trên đường trung trực của S1S2 cách S1S2 một đoạn:

* Hướng dẫn giải:

Gọi M là điểm dao động ngược pha với nguồn

Phương trình sóng tổng hợp tại M là: uM = 2acos(d2 d1



−

)cos(20t - d2 d1



+

)

Để M dao động ngược pha với S1, S2 thì: d2 d1



+

= (2k + 1)

suy ra: d2+d1=(2k+1) ;Với d1 = d2 ta có: 2 1 ( 2 1 )

2

d = d = k +  Gọi x là khoảng cách từ M đến AB: d1 = d2 = 2 1 2 2

2

S S

+   =(2 1)

2

Suy ra

1 2 (2 1)

S S

2 4(2k +1) −18; Với  = v/f = 4cm Biểu thức trong căn có nghĩa khi 2

4(2k +1) −  0  k  0,56 18 Với x  0 và khoảng cách là nhỏ nhất nên ta chọn k = 1 suy ra x = 3 2 cm; Chọn C

Câu 17: Trên mặt nước có 2 nguồn sóng giống hệt nhau A và B cách nhau một khoảng AB = 24cm.B ước

sóng = 2,5 cm Hai điểm M và N trên mặt nước cùng cách đều trung điểm của đoạn AB một đoạn 16 cm

và cùng cách đều 2 nguồn sóng và A và B Số điểm trên đoạn MN dao động cùng pha với 2 nguồn là:

M

•

•

B

•

A

M

d

N

I

x

A 7 B 8 C 6 D. 9

* Hướng dẫn giải:

Cách 1: Gọi M là điểm dao động cùng pha với nguồn

Phương trình sóng tổng hợp tại M là: uM = 2acos(d2 d1



−

)cos(20t - d2 d1



+

)

Để M dao động ngược pha với S1 thì: d2 d1



+

= 2k suy ra: d2 + d1 = 2 k 

Với d1 = d2 ta có: d2 = d1= k ; Gọi x là khoảng cách từ M đến AB: d1 = d2 = 2 2

2

AB

2

AB

x = k −   = 6,25 k −2 144;

Với 0  x  16  4,8  k  8  k = 5, 6, 7, 8

Vậy trên đoạn MN có 2x 4 = 8 điểm dao động cùng pha với hai nguồn Chọn B

Câu 18: Trên mặt chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp phát ra hai dao động u1 = acost; u2 = asint khoảng cách giữa hai nguồn là S1S2 = 3,25 Hỏi trên đoạn S1S2 có mấy điểm cực đại dao động cùng pha với

u1 Chọn đáp số đúng:

A. 0 điểm B 2 điểm C 3 điểm D 4 điểm

* Hướng dẫn giải:

Ta có: u1 = acost ;u2 = asint = acos(t

-2

 ) Xét điểm M trên S1S2

S1M = d1; S2M = d2 → u1M = acos(t -2 d 1

 ); u2M = acos(t - 2 2

2

d







uM = 2acos( ( 2 1)

4



)cos(ωt - ( 1 2)

4



)

= 2acos( ( 2 1)

4



)cos(ωt – 3,5 ) = 2acos( ( 2 1)

4



)cos(ωt +

2

 )

Ta thấy uM luôn vuông pha với u1 Do đó trên S1S2 không có điểm nào dao động với biên độ cực đại và cùng pha với u1 Có lẽ bài toán cho u1 = asint = acos(t -

2

 ) và u2 = acost (hoặc là tìm trên đoạn S1S2 số điểm cực đại dao động cùng pha với u2)

Câu 19: Ba điểm A,B,C trên mặt nước là ba đỉnh của tam giac đều có cạnh 20 cm trong đó A và B là hai

nguồn phát sóng có phương trình u1 =u2 =2cos(20t)(cm),sóng truyền trên mặt nước không suy giảm và

có vận tốc 20 (cm/s).M trung điểm của AB Số điểm dao động ngược pha với điểm C trên đoạn MC là:

* Hướng dẫn giải:

+ Bước sóng : 2 cm( )

f

v =

=

 + Gọi N là điểm nằm trên đoạn MC cách A và B một khoảng d với AB/2 = 10(cm)  d < AC = 20(cm) + Phương trình sóng tổng hợp tại N :u N 4cos(20 t 2 d) 4cos(20t d)(cm)





+ Phương trình sóng tổng hợp tại C :u C 4cos(20 t 2 AC) 4cos(20t 20)(cm)





+ Điểm N dao động ngựợc pha với C:20−d =(2k+1)(kZ)d =16−2k(cm)1019−2k16



=















−

 0,5 4,5 k 0;1;2;3;4

Z

k

k

Có 5 điểm dao động ngược pha với C trên đoạn MC Chọn B

Câu 20: Hai nguồn sóng kết hợp trên mặt nước cách nhau một đoạn S1S2 = 9λ phát ra dao động u=cos(t) Trên đoạn S1S2, số điểm có biên độ cực đại cùng pha với nhau và ngược pha với nguồn (không kể hai nguồn) là:

A 8 B 9 C 17 D 16

* Hướng dẫn giải:

Phương trình sóng tổng quát tổng hợp tại M là:

uM = 2cos(d2 d1



−

)cos(20t - d2 d1



+

)

Với d1 + d2 = S1S2 = 9λ

Khi đó: Phương trình sóng tổng quát tổng hợp tại M là:

uM = 2cos(d2 d1



−

)cos(20t - 9) = 2cos(d2 d1



−

)cos(20t - ) = - 2cos(d2 d1



−

)cos(20t)

Vậy sóng tại M ngược pha với nguồn khi cos(d2 d1



−

) = 1  d2 d1



−

= k2  d1 - d2 = 2k

Với - S1S2  d1 - d2  S1S2  -9  2k  9 4,5  k  4,5

Suy ra k = 0; ±1, ±2; ±3; ±4 Có 9 giá trị (có 9 cực đại) Chọn B

Câu 21: Một nam điện có dòng điện xoay chiều tần số 50Hz đi qua Đặt nam châm điện phía trên một dây

thép AB căng ngang với hai đầu cố định, chiều dài sợi dây 60cm Ta thấy trên dây có sóng dừng với 2 bó sóng Tính vận tốc sóng truyền trên dây?

* Hướng dẫn giải:

Vì nam châm có dòng điện xoay chiều chạy qua lên nó sẽ tác dụng lên dây một lực tuần hoàn làm dây dao động cưỡng bức.Trong một T(s) dòng điện đổi chiều 2 lần nên nó hút dây 2 lần Vì vậy tần số dao động của dây = 2 lần tần số của dòng điện

Tần số sóng trên dây là: f’ = 2.f =2.50 =100Hz

Vì trên dây có sóng dừng với 2 bó sóng nên: AB = L =2 60

 → = =

Ta có: v = .f =60.100=6000cm s/ =60m s/  Chọn A

Câu 22: Một sợi dây AB đàn hồi căng ngang dài l = 120cm, hai đầu cố định đang có sóng dừng ổn định Bề

rộng của bụng sóng là 4a Khoảng cách gần nhất giữa hai điểm dao động cùng pha có cùng biên độ bằng a là

20 cm Số bụng sóng trên AB là

A 4 B 8 C 6 D 10

* Hướng dẫn giải:

Trước hết hiểu độ rộng của bụng sóng bằng hai lần

độ lớn của biên độ bụng sóng :=> KH = 4a

Ap dụng công thức biên độ của sóng dừng tại điểm M

với OM = x là khoảng cách tọa độ của M đến một nút gọi là O

AM = 2a  sin 2x với đề cho AM = a =>  sin 2x = 2

1 (*)

Đề cho hai điểm gần nhất dao động cùng pha nên , hai điểm M1 và M2 phải cùng một bó sóng => OM1 = x1

và OM2 = x2 ; x = x2 – x1

Từ (*) suy ra : x1 =

12



và x2 =

12

5

3 12 12

5

60

120 2 L 2 n 2

n

=

=

=

=





=> Chọn A

Câu 23 : Sóng dừng trên dây AB với chiều dài 0,16 m , đầu B cố định, đầu A dao động với tần số 50 Hz

Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 4 m/s

M

•

•

B

•

A

2a

K

2a

M2

a Tính số bụng sóng và số nút sóng

b Biểu thức xác định vị trí các nút sóng và bụng sóng

* Hướng dẫn giải:

a Bước sóng: λ = = v 4 = 0,08(m) = 8(cm)

Hai đầu A, B cố định nên có điều kiện: = k k = 2 = 2.16 = 4





Vậy trên dây có 4 bụng sóng và 5 nút sóng

b Chọn B làm gốc tọa độ, do khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là

2

 nên vị trí các nút sóng xác định từ biểu thứcd = 4k; k = 1;2;3;4; 5m

Giữa hai nút và bụng liền nhau hơn nhau

4

 nên vị trí các bụng sóng xác định từ biểu thức:

Câu 24: Một sợi dây đàn hồi căng ngang, đang có sóng dừng ổn định Trên dây, A là một điểm nút, B là

điểm bụng gần A nhất với AB = 18 cm, M là một điểm trên dây cách B một khoảng 12 cm Biết rằng trong một chu kỳ sóng, khoảng thời gian mà độ lớn vận tốc dao động của phần tử B nhỏ hơn vận tốc cực đại của phần tử M là 0,1s Tốc độ truyền sóng trên dây là:

A 3,2 m/s B 5,6 m/s C 4,8 m/s D 2,4 m/s

* Hướng dẫn giải:

+ A là nút; B là điểm bụng gần A nhất

 Khoảng cách AB =

4



= 18cm,

 = 4.18 = 72cm  M cách B

6

 + Trong 1T (2) ứng với bước sóng 

Góc quét  =

6

  =

3



Biên độ sóng tại B va M: AB= 2a; AM = 2acos

3



= a Vận tốc cực đại của M: vMmax= a

+ Trong 1T vận tốc của B nhỏ hơn vận tốc cực đại của M được biểu diễn

trên đường tròn  Góc quét

3 2

T v s T

72 )

( 3 , 0 1

, 0

2

3

: Chọn D

Câu 25: M,N,P là 3 điểm liên tiếp trên một sợi dây mang sóng dừng có cung biên độ 4mm,dao động tại N

ngược pha với dao động tại M MN=NP/2 = 1cm.Cứ sau những khoảng thời gian ngắn nhất 0,04s thì sợi day

có dạng một đoạn thẳng.Tốc độ dao động của phần tử vật chất tại điểm bụng khi qua vị trí cân bằng ( lấy π=3,14)

A 375mm/s B 363mm/s C 314mm/s D 628mm/s

* Hướng dẫn giải:

* Tìm : Khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp dây duỗi thẳng là khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp qua VTCB = T/2 = 0,04s → T=0,08s →  = 25  =78,5 (rad/s)

* Tìm ra 3 điểm M,N,P thỏa mãn qua các lập luận sau :