Thấy rằng hai điểm A và B trên mặt nớc nằm cùng phơng truyền sóng cách nhau một khoảng d = 10cm luôn dao động ngợc pha nhau.. Một dây đàn hồi rất dài có đầu A dao động với tần số f và th
Trang 1Trần Văn Tuấn Trờng THPT Đồng Đậu
Họ và tên HS :………Lớp 12A
Dạng 1: Ph ơng trình sóng Các đại l– ợng đặc tr ng của sóng cơ học
I Tự luận
Bài 1 Một mũi nhọn S chạm nhẹ vào mặt nớc dao động điều hoà với tần số f = 20Hz Thấy rằng hai điểm A và B
trên mặt nớc nằm cùng phơng truyền sóng cách nhau một khoảng d = 10cm luôn dao động ngợc pha nhau Tính vận tốc truyền sóng biết rằng vận tốc đó chỉ vào khoảng từ 0,8 m/s đến 1 m/s
Bài 2 Một sóng cơ học đợc truyền từ O theo phơng y với vận tốc v=40cm/s Năng lợng sóng cơ đợc bảo toàn khi
truyền đi Dao động tại điểm O có dạng: x = 4cos π/2 t (cm)
a. Xác định chu kỳ T và bớc sóng λ?
b Viết phơng trình dao động tại điểm M trên phơng truyền sóng cách O một đoạn bằng d Hãy xác định d để dao
động tại điểm M cùng pha với dao động tại O?
Bài 3 Một dây đàn hồi rất dài có đầu A dao động với tần số f và theo phơng vuông góc với sợi dây, biên độ dao động
là 4cm, vận tốc truyền sóng trên dây là 4m/s Xét một điểm M trên dây và cách A một đoạn 28cm, ngời ta thấy M luôn dao động lệch pha với A một góc ∆ϕ = (2k+1)π/2 với k= 0, ±1, ±2
a. Tính λ biết tần số f có giá trị từ 22Hz đến 26Hz
b. Viết ptdđ của M Biết ptdđ ở A là UA =4cosωt (cm)
Bài 4 Một đầu lá thép dao động với tấn số 16 Hz có một quả cầu nhỏ chạm vào mặt nớc tạo ra một sóng tròn tâm O.
a) Trên mặt nớc có hai điểm M, N trên đờng thẳng qua O cách nhau 6cm luôn dao động cùng pha với nhau Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nớc , biết vận tốc đó chỉ vào khoảng 0,4 đến 0,6 (m/s)
b) Biết điểm M cách O 6cm Hãy so sánh biên độ dao động tại M và N
II Trắc nghiệm
Cõu 1 Súng cơ học truyền trong một mụi trường với vận tốc khụng đổi, khi tăng tần số súng lờn 3 lần thỡ bước súng
Cõu 2 Một người nhận thấy rằng khoảng cỏch giữa hai ngọn súng biển liờn tiếp là 2m và thấy rằng trong 10s một
phao nhụ lờn 5 lần Tớnh vận tốc truyền của súng biển
Cõu 3 Khoảng cỏch giữa hai bụng súng nước liờn tiếp trờn mặt hồ bằng 9m Súng lan truyền với vận tốc bằng bao
nhiờu, nếu trong thời gian 1 phỳt súng đập vào bờ 7 lần?
Cõu 4 Một súng cơ lan truyền với bước súng λ Hai điểm trờn một phương truyền súng cỏch nhau một khoảng là d sẽ
dao động lệch pha nhau một gúc:
Cõu 5 Đầu A của một dõy đàn hồi dao động theo phương thẳng đứng với chu kỡ T=10s Biết vận tốc truyền súng trờn
dõy là v=0,2m/s, khoảng cỏch giữa hai điểm gần nhau nhất dao động ngược pha là bao nhiờu?
Cõu 6 : Một súng truyền theo trục Ox cú phương trỡnh y=0,5cos(10x−1000πt)(cm) Trong đú thời gian t đo bằng giõy, tọa độ x đo bằng một Vận tốc truyền của súng này là:
A 100m/s B 628m/s C 314m/s 157m/s.
Cõu 7 Đầu O của một sợi dõy đàn hồi dao động với phương trỡnh u = 2.cos2πt (cm) tạo ra một súng ngang trờn dõy
cú vận tốc v= 20 cm/s Một điểm M trờn dõy cỏch O một khoảng 2,5 cm dao động với phương trỡnh:
A uM = 2 cos(2πt -
4
π
4
π ) (cm)
C uM = 2 cos(2πt +π) (cm) D uM = 2 cos 2πt (cm)
Cõu 8 : Trong cựng một mụi trường truyền súng, súng cú tần số 200Hz sẽ cú …… gấp đụi súng cú tần số 400 Hz.
Hóy tỡm từ thớch hợp nhất trong cỏc từ sau để điền vào chỗ trống cho hợp nghĩa
A.chu kỡ B.biờn độ C.bước súng D tần số gúc
Cõu 9 : Một người ngồi ở bờ biển thấy cú 5 ngọn súng nước đi qua trước mặt mỡnh trong thời gian 10(s) Chu kỳ dao
động của súng biển là :
A 2 (s) B 2,5 (s) C 3(s) D 4 (s)
Trang 2Trần Văn Tuấn Trờng THPT Đồng Đậu
Cõu 10 : Tại 1 điểm O trờn mặt nước yờn tĩnh cú 1 nguồn D Đ ĐH theo phương thẳng đứng với tần số f = 2(Hz) Từ
điểm O cú Những gợn súng trũn lan rộng ra xung quanh Khoảng cỏch giữa 2 gợn súng liờn tiếp là 20(cm) Vận tốc truyền súng trờn mặt nước l :
A 20(cm / s) B 40(cm / s) C 80(cm / s) D 120 (cm / s)
Cõu 11 Súng truyền tại mặt chất lỏng với vận tốc truyền súng 0,9m/s, khoảng cỏch giữa hai gợn súng liờn tiếp là
2cm Tần số của súng là:
Cõu 12 : Một người quan sỏt 1 chiếc phao nổi trờn mặt biển , thấy nú nhụ lờn cao 6 lần trong 15 giõy Coi súng biển
là súng ngang Chu kỳ dao động của súng biển là :
A T = 2,5 (s) B T = 3 (s) C T = 5 (s) D T = 6(s)
Cõu 13 : Nguồn phỏt súng S trờn mặt nước tạo dao động với f = 100(Hz) gõy ra súng cú biờn độ A = 0,4(cm) Biết
khoảng cỏch giữa 7 súng gợn lồi liờn tiếp là 3 (cm) Vận tốc truyền súng tr ờn mặt nước là :
A 25(cm / s) B 50(cm / s) C 100(cm / s) D 150 (cm / s)
Cõu 14: Súng lan truyền từ nguồn O dọc theo 1 đường thẳng với biờn độ khụng đổi Ở thời điểm t = 0 , điểm O đi
qua vị trớ cõn bằng theo chiều (+) Một điểm cỏch nguồn 1 khoảng bằng 1/4 bước súng cú li độ 5(cm) ở thời điểm bằng 1/2 chu kỳ Biờn độ của súng là
A 10(cm) B 5 3(cm) C 5 2(cm) D 5(cm)
Cõu 15 : Một súng cơ lan truyền dọc theo 1 đường thẳng cú phương truyền súng tại nguồn O : u o = A cos 2
T
π
t (cm) Một điểm M cỏch nguồn bằng 1/3 bước súng ở thời điểm t = 1/2 chu kỳ cú độ dịch chuyển u M = 2(cm) Biờn
độ súng A là:
A 4(cm) B 2 (cm) C 4
3(cm) D 2 3 (cm)
Cõu 16 : Một súng cơ lan truyền trong 1 mụi trường vật chất tại 1 điểm cỏch nguồn x(m) cú phương trỡnh súng : u =
4 cos (
3
π
t -2
3
π
x) (cm) Vận tốc trong mụi trường đú cú giỏ trị :
A 0,5(m / s) B 1 (m / s) C 1,5 (m / s) D 2(m / s)
Dạng 2: giao thoa sóng
I Tự luận
Bài 5 Hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 6,5cm tần số dao động f=80Hz, vận tốc truyền sóng v=32cm/s , biên độ
sóng không đổi a=0,5cm
a. Thiết lập phơng trình dao động tổng hợp tại điểm M trên mặt nớc cách A, B lần lợt là d1=7,79cm; d2 =5,09cm
b So sánh pha dao động tại M với dao động tại hai nguồn
c Tìm số gợn lồi và vị trí của chúng trên đoạn AB
Bài 6 Trong thí nghiệm giao thoa sóng, hai nguồn A,B dao động với phơng trình UA=UB=5cos(10πt) cm, vận tốc sóng
là 20cm/s Coi biên độ sóng không đổi
a Viết phơng trình dao động tại M cách A, B là 7,2 cm và 8,2 cm.Nhận xét về dao động này?
b Một điểm N trên mặt nớc với NA-NB=-10cm Hỏi điểm này nằm trên đờng dao động cực đại hay đứng yên, là đ-ờng thứ bao nhiêu và về phía nào so với trung trực của AB
Bài 7 Trong thí nghiệm giao thoa trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f=20Hz Cho AB =8cm.
Tại điểm M trên mặt nớc cách A một khoảng d1=25cm, cách B một khoảng d2=20,5cm sóng có biên độ dao động cực đại Giữa M và trung trực của AB có hai dãy cực đại khác
a Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nớc
b Tìm số điểm có biên độ dao động cực đại trên đoạn AB
c Gọi C, D là các điểm trên mặt nớc sao cho ABCD là hình vuông Tính số điểm dao động với biên độ cực đại trên
đoạn CD
Bài 8 Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 16 cm dao động với tần số
15Hz và cùng pha Tại điểm M cách A, B những khoảng d1=19cm, d2=21cm Sóng có biên độ cực đại Giữa M và trung trực của AB không có cực đại nào khác
a Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nớc
b Vẽ đờng cong gồm các điểm có biên độ dao động cực đại đi qua M, đờng này cắt đoạn AB ở đâu
Trang 3Trần Văn Tuấn Trờng THPT Đồng Đậu
Bài 9 Tại hai điểm O1 , O2 trên mặt chất lỏng cách nhau 11cm có hai nguồn phát sóng kết hợp với phơng trình dao
động tại hai nguồn là u1= 2cos10πt (cm) và u2= 2cos(10πt + π)cm Hai sóng có cùng vận tốc không đổi v =20cm/s
a) Xác định độ lệch pha của hai sóng thành phần tại một điểm M trên bề mặt chất lỏng cách hai nguồn lần lợt
d1= 14cm, d2= 15cm
b) Viết phơng trình dao động tại điểm M khi có sóng truyền qua
Xác định vị trí các điểm cực đại và cực tiểu giao thoa trên đoạn O1O2
II Trắc nghiệm
1 Trong thớ nghiệm tạo võn giao thoa súng trờn mặt nước, người ta dựng nguồn dao động cú tần số 50Hz và đo được
khoảng cỏch giữa hai gợn súng liờn tiếp nằm trờn đường nối tõm dao động là 2mm Bước súng của súng trờn mặt nước
là bao nhiờu?
2 Trong thớ nghiệm tạo võn giao thoa súng trờn mặt nước, người ta dựng nguồn dao động cú tần số 100Hz và đo được
khoảng cỏch giữa hai gợn súng liờn tiếp nằm trờn đường nối tõm dao động là 4mm Vận tốc súng trờn mặt là bao nhiờu?
3 Trong thớ nghiệm tạo võn giao thoa súng trờn mặt nước, hai nguồn kết hợp a,B dao động với tần số 20Hz, tại một
điểm M cỏch A và B lần lượt là 16cm và 20cm, súng cú biờn độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB cú 3 dóy cực đại khỏc Vận tốc truyền súng trờn mặt nước là bao nhiờu? A v=20cm/s B v=26,7cm/s C
4 Trong thớ nghiệm tạo võn giao thoa súng trờn mặt nước, hai nguồn kết hợp a,B dao động với tần số f=16Hz Tại
một điểm M cỏch A và B những khoảng d1=30cm; d2=25,5cm, súng cú biờn độ cực đại Giữa M và đường trung trực của AB cú 2 dóy cực đại khỏc Vận tốc truyền súng trờn mặt nước là bao nhiờu? A v=24m/s B
5 Âm thoa diện gồm hai nhỏnh dao động với tần số 100Hz, chạm vào mặt nước tại hai điểm S1, S2 Khoảng cỏch
S1S2=9,6cm Vận tốc truyền súng nước là 1,2m/s Cú bao nhiờu gợn súng trong khoảng giữa S1 và S2?
A 8 gợn súng B 14 gợn súng C 15 gợn súng D 17 gợn sún
Dạng 3: Sóng dừng Sóng âm Hiệu ứng Đople
I Tự luận
Bài 10 Một dây đàn hồi AB treo lơ lửng, đầu A gắn vào âm thoa rung với tần số f =100Hz Vận tốc truyền sóng trên
dây là 4m/s
a Dây có chiều dài l= 80cm Có thể có sóng dừng trên dây đợc không? Giải thích?
b Cắt bớt để dây chỉ dài 21cm Khi đó có sóng dừng trên dây Tính số nút và số bụng
c Nếu chiều dài dây vẫn là 80cm thì tần số âm giao thoa phải bằng bao nhiêu để có 8 bụng sóng dừng
d Nếu tần số vẫn là 100Hz thì muốn có kết quả nh ở câu c thì chiều dài dây phải là bao nhiêu?
Bài 11 Xét sóng tới truyền trên dây đàn hồi từ nguồn A đến B với biên độ là a, tần số là f, vận tốc truyền sóng là v.
Biết khi truyền sóng a=const
a Giả sử B cố định Xét điểm M cách B một đoạn x hãy:
+ Lập phơng trình dao động tổng hợp tại M
+ Chứng tỏ rằng có một hệ sóng dừng trên dây
+ Tìm điều kiện để có sóng dừng( bỏ qua mọi ma sát)
b Giả sử B tự do Giải lại câu a
Bài 12 Một sợi dây AB có đầu B cố định và đầu A gắn vào một nhánh của âm giao thoa có tần số dao động f Cho âm
giao thoa dao động trên AB có 4 bụng sóng dừng, B là một nút, A ngay sát một nút
a. Tìm bớc sóng λ của sóng truyền trên dây cho AB=20cm; f = 10 Hz
b Tìm vận tốc truyền sóng trên dây
c Dùng hiện tợng sóng dừng giải thích tại sao khi lên dây đàn, dây càng căng tiếng càng thanh (âm cao)
Bài 13 Một ngời đứng ở gần chân núi bắn một phát súng và sau 6,5 giây thì nghe thấy tiếng vang từ núi vọng lại Biết
vận tốc sóng âm trong khôngkhí là 340m/s Hãy tính khoảng cách từ chân núi đến ngời đó
Trang 4Trần Văn Tuấn Trờng THPT Đồng Đậu
Bài 14 Một ngời gõ mạnh vào đờng ray xe lửa Một ngời khác ở cáh xa ngời này 1,1Km áp tai vào đờng ray Hai âm
mà ngời này nghe đợc trong thép và trong không khí cách nhau 3 giây Tính vận tốc âm trong thép, biết vận tốc âm trong không khí là 340m/s
Bài 15 Tại một điẻm A cách xa nguồn âm N một khoảng NA = 1m, mức cờng độ âm là LA =90 dB> Cho biết ngỡng nghe của âm chuẩn là I0 = 10 -12W/m2
a) Tính cờng độ âm của âm đó tại điểm A
b) Tính cờng độ âm và mức cờng độ âm đó tại điểm B nằm trên đờng NA và cách N một khoảng NB = 10m Coi môi trờng hoàn toàn không hấp thụ âm
c) Giả sử nguồn âm và môi trờng đều đẳng hớng Tính công suất phát âm của nguồn âm tại N
ĐS: a) IA=10-3W/m2; b) LB=70dB; 12,6mW Bài 16 : (Giao thoa sóng âm) Tại hai điểm A và B cách nhau 8m có hai nguồn âm kết hợp Tần số âm phát ra là
440Hz, vận tốc âm trong không khí là 352m/s
a) Chứng minh rằng trên đờng nối hai điểm A, B có những điểm tại đó âm có độ to cực đại và những điểm tại đó hầu nh không nghe thấy gì
b) Tìm các điểm âm có độ to cực đại và cực tiểu nói trên
II Trắc nghiệm
1 Một dõy đàn dài 40cm, căng ở hai đầu cố định, khi dõy dao động với tần số 600Hz ta quan sỏt trờn dõy cú súng
dừng với hai bụng súng Bước súng trờn dõy là : A λ=13,3cm B λ=20cm C λ=40cm D λ=80cm
2 Một dõy đàn dài 40cm, căng ở hai đầu cố định, khi dõy dao động với tần số 600Hz ta quan sỏt trờn dõy cú súng
dừng với hai bụng súng Vận tốc súng trờn dõy là : A v=79,8m/s B v=120m/s C v=240m/s D v=480m/s
3.Dõy AB căng nằm ngang dài 2m, hai đầu A và B cố định, tạo một súng dừng trờn dõy với tần số 50Hz, trờn đoạn
AB thấy cú 5 nỳt súng Vận tốc truyền súng trờn dõy là : A v=100m/s B v=50m/s C v=25m/s D v=12,5m/s
4 Một ống sỏo dài 80cm, hở hai đầu, tạo ra một súng đứng trong ống sỏo với õm là cực đại ở hai đầu ống, trong
khoảng giữa ống sỏo cú hai nỳt súng Bước súng của õm là : A λ=20cm B.λ=40cm C λ=80cm D
λ=160cm
5 Một sợi dõy đàn hồi dài 60cm, được rung với tần số 50Hz, trờn dõy tạo thành một súng dừng ổn định với 4 bụng
súng, hai đầu là hai nỳt súng Vận tốc súng trờn dõy là : A v=60cm/s B v=75cm/s C v=12m/s D v=15m/s
6 Một súng cơ học lan truyền trờn sợi dõy đàn hồi, trong khoảng thời gian 6s súng truyền được 6m Vận tốc truyền
7 Trong một thớ nghiệm về giao thoa súng trờn mặt nước, hai nguồn súng kết hợp S1 và S2 dao động với tần số 15Hz Vận tốc truyền súng trờn mặt nước là 30cm/s Với điểm M cú những khoảng d1, d2 nào dưới đõy sẽ dao động với biờn
độ cực đại
A d1=25cm và d2=20cm B d1=25cm và d2=21cm C d1=25cm và d2=22cm D d1=20cm và d2=25cm
( Hiệu ứng Đople)
8 Người ta xỏc định tốc độ của một nguồn õm bằng cỏch sử dụng thiết bị đo tần số õm Khi nguồn õm chuyển động
thẳng đều lại gần thiết bị đang đứng yờn thỡ thiết bị đo được tần số õm là 724Hz, cũn khi nguồn õm chuyển động thẳng đều với cựng tốc độ đú ra xa thiết bị thỡ thiết bị đo được tần số õm là 606 Hz Biết nguồn õm và thiết bị luụn cựng nằm trờn một đường thẳng, tần số của nguồn õm phỏt ra là khụng đổi và tốc độ truyền õm trong mụi trường bằng 338 m/s Tốc độ của nguồn õm này là
9 Một xe cứu thương chạy với tốc 90 km/h, hỳ cũi liờn tục với tần số 1 500 Hz và vượt qua một người chạy xe mỏy
tốc độ 36 km/h Sau khi xe cứu thương vượt qua, người đi xe mỏy nghe thấy tiếng cũi của xe cứu thương cú tần số bằng bao nhiờu ? Lấy tốc độ truyền õm trong khụng khớ là 340 m/s
Trang 5Trần Văn Tuấn Trờng THPT Đồng Đậu
Bài tập thực hành Sóng cơ học Bài 1: Hai nguồn sóng kết hợp A, B dao động cùng pha với tần số f =50Hz trên mặt nớc Khoảng cách giữa hai nguồn
là 20 cm, vận tốc truyền sóng trên mặt nớc là 3m/s Hãy xác định vị trí các điểm có biên độ cực đại và cực tiểu trên
đoạn AB
Bài 2: Một sợi dây thép uốn thành hình chữ U (hai nhánh cách nhau 8cm) đợc gắn vào một đầu lá thép nằm ngang và
đặt sao cho hai đầu A, B chạm nhẹ vào mặt nớc Cho lá thép dao động theo phơng vuông góc với mặt nớc với tần số 100Hz và biên độ dao động 0,4cm Khi đó trên mặt nớc tại vùng giữa A và B thấy xuất hiện 5 gợn lồi và những gợn này cắt AB thành 6 đoạn nhở mà hai đọan ở đầu chỉ bằng một nửa các đoạn còn lại
a) Tính bớc sóng và vận tốc truyền sóng trên mặt nớc
b) Viết phơng trình dao động tại một điểm M trên mặt nớc cách A, B các đoạn 6cm và 10cm, coi biên độ sóng thành phần không thay đổi
c) Hãy tìm trên đờng trung trực của AB những điểm dao động cùng pha với A, B và điểm gần nhất trên đó dao động cùng pha với A, B
d) Uốn lại sợi dây sao cho khoảng cách giữa hai nhánh chữ U giảm đi một nửa thì ta quan sát thấy bao nhiêu đờng cực
đại trong khoảng giữa AB
Bài 3 Hai mũi nhọn S1, S2 đồng bộ chạm vào mặt nớc dao động với phơng trình u1 = u1 = asin200πt (mm), coi biên độ sóng không đổi khi truyền trên mặt nớc Xét về một phía đờng trung trực của S1S2 ta thấy vân bậc K đi qua điểm M có
MS1 – MS2 = 12mm và vân cùng bậc k +3 đi qua điểm M’ với M’S1 – M’S2 = 36mm
a) Tìm bớc sóng và vận tốc truyền sóng trên mặt nớc, vân bậc k là vân cực đaị hay cực tiểu?
Trang 6Trần Văn Tuấn Trờng THPT Đồng Đậu
b) Điểm gần nhất trên đờng trung trực của S1S2 dao động cùng pha với các nguồn cách S1bao nhiêu?
c) Tần số dao động của các nguồn không đổi nhng dao động 2 chậm pha hơn dao động 1 góc π Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại và cực tiểu trên S1S2 Đờng trung trực của S1S2 là đờng cực đại hay cực tiểu
Bài 4: Mũi nhọn của âm thoa chạm nhẹ vào mặt nớc yên lặng dao động với tần số 440Hz
a) Gợn sóng da âm thoa trên tạo ra trên mặt nớc có dạng hình gì? Khoảng cách giữa hai gợn sóng liên tiếp là 2mm Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nớc
b) Gắn vào một trong hai nhánh của âm thoa một mẩu giây thép nhỏ uốn thành hình chữ U Đặt âm thoa soa cho hai
đầu A, B chạm nhẹ vào mặt nớc rồi cho âm thoa dao động thì gợn sóng trên mặt nớc có dạng hình gì? Cho khoảng cách giữa hai nhánh chữ U là AB =4cm Tính số gợn sóng quan sát đợc trên đoạn AB
c) Gọi M, M’ là hai điểm trên mặt nớc mà MA =3,25cm; MB = 6,75cm, M’A = 3,3cm, M’B = 6,7cm Hỏi trạng thái dao động tại hai điểm đó so với trạng thái dao động tại hai đầu chữ U có già đáng chú ý?
d) Giả sử vận tốc truyền sóng không đổi nhng kích thích cho âm thoa dao động với tần số gấp p lần tần số dao động riêng Tính số gợn sóng trong câu b) Coi biên độ sóng không đổi