CHƯƠNG 2 SÓNG cơ SÓNG âm

MỤC LỤC Chủ đề 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ SÓNG CƠ 1 A TÓM TẮT LÍ THUYẾT 1 1 Sóng cơ 1 2 Sự truyền sóng cơ 1 B PHƯƠNG TRÌNH SÓNG – PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN 2 Dạng 1 BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN SỰ TRUYỀN SÓNG 2 1.

MỤC LỤC Chủ đề 1.ĐẠI CƯƠNG VỀ SÓNG CƠ………………………………………………………… A.TĨM TẮT LÍ THUYẾT ……………………………………………………………………….1 1.Sóng cơ………………………………………………………………………………………….1 2.Sự truyền sóng ………………………………………………………………………………1 B.PHƯƠNG TRÌNH SĨNG – PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN………………… Dạng 1:BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN SỰ TRUYỀN SÓNG……….………………………… 1.1.Sự truyền pha dao động……………………………………………………………………….2 1.2.Biết trạng thái điểm xác định điểm khác…………………………………………… 1.3.Tìm thời điểm để điểm trạng thái định…………………………… 1.4.Biết li độ hai điểm thời điểm xác định thời điểm tiếp theo,xác định bước sóng…9 1.5.Trạng thái hai điểm pha, ngược pha, vng pha …………………………………… 12 1.6.Đồ thị sóng hình sin………………………………………………………………………….13 1.7.Quan hệ li độ ba điểm phương truyền sóng………………………………………….15 BÀI TẬP TỰ LUYỆN………………………………………………………………………… 16 Dạng 2:BÀI TỐN LIÊN QUAN ĐẾN PHƯƠNG TRÌNH SĨNG……………………………20 2.1.Phương trình sóng……………………………………………………………………………20 2.2.Li độ vận tốc dao động điểm thời điểm…………………………………… 24 2.3.Khoảng cách cực đại cực tiểu hai điểm phương trình truyền sóng……………… 27 BÀI TẬP TỰ LUYỆN………………………………………………………………………… 27 Chủ đề GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC 33 A.TĨM TẮT LÍ THUYẾT 33 Hiện tƣợng giao thoa .33 Lí thuyết giao thoa 33 B PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN .34 Dạng BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ĐIỀU KIỆN GIAO THOA 34 1.2 Biết thứ tự cực đại, cực tiểu điểm M tìm bƣớc sóng, tốc độ truyền sóng .35 1.3 Khoảng cách cực đại, cực tiểu đƣờng nối hai nguồn 35 1.4 Số cực đại, cực tiểu hai điểm 38 1.5 Số cực đại, cực tiểu đƣờng bao 42 Hai nguồn không đồng 43 2.1 Điều kiện cực đại cực tiểu 43 2.2 Cực đại cực tiểu gần đƣờng trung trực 45 2.3 Kiểm tra M cực đại hay cực tiểu 48 2.4 Biết thứ tự cực đại, cực tiểu điểm M tìm bƣớc sóng, tốc độ truyền sóng .50 2.5 Khoảng cách giƣa cực đại, cực tiểu đƣờng nối hai nguồn 52 2.6 Số cực đại, cực tiểu hai điểm .53 2.7 Số cực đại, cực tiểu đƣờng bao 62 BÀI TẬP TỰ LUYỆN 63 DẠNG BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN VỊ TRÍ CỰC ĐẠI CỰC TIỂU 73 Hai nguồn đồng 73 1.1 Vị trí cực, đại cực tiểu AB .73 1.2 Vị trí cực đại, cực tiểu Bz  AB 74 1.3 Vị trí cực đại, cực tiểu x’x ||AB 80 1.4 Vị trí cực đại, cực tiểu đƣờng trịn đƣờng kính AB 81 1.5 Vị trí cực đại, cực tiểu đƣờng trịn bán kính AB .83 Hai nguồn không đồng 85 2.1 Vị trí cực, đại cực tiểu AB 85 2.2 Vị trí cực đại, cực tiểu Bz  AB 89 2.3 Vị trí cực đại, cực tiểu x’x || AB .97 2.4 Vị trí cực đại, cực tiểu đƣờng trịn đƣờng kính AB 99 2.5 Vị trí cực đại, cực tiểu đƣờng trịn bán kính AB 101 2.6 Hai vân loại qua hai điểm 102 Giao thoa với nguồn kết hợp 102 BÀI TẬP TỰ LUYỆN 103 Dạng BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN PHƢƠNG TRÌNH SĨNG TỔNG HỢP 112 Phƣơng trình sóng tổng hợp 112 Số điểm dao động với biên độ A0 86 Trạng thái điểm nằm AB 118 Cực đại giao thoa pha với nguồn đồng 129 BÀI TẬP TỰ LUYỆN 135 Chủ đề 3.SÓNG DỪNG……………………………………………………………………… 143 A.TĨM TẮT LÍ THUYẾT …………………………………………………………………….143 1.Phản xạ sóng………………………………………………………………………………….143 2.Sóng dừng ……………………………………………………………………………………143 B PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN………………………………………….… 144 Dạng 1:BÀI TỐN LIÊN QUAN ĐẾN SỰ ĐIỀU KIỆN SĨNG DỪNG TRÊN DÂY………144 1.1.Điều kiện sóng dừng đại lượng đặc trưng …………………………………….……144 1.2.Dùng nam châm để kích thích sóng dừng ………………………………….…………… 146 1.3.Thay đổi tần số sóng dừng……….…………………………………………….………… 146 1.4.Số nút, số bụng…………………………………………………………………………… 149 BÀI TẬP TỰ LUYỆN……………………………………………………………………… 152 Dạng 2:BÀI TỐN LIÊN QUAN ĐẾN BIỂU THỨC SĨNG DỪNG…………………… …155 2.1.Các đại lượng đặc trưng ………………………………………………………………… 155 2.2.Biên độ sóng điểm………………………………………………………………… 157 2.3.Khoảng thời gian li độ lặp lại…………………………………………… ……………… 165 2.4.Li độ ,vận tốc, gia tốc thời điểm khác nhau……………………………………… 166 BÀI TẬP TỰ LUYỆN……………………………………………………………………… 167 Chủ đề SÓNG ÂM 171 A TÓM TẮT LÍ THUYẾT 171 Sóng âm cảm giác âm 171 Các đặc tính sinh lí âm 172 Các nguồn nhạc âm 173 Vai trò dây đàn bầu đàn đàn ghi ta 173 B PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN 173 Dạng CÁC BÀI TỐN LIÊN QUAN ĐẾN CÁC ĐẶC TÍNH VẬT LÝ CỦA ÂM .173 Sự truyền âm 173 Cƣờng độ âm Mức cƣờng độ âm 177 Phân bố lƣợng âm truyền 179 Quan hệ cƣờng độ âm, mức cƣờng độ âm nhiều điểm 183 BÀI TẬP TỰ LUYỆN 186 Dạng CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NGUỒN NHẠC ÂM 192 Miền nghe đƣợc .192 Nguồn nhạc âm 192 CHỦ ĐỀ ĐẠI CƢƠNG VỀ SÓNG CƠ TĨM TẮT LÝ THUYẾT Sóng a Thí nghiệm Thí nghiệm 1: Một mũi nhọn dao động điều hịa theo phương thẳng đứng chạm nhẹ vào nước yên lặng điểm O, ta thấy xuất vòng tròn từ O lan rộng mặt nước với biên độ sóng ngày giảm dần Thả nhẹ mấu giấy xuống mặt nước, ta thấy nhấp nhơ theo sóng khơng bị đẩy xa Ta nói, có sóng mặt nước O nguồn sóng Thí nghiệm 2: Một lị xo nhẹ đầu giữ cố định đầu lại dao động nhỏ theo phương trùng với trục lò xo, ta thấy xuất biến dạng nén dãn lan truyền dọc theo trục lị xo b Định nghĩa Sóng lan truyền dao động môi trường Các phần tử vật chất môi trường mà sóng truyền qua chi dao động xung quanh vị trí cân Sóng ngang: Là sóng phương dao động (của chất điểm ta xét)  với phương truyền sóng Chỉ truyền chất rắn mặt thống chất lỏng Sóng dọc: Là sóng phương dao động // (hoặc trùng) với phương truyền sóng Truyền chất khí, chất lỏng chất rắn Sóng khơng truyền chân khơng Sự truyền sóng a Các đặc trƣng sóng hình sin Biên độ A sóng biên độ dao động phần tử mơi trường có sóng truyền qua Chu kì T sóng chu kì dao động phần tử mơi trường có sóng truyền qua Tần số sóng f = 1/T Tốc độ truyền sóng tốc độ lan truyền dao động môi trường v  s / t Đối với môi trường, tốc độ truyền sóng có giá trị khơng đổi Bước sóng λ quãng đường mà sóng truyền chu kì λ = vT = v/f Hai phần tử cách bước sóng dao động đồng pha với Hai phần tử cách nửa bước sóng dao động ngược pha với Đỉnh sóng  Đáy sóng A Biên độ sóng  Bước sóng Năng lượng sóng: lượng dao động phần tử mơi trường mà sóng truyền qua B Phƣơng trình sóng Giả sử phương trình dao động đầu O dây là: u0 = Acosωt Điểm M cách O khoảng λ Sóng từ O truyền đến M khoảng thời gian Δt = x/v Phương trình dao động M là: uM = Acosω(t – Δt) 2  x  t x u M  A cos   t    A cos 2    Với   ;   vT T  v T  Phương trình phương trình sóng sóng hình sin theo trục x (sóng truyền theo chiều dương lấy dấu trừ trước x, cịn theo chiều âm lấy dấu + trước x) Phương trình sóng hàm vừa tuần hoàn theo thời gian, vừa tuần hoàn theo không gian B PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TỐN Bài tốn liên quan đến truyền sóng Bài tốn liên quan đến phương trình sóng DẠNG BÀI TỐN LIÊN QUAN ĐẾN SỰ TRUYỀN SĨNG Sự truyền pha dao động Phƣơng pháp giải Bước sóng: v 2   vT   v f  Khi sóng lan truyền sườn trước lên sườn sau xuống! Xét điểm nằm phương truyền sóng khoảng cách điểm dao động: * Cùng pha:  k (k số nguyên)  Sườn sau Sườn trước Sườn sau Hướng truyền  O N C C v v v Phương truyền sóng v v  N    (k số nguyên)   0,5  * Vuông pha:   2k  1 (k số nguyên)   0, 25 Ví dụ 1: (THPTQG − 2017) Trên sợi dây dài có sóng ngang hình sin truyền qua theo chiều dương trục u Ox Tại thời điểm t0, đoạn sợi dây có hình dạng hình bên Hai phần tử dây M O dao động lệch O pha A π/4 B 2π/3 C π/3 D 3π/4 * Ngược pha: Sườn trước   2k  1 M x Hướng dẫn * Bước sóng: = ô; 2d 3   Chọn D  Ví dụ 2: Trong mơi trường đàn hồi có sóng có tần số 10 Hz, tốc độ truyền sóng 40 crn/s Hai điểm M N phương truyền sóng dao động pha nhau, chúng có điểm khác dao động ngược pha với M Khoảng cách MN A 8,75 cm B 10,50 cm C 8,00 cm D 12,25 cm Hướng dẫn Hai điểm M, N dao động pha nên: MN = λ; 2λ; 3λ Nhưng chúng có điểm dao động ngược pha với M nên bắt buộc: MN = 2λ hay v 40 MN  2     cm   Chọn C f 10 Ví dụ 3: Trong mơi trường đàn hồi có sóng có tần số 50 Hz, tốc độ truyền sóng 175 cm/s Hai điểm M N phương truyền sóng dao động ngược pha nhau, chúng có điểm khác dao động ngược pha với M Khoảng cách MN là: A 8,75 cm B 10,5 cm C 7,0 cm D 12,25 cm Hướng dẫn Hai điểm M, N dao động ngược pha nên: MN = 0,5λ.; 1,5λ,; 2,5λ Nhưng chúng có điểm khác dao động ngược pha với M nên bắt buộc: v MN = 2,52 hay MN = 2,5λ = 2,5 = 8,75 (cm) => Chọn A f Ví dụ 4: Trong mơi trường đàn hồi có sóng có tần số 10 Hz, tốc độ truyền sóng 40 cm/s Hai điểm M N phương tmyền sóng dao động pha nhau, chúng có điểm E F Biết rằng, E F có tốc độ dao động cực đại M tốc độ dao động cực tiểu Khoảng cách MN là: A 4,0 cm B 6,0 cm C 8,0 cm D 4,5 cm Hướng dẫn Hai điểm M, N dao động pha nên: MN = λ, 2λ, 3λ Nhưng chúng có điểm dao động vuông pha với M nên bắt buộc: MN = λ hay v MN      cm   Chọn A f Ví dụ 5: Hai điểm A, B phương truyền sóng, cách 24 cm Trên đoạn AB có điểm A1, A2, A3 dao động pha với A, ba điểm B1, B2, B3 dao động pha với B Sóng truyền theo thứ tự A, B1, A1, B2, A2, B3, A3, B A3B = cm Tìm bước sóng A 7,0 cm B 7,0 cm C 3,0 cm D 9,0 cm Hướng dẫn AB  3  A3 B  24  3      cm   Chọn B * Khoảng cách hai vị trí cân O M d = 3ô = 32/8 nên chúng dao động lệch pha nhau:      A1 A A2 B2 A3 B3 B Ví dụ 6: Một sóng ngang truyền sợi dây dài Hai điểm PQ = 5λ/4 sóng truyền từ P đến Q Những kết luận sau đúng? A Khi Q có li độ cực đại P có vận tốc cực đại B Li độ P, Q trái dấu C Khi P có li độ cực đại Q có vận tốc cực đại D Khi P cực đại Q cực tiểu (chọn mốc vị trí cân bằng) Hướng dẫn Xuống Lên Xuống Lên Q P Từ hình vẽ này, suy A B sai Vì sóng truyền từ P đến Q nên P có li độ cực đại Q có vận tốc cực đại => C Hai điểm P, Q vuông pha nên P cực đại (P vị trí biên) Q cực tiểu (Q vị trí cân bằng) => D Xuống Lên Xuống Lên P Q Ví dụ 7: Một sóng ngang có chu kì T = 0,2 s truyền mơi trường đàn hồi có tốc độ m/s Xét phương truyền sóng Ox, vào thời điểm điểm M nằm đỉnh sóng sau M theo chiều truyền sóng, cách M khoảng từ 42 đến 60 cm có điểm N từ vị trí cân lên đỉnh sóng Khoảng cách MN là: A 50 cm B 55 cm C 52 cm D 45 cm Hướng dẫn /4 M M M 2 N Cách 1: Hiện M biên dương N qua VTCB theo chiều dương (xem vòng tròn lượng giác, M sớm pha nên M chạy trước):     k.2 1 Dao động N trễ pha dao động M góc là: 2d 2d 2d 42  d  60       4, 2    6    vT 100.0, Từ (1) (2) suy ra: k = 2d    2.2  d  45  cm   Chọn D Do đó:   100.0, 2 Cách 2: Bước sóng: λ = vT = 100.0,2 = 20 cm Vì 42 cm ≤ MN ≤ 60 cm nên 2,2λ ≤ MN ≤ 3λ Từ hình vẽ suy ra: MN = 2λ + 0,25λ = 45 cm Chú ý: Giả sử sóng ngang truyền dọc theo chiều Ox Lúc t = sóng truyền đến O làm cho điểm O bắt đầu lên Đến thời điểm t = OM/v sóng truyền đến Mvà làm cho M bắt đầu lên Đến thời điểm t = OM/v + T/4 điểm M bắt đầu lên đến vị trí cao Đến thời điểm t = OM/v + T/4 + T/2 điểm M bắt đầu lên đến vị trí thấp A N X O M A Ví dụ 8: Lúc t = đầu O dây cao su căng thăng nằm ngang bắt đầu dao động lên với chu kì s, tạo thành sóng ngang lan truyền dây với tốc độ cm/s Điểm M dãy cách O khoáng 1,6 cm Thời điểm đề M đến điểm thấp A 1,5 s B 2,2 s C 0,25s D 2,3 s Hướng dẫn Khi t = điểm O bắt đầu dao động lên sau thời gian OM/v sóng truyền đến M M bắt đầu dao động lên, sau khoảng thời gian T/4 điểm M đến vị trí cao khoảng thời gian T/2 xuống đến vị trí thấp Thời OM T T điểm để M đến điểm thấp nhất: t     2,3  s   Chọn D v Ví dụ 9: Lúc t = đầu O dây cao su căng A thẳng nằm ngang bắt đầu dao động lên với chu N kì s với biên độ cm, tạo thành sóng ngang lan X truyền dây với tốc độ cm/s Điểm M O M dây cách O khoảng 1,6 cm Thời điểm để M đến điểm N thấp vị trí cân A 2cm A 1,33 s B 2,2 s C 1,83 s D 1,93 s Hướng dẫn Khi t = điểm O bắt đầu dao động lên sau thời gian OM/v sóng truyền đến M M bắt đầu dao động lên, sau MN khoảng thời gian T/2 điểm M trở vị trí cân khoảng thời gian arcsin xuống đến điểm N  A Thời điểm để M đến điểm N: OM T MN 1, 2 t   arcsin    arcsin  1,93  s   Chọn D v  A 2  Ví dụ 10: Sóng ngang lan truyền sợi dây qua điểm O đến điểm M, biên độ sóng cm chu kì sóng s Tại thời điểm t = 0, sóng truyền đến O O bắt đầu dao động lên Biết hai điểm gần dây dao động ngược pha cách cm Coi biên độ dao động khơng đổi Tính thời điểm đâu tiên để điểm M cách O đoạn cm lên đến điểm có độ cao 3 cm A 7/6 s B s C 4/3 s D 1,5 s Hướng dẫn OM OM Sau thời gian t1    1 s  sóng truyền đến M v  Để M đến li độ: 3cm  3A / cần thời gian t  T /  1/ s  Chú ý: Khoảng thời gian n lần liên tiếp phao nhô lên cao nhất: t   n  1 T Khoảng thời gian n lần liên tiếp sóng đập vào bờ: Δt = (n− 1)T Khoảng cách m đỉnh sóng liên tiếp: Δx = (m − 1)λ Nếu thời gian Δt sóng truyền qng đường ΔS tốc độ truyền sóng: v =Δ s/Δt Ví dụ 11: Một người quan sát thấy cánh hoa hồ nước nhô lên 10 lần khoảng thời gian 36 s Khoảng cách ba đỉnh sóng 24 m Tính tốc độ truyền sóng mặt hồ A m/s B 3,32 m/s C 3,76 m/s D 6,0 m/s Hướng dẫn t 36  T  n   10    s     v    m.s   Chọn A  T   x  12  m    m 1 Ví dụ 12: Người ta gây chấn động đầu O dây cao su căng thẳng làm tạo nên dao động theo phương vng góc với vị trí bình thường dây, với chu kỳ 1,6 s Sau giây chuyển động truyền 15 m dọc theo dây Tìm bước sóng sóng tạo thành truyền dây A 9m B 6,4 m C 4,5 m D m Hướng dẫn T  1,  s      vT   m   Chọn D  S 15   5m / s v  t  Ví dụ 13: (ĐH−2010) Tại điểm mặt chất lỏng có nguồn dao động với tần số 120 Hz, tạo sóng ổn định mặt chất lỏng, xét gợn lồi liên tiếp phương truyền sóng, phía so với nguồn, gợn thứ cách gợn thứ năm 0,5 m Tốc độ truyền sóng A 12m/s B 15 m/s C 30 m/s D 25 m/s Hướng dẫn 1 x    1   0,5    m  v  f  120  15  m / s   Chọn B 8 Chú ý: Khoảng thời gian hai lần liên tiếp điểm qua vị trí cân T/2 nên khoảng thời gian n lần liên tiếp điểm qua vị trị cân (n − l)T/2 Khoảng thời gian ngắn điểm từ vị trí cân (tốc độ dao động cực đại) đến vị trí biên (tốc độ dao động 0) T/4 Ví dụ 14: Một sóng có tần số góc 110 rad/s truyền qua hai điểm M N phương truyền sóng cách gần 0,45 m cho M qua vị trí cân N vị trí có tốc độ dao động Tính tốc độ truyền sóng A 31,5 m/s B 3,32 m/s C 3,76 m/s D 6,0 m/s Hướng dẫn  Hai điểm M N gần dao động vuông pha nên = 0,45 ( m )      1,8  m   v    31,5  m / s   Chọn A T 2 Ví dụ 15: Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = acosπt (cm) với t tính mili giây Trong khoảng thời gian 0,2 s sóng truyền quãng đường lần bước sóng? A 40 B 100 C 0,1 D 30 Hướng dẫn   rad / ms   S  vt  ft   t   200  ms   100  Chọn B 2 2 Chú ý: Trong trình truyền sóng, trạng thái dao động truyền cịn phần từ vật chất dao động chỗ Cần phân biệt quãng đường truyền sóng quãng đường dao động: Quãng đường dao động : S = n.2A + Sthêm  t  n.T /  tthêm Quãng đường truyền sóng : ΔS = v Δt Ví dụ 16: Một sóng lan truyền mơi trường với tốc độ m/s tần số 10 Hz, biên độ sóng khơng đổi cm Khi phần tử vật chất định môi trường qng đường cm sóng truyền thêm qng đường A cm B 10 cm C cm D cm Hướng dẫn T 1 Quãng đường dao động: S = 8(cm) = 2A  t    s  2f 20 Quãng đường truyền sóng: ΔS = v ΔT = = 0,05(m) = 5(cm) => Chọn D 20 Ví dụ 17: Một sóng lan truyền mơi trường với tốc độ m/s tần số 10 Hz, biên độ sóng khơng đổi cm Khi phần tử vật chất định môi trường quãng đường S sóng truyền thêm qng đường 25 cm Giá trị S A 24 cm B 25 cm C 56 cm D 40 cm Hướng dẫn T T   0,1 s    0, 05  s  f S 0, 25 T Quãng đường truyền sóng: S  v.t  t    0, 24  s   v Quãng đường dao động: S  5.2A  5.2.4  40  cm   Chọn D Chú ý: Phân biệt tốc độ truyền sóng tốc độ dao động cực đại:    vs  T v 2A   max   vs   v  A  2 A max   T Ví dụ 18: Một sóng học có biên độ khơng đổi A, bước sóng λ Vận tốc dao động cực đại phần tử môi trường lần tốc độ truyền sóng khi: A λ = πA B λ = 2πA C λ = πA/2 D λ = πA/4 Hướng dẫn B A Áp dụng: I  C P  I0 10L 4r P  I0 1010 1 4.1002  3P LA  4.1002  I0 10 * Khi đặt nguồn âm 3P B:   2  3P  I 10LC  4.1502 * Khi đặt nguồn âm P A: 3  10LA 10  LA  10,5  B    Chọn B Từ (1) (2)  LC 10  LC  10,1 B    10 1,5 Ví dụ 6: Cho điểm O, M, N P nằm môi trƣờng truyền âm Trong đó, M N nằm nửa đƣờng thẳng qua O, tam giác MNP tam giác Tại O đặt nguồn âm điểm có cơng suất khơng đổi, phát âm đẳng hƣớng môi trƣờng Coi môi trƣờng không hấp thụ âm Biết mức cƣờng độ âm M N lần lƣợt 60 dB 40 dB Mức cƣờng độ âm P A 40,4 dB B 38,8 dB C 41,1 dB Hướng dẫn D 35,8dB P 600 O H M N 2 3 2  ON  OM   * Từ OP      ON  OM    ON  OM  1    MN 2  4    * Từ I  P P  I0 10L  r  100,5L   Thay (2) vào (1) 4I0 4r   2 0,5LM 10  100,5LM   100,5LN  100,5LM  LP  4,04  B  Chọn A  4 Ví dụ 7: Tại điểm trục Ox có nguồn âm I  W / m2  điềm phát âm đẳng hƣớng mơi trƣờng Hình vẽ bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc cƣờng độ âm I 2,5.109 điểm trục Ox theo tọa độ x Cƣờng độ âm chuẩn I0 = 10−12 W/m2 Tọa độ vị trí đặt nguồn âm A – 2m B 2m C 4m D −4 m 10 LP  O Hướng dẫn 185 x(cm) x b I I r P  2 4r 4  x  b   I0 10   L r I x   I x    2b   b2  b  Ví dụ 8: Tại điểm trục Ox có nguồn âm điểm phát âm đẳng hƣớng mơi trƣờng Hình vẽ bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc cƣờng độ âm I điểm trục Ox theo tọa độ x Cƣờng độ âm chuẩn I0 = 10−12 W/m2 Công suất nguồn âm A 4π nW B 40π nW C 20π nW D 2π nW I  W / m2  2,5.109 x(cm) O x b I r  Chọn A Hướng dẫn r P I  2 4r 4  x  b  I x     b    4   b2 I x    b  L   I0 10  P  x   2,5.109   P  4.108  4      Chọn B Câu 9: (THPTQG 2017) Tại điểm trục Ox có nguồn âm điểm phát âm đẳng hƣớng môi trƣờng Hình vẽ bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc cƣờng độ âm I điểm trục Ox theo tọa độ x Cƣờng độ âm chuẩn I0 = 10−12W/m2 M điểm trục Ox có tọa độ x = 4m Mức cƣờng độ âm M có giá trị gần với giá trị sau đây? A 22,4dB B 24dB C 23,5dB D 23dB Hướng dẫn I r P  2 4r 4  x  b   I 2b 4   x  0    b2 I x    b    P L   I0 10  x   2,5.109   P  4.108       8  x   4.10  1012.10L  L  2, 44  dB   4      Chọn B BÀI TẬP TỰ LUYỆN PHẦN Bài 1: Nhà vật lí ngƣời Pháp Bi−Ô dùng búa gõ vào đầu vào gang dài 951,25 m Ngƣời thứ hai đầu áp tai vào gang nghe đƣợc âm tiếng gõ hai lần (một lần qua không khỉ, lần qua gang) Khoảng thời gian hai lần nghe đƣợc 2,5 s Biết tốc độ truyền âm khơng khí lần lƣợt 340 (m/s) Tốc độ truyền âm gang 186 A 3194 m/s B 2999 m/s C 1000 m/s D 2500 m/s Bài 2: Một ngƣời dùng búa gõ nhẹ vào đƣờng sắt cách 1056 m, ngƣời thứ hai áp tai vào đƣờng dắt nghe thấy tiếng gõ sớm 3s so với tiếng gõ nghe khơng khí Tốc độ âm khơng khí 330m/s Tốc độ âm sắt là: A 1238 m/s B 1376 m/s C 1336 m/s D 5280 m/s Bài 3: Nếu khoảng thời gian từ nhìn thấy tiếng sét đến nghe thấy tiếng sấm phút khoảng cách từ nơi sét đánh đến ngƣời quan sát bao nhiêu? Tốc độ truyền âm khơng khí 340 (m/s) A 402 m B 299 m C 10 m D 20400 m Bài 4: Một ngƣời đứng áp tai vào đƣờng ray Ngƣời thứ đứng cách khoảng x gõ mạnh búa vào đƣờng ray Ngƣời thứ nghe thấy tiếng búa cách khoảng thời gian 14/3 s Biết tốc độ truyền âm khơng khí 340 m/s Tốc độ truyền âm thép gấp 15 lần khơng khí Tính x A 42 m, B 299 m C 10 m D 1700 m, Bài 5: Một nam châm điện dùng dòng điện xoay chiều có chu kì 0,1 (s) Nam châm tác dụng lên thép mỏng làm cho thép dao động điều hịa tạo sóng âm sóng âm phát truyền khơng khí là: A Âm mà tai ngƣời nghe đƣợc B sóng ngang C Hạ âm D siêu âm Bài 6: Ngƣời ta gõ vào thép nghe thấy âm phát ra, quan sát thấy hai điểm gần phƣơng truyền sóng dao động ngƣợc pha cách m Tốc độ truyền âm 5000 m/s Tần số âm phát A 625 Hz B 725 Hz C 645 Hz D 425 Hz Bài 7: Sóng âm truyền thép với tốc độ 5000 m/s Hai điểm thép dao động lệch pha π/2 mà gần cách đoạn 1,54 m Tần số âm A 920 Hz B 7800Hz C 812 Hz D 900 Hz Bài 8: Micro đƣợc dịch chuyên tới vị trí cách loa m So sánh với âm thu đƣợc vị tri 10 m, âm vị trí khác âm cũ A biên độ B bƣớc sóng C tốc độ truyền sóng D tần số Bài 9: Một ngƣời lấy búa gõ mạnh vào đầu ống kim loại thép có chiều dài L Ngƣời khác đầu ống nghe thấy hai âm sóng truyền dọc theo ống sóng truyền qua khơng khí cách khoảng thời gian giây Biết vận tốc truyền âm kim loại khơng khí lần lƣợt vkl = 5900 m/s vkk = 340 m/s Chiều dài L A 200 m B 280 m C 361 m D 400 m Bài 10: Hai nhân viên đƣờng sắt cách 1100 m, ngƣời lấy búa gõ mạnh vào đƣờng ray, ngƣời áp tai vào đƣờng ray nghe đƣợc hai âm, âm truyền thép đến trƣớc sau s có âm khác truyền từ khơng khí đến Biết vận tốc truyền âm khơng khí 340,0m/s, vận tốc truyền âm thép A 5500m/s B 4700 m/s C 4675 m/s D 2120 m/s Bài 11: Tốc độ âm khơng khí 320 m/s Tai ngƣời phân biệt đƣợc hai âm giống chúng tới tai chênh thời gian lƣợng nhỏ 0,1 s Một ngƣời đứng cách vách đá khoảng L, bắn phát súng nghe thấy tiếng A L > 16 m B L < 16 m C L > 32m D L < 32m Bài 12: Một ngƣời thả viên đá từ miệng giếng đến đáy giếng cạn s sau nghe thấy tiếng động viên đá chạm đáy giếng Cho biết tốc độ âm không 340 m/s, lấy g = 10 m/s2 Độ sâu giếng A 41,42 m B 40,42 m C 39,42 m D 38,42 m 187 Bài 13: Tại nơi bên bờ vực sâu, ngƣời thả rơi viên đá xuống vực, sau thời gian s ngƣời nghe thấy tiếng viên đá va vào đáy vực Coi chuyển động rơi viên đá rơi tự do, lấy g = 10m/s2; tốc độ âm khơng khí 340m/s Độ sâu đáy vực A 19 m B 340 m C 680 m D 20 m Bài 14: Tại điểm phƣơng tmyền sóng âm với biên độ 0,4 mm, có cƣờng độ âm 1,5 W/m2 Cƣờng độ âm điểm biên độ âm 0,8 mm? A 2,5 W/m2 B 6,0 W/m2 C 4,0 W/m2 D 4,5 W/m2 Bài 15: Tại điểm phƣơng truyền sóng âm với biên độ 0,12 mm, có cƣờng độ âm 1,8 W/m2 Cƣờng độ âm điểm biên độ âm 0,36 mm? A 0,6 W/m2 B 2,7 W/m2 C 5,4 W/m2 D 16,2 W/m2 Bài 16: Khi nguồn âm phát với tần số f cƣờng độ âm chuân 10 12 (W/m2) mức cƣờng độ âm điểm M cách nguồn khoảng r 40 dB Giữ nguyên công suất phát nhƣng thay đổi f để cƣờng độ âm chuẩn 10−11 (W/m2) M, mức cƣờng độ âm A 30 dB B 60 dB C 40 dB D 20 dB Bài 17: Mức cƣờng độ âm đƣợc tính cơng thức A L(B) = lg(I/I0) B L(B) = 10.lg(I/I0) C L(dB) = lg(I/I0) D L(B) = 10.1g(I0/I) Bài 18: Với I0 cƣờng độ âm chuẩn, I cƣờng độ âm Khi mức cƣờng độ âm L = Ben A I = 2I0 B I= 0,5I0 C I = 102I0 D I = 10−2I0 Bài 19: Mức cƣờng độ âm 30 dB Hãy tính cƣờng độ âm theo đơn vị W/m2 Biết cƣờng độ âm chuẩn I0 = 10−12 (W/m2) A 10−8 (W/m2), B 10−9 (W/m2) C 10−10 (W/m2) D 1011 (W/m2), Bài 20: Một mức cƣờng độ âm đƣợc tăng thêm 30 dB Hỏi cƣờng độ âm tăng lên gấp lần? A 1000 B 300 C 100 D 10000 Bài 21: Cƣờng độ âm tăng 100 lần thỉ mức cƣờng độ âm tăng dB? A 10 dB B 20 dB C 30 dB D 40 dB Bài 22: Hãy tính tỉ số cƣờng độ âm tiếng la thét có mức cƣờng độ âm 80 dB với cƣờng độ tiếng nói thầm với mức cƣờng độ âm 20 dB A.100000 B 1000000 C 10000000 D 100000000 Bài 23: Trong thí nghiệm dùng nguồn âm giống Tại N đặt nguồn phát sóng âm đến M M ta đo đƣợc mức cƣờng độ âm 30 dB Nếu M đo đƣợc mức cƣờng độ âm 40 dB N ta phải đặt tổng số nguồn âm giống A 20 nguồn B 50 nguồn C nguồn D 40 nguồn Bài 24: Tại N có nguồn âm nhỏ phát sóng âm để M M ta đo đƣợc mức cƣờng độ âm 30 dB Nếu M đo đƣợc mức cƣờng độ âm 40 dB thỉ N ta phải đặt tổng số nguồn âm giống A 20 nguồn B 50 nguồn C 10 nguồn D 100 nguồn Bài 25: Tại N có nguồn âm nhỏ phát sóng âm đến M M ta đo đƣợc mức cƣờng độ âm 30dB Nếu M đo đƣợc mức cƣờng độ âm 50dB N ta phải đặt tổng số nguồn âm giống là: A 20 nguồn B 50 nguồn C 10 nguồn D 100 nguồn Bài 26: Tại điểm nghe đƣợc đồng thời hai âm tần số: âm truyền tới có mức cƣờng độ 75 dB âm truyền tới có mức cƣờng độ 65 dB Mức cƣờng độ âm tồn phần điểm A 10 dB B 75,41 dB C 140 dB D 70 dB Bài 27: Một sóng âm có dạng hình cầu đƣợc phát từ nguồn có cơng suất W Giả sử lƣợng phát đƣợc bảo toàn Cƣờng độ âm điểm cách nguồn 1,0 m A 0,8 (W/m2) B 0,018 (W/m2) C 0,013 (W/m2) D 0,08 (W/m2) 188 Bài 28: Bạn đứng trƣớc nguồn âm khoảng d Nguồn phát sóng âm theo phƣơng Bạn 50,0 m lại gần nguồn thấy cƣờng độ âm tăng lên gấp đơi Tính khoảng cách d A 42 m B 299 m C 171 m D 10000 m Bài 29: Một nguồn điểm O phát sóng âm có cơng suất khơng đổi mơi trƣờng truyền âm đẳng hƣớng không hấp thụ âm Hai điểm A, B cách nguồn âm lần lƣợt r1 r2 Biết cƣờng độ âm A gấp lần cƣờng độ âm B Tỉ số r2/r1 A B 0,5 C 0,25 D Bài 30: Một nguồn âm điểm phát sóng âm vào khơng khí tới hai điểm M, N cách nguồn âm lần lƣợt 10 m 20 m Gọi aM, aN biên độ dao động phần tử vật chất M N Coi mơi trƣờng hồn tồn không hấp thụ âm Giả sử nguồn âm môi trƣờng đẳng hƣớng Chọn phƣơng án A aM = 2aN B aM = aN C aM = 4aN D aM = aN Bài 31: Một dàn loa có cơng suất 10 W hoạt động hết cơng suất, phát âm đẳng hƣớng Cho cƣờng độ âm chuẩn 10−12 (W/m2) Bỏ qua hấp thụ phản xạ âm môi trƣờng Mức cƣờng độ âm điểm cách loa 2,0 m A 113 dB B 26,0 dB C 110 dB D 119dB Bài 32: Công suất âm cực đại máy nghe nhạc gia đình 10 W Cho rằng, truyền khoảng cách m lƣợng âm giảm 5% so với lần đầu hấp thụ môi trƣờng truyền âm Cho biết cƣờng độ âm chuẩn 10−12 (W/m2) Nếu mở to hết cỡ mức cƣờng độ âm khoảng cách m A 89 dB B 98 dB C 107 dB D 102 dB Bài 33: Một nguồn âm đƣợc coi nhƣ nguồn điểm, phát công suất âm W Cƣờng độ âm chuẩn 10−12 (W/m2) Môi trƣờng coi nhƣ không hấp thụ phản xạ âm Mức cƣờng độ âm điểm cách nguồn 10 m A 83 dB B 86 dB C 89 dB D 93 dB Bài 34: Tại điểm A nằm cách xa nguồn âm O (coi nhƣ nguồn điểm) khoảng 1,5 m, mức cƣờng độ âm 90 dB Cho biết cƣờng độ âm chuẩn 10−12 (W/m2) Giả sử nguồn âm mơi trƣờng đẳng hƣớng Tính cơng suất phát âm nguồn O A, 12,4 mW B 12,5 mW C 28,3 mW D 12,7 mW Bài 35: Tại điểm M nằm cách xa nguồn âm O (coi nhƣ nguồn điểm) khoảng x, mức cƣờng độ âm 50 dB Tại điểm N nằm tia OM xa nguồn âm so với M khoảng 40 m có mức cƣờng độ âm 36,02 dB Cho biết cƣờng độ âm chuấn 10−12 (W/m2) Giả sử nguồn âm mơi trƣờng đẳng hƣớng Tính cơng suất phát âm nguồn O A 1,256 mW B 0,2513 mW C 2,513 mW D 0,1256 mW Bài 36: Nguồn điểm O phát sóng âm đẳng hƣớng khơng gian Ba điểm O, A, B nằm phƣơng truyền sóng (A, B phía so với O, AB = 70 m) Điểm M điểm thuộc AB cách O khoảng 60 m có mức cƣờng độ âm 90 dB Năng lƣợng sóng âm giới hạn mặt cầu tâm O qua A B, biết vận tốc truyền âm khơng khí 340 m/s, môi trƣờng không hấp thụ âm cƣờng độ âm chuẩn 10−12 (W/m2) A 5256 (J) B 16299 (J) C 9,314(J) D 10,866 (J) Bài 37: Nguồn điểm S phát sóng âm đắng hƣớng khơng gian điểm S, A, B nằm phƣơng truyền sóng (A, B phía so với S, AB = 61,2 m) Điểm M trung điểm AB cách S khoảng 50 m có cƣờng độ âm W/m2 Năng lƣợng sóng âm giới hạn bời mặt cầu tâm S qua A B, biết vận tốc truyền âm khơng khí 340 m/s môi trƣờng không hấp thụ âm Lấy π = 3,14 A 5256 (J) B 525,6 (J) C 5652 (J) D 565,2 (J) 189 Bài 38: Nguồn điểm S phát sóng âm đẳng hƣớng không gian điểm S, A, B nằm phƣơng truyền sóng (A, B phía so với S, AB = 61,2 m) Điểm M trung điểm AB cách S khoảng 50 m có cƣờng độ âm 0,2 W/m2 Năng lƣợng sóng âm giới hạn mặt cầu tâm S qua A B, biết vận tốc truyền âm khơng khí 340 m/s mơi trƣờng khơng hấp thụ âm A 1131 (J) B 525,6 (J) C 5652 (J) D 565,2 (J) Bài 39: Mức cƣờng độ âm điểm A trƣớc loa khoảng m 70 dB Các sóng âm loa phát phân bố theo hƣớng Cho biết cƣờng dộ âm chuẩn 10−12 (W/m2) Coi môi trƣờng hồn tồn khơng hấp thụ âm Hãy tính cƣờng độ âm loa phát điểm B năm cách m trƣớc loa Bỏ qua hấp thụ âm khơng khí phản xạ âm A 10−5 (W/m2) B 10−4(W/m2) C 10−3 (W/m2) D 4.10−7 (W/m2) Bài 40: Tại điểm A nằm cách xa nguồn âm O (coi nhƣ nguồn điểm) khoảng m, mức cƣờng độ âm 90 dB Cho biết cƣờng độ âm chuẩn 10−12 (W/m2) Coi môi trƣờng hồn tồn khơng hấp thụ âm Già sử nguồn âm mơi trƣờng đẳng hƣớng Tính cƣờng độ B cách O khoảng 10 m A 10−5 (W/m2) B 10−4 (W/m2) C 10−3 (W/m2) D 10−2 (W/m2) Bài 41: Khi khoảng cách đến nguồn âm tăng lên 100 lần mức cƣờng độ âm giảm nửa Mức cƣờng độ âm vị trí trƣớc tăng khoảng cách A 80 dB B 20 dB C 60 dB D Thiếu kiện để tính Bài 42: Nguồn âm S phát âm có cơng suất P không đổi, truyền đẳng hƣớng phƣơng Tại điểm A cách S đoạn lm, mức cƣờng độ âm 70 dB Điểm B cách nguồn 10 m có mức cƣờng độ âm là: A 40 dB B 45dB C 50 dB D 55 dB Bài 43: Một nguồn âm điểm N phát âm theo hƣớng Tại điểm A cách N 10 m có mức cƣờng độ âm L0 (dB) điểm B cách N 20 m mức cƣờng độ âm A L0 − 4(dB)° B 0,25L0 (dB) C 0,5L0 (dB) D L0 −6 (dB) Bài 44: Mức cƣờng độ âm điểm A trƣớc loa khoảng m 70 dB Các sóng âm loa phát phân bố theo hƣớng Hãy tính mức cƣờng độ âm loa phát điểm B nằm cách m trƣớc loa Bỏ qua hấp thụ âm khơng khí phản xạ âm A 56 dB B 57 dB C 30 dB D 40 dB Bài 45: Tại nơi cách nguồn âm điểm đẳng hƣớng 20m có mức cƣờng độ âm 30dB Bỏ qua tắt dần âm Mức cƣờng độ âm điểm cách nguồn 10m là: A 56 dB B 57 dB C 36 dB D 59 dB Bài 46: Một dàn loa phát âm đẳng hƣớng Mức cƣờng độ âm đo đƣợc điểm cách loa khoảng a 2a lần lƣợt 50 dB L Giá trị L A 25,0 dB B 44,0 dB C 49,4 dB D 12,5 dB Bài 47: Mức cƣờng độ âm nguồn S gây điểm M L, cho S tiến lại gần M đoạn 62 m mức cƣờng độ âm tăng thêm 0,7 B Khoảng cách từ S đến M A 210 m B 209 m C 112m D 42,9 m Bài 48: Tại điểm O có nguồn điểm phát sóng âm đẳng hƣớng không gian công suất không đổi, môi trƣờng không hấp thụ âm Mức cƣờng độ âm điểm A O khoảng 50 m 60 dB để mức cƣờng độ âm giảm xuống 40 dB cân phải dịch chuyển điểm A xa O thêm khoảng A 500 m B 50 m C 450m D 45m Bài 49: Tốc độ truyền âm A phụ thuộc vào cƣờng độ âm B phụ thuộc vào độ to âm C không phụ thuộc vào nhiệt độ mơi trƣờng 190 D phụ thuộc vào tính đàn hồi khối lƣợng riêng môi trƣờng Bài 50: Lƣợng lƣợng sóng âm truyền đơn vị thời gian qua đơn vị diện tích đặt vng góc với phƣơng truyền A độ to âm B cƣờng độ âm C mức cƣờng độ âm D cơng suất âm Bài 51: Sóng siêu âm khơng sử dụng đƣợc vào việc sau đây? A Dùng để soi phận thể B Dùng để nội soi dày C Phát khuyết tật khối kim loại D Thăm dò: đàn cá; đáy biển Bài 52: Phát biểu sau không ? A chất vật lý sóng âm, sóng siêu âm, sóng hạ âm đêu sóng B sóng siêu âm sóng âm mà tai ngƣời khơng nghe thấy dƣợc C Dao động âm có tần số miên từ 16 Hz đến 20 kHz D sóng âm sóng dọc Bài 53: Tốc độ truyền âm mơi trƣờng sẽ? A có giá trị nhƣ với môi trƣờng B tăng độ đàn hồi môi trƣờng lớn C giảm khối lƣợng riêng mơi trƣờng tăng D có giá trị cực đại truyền chân không Bài 54: Tại điểm O môi trƣờng đẳng hƣớng, không hấp thụ âm, có 20 nguồn âm điểm, giống với cơng suất phát âm khơng đổi Tại điểm A có mức cƣờng độ âm 20 dB Để trung điểm M đoạn OA cho OM = OA/k Tại O đặt thêm 30 nguồn âm giống mức cƣờng độ â M 40dB Giá trị k A B 10 / C D 25 Bài 55: Tại điểm O môi trƣờng đẳng hƣớng, khơng hấp thụ âm, có 20 nguồn âm điểm, giống với công suất phát âm không đổi Tại điểm A có mức cƣờng độ âm 20 dB Để trung điểm M đoạn OA có mức cƣờng độ âm 40 dB số nguồn âm giống nguồn âm cần đặt thêm O A 480 B 30 C 500 D 20 Bài 56: Ba điểm O, A, B nằm nửa đƣờng thẳng xuất phát từ O Tại O đặt nguồn điểm phát sóng âm đẳng hƣớng không gian, môi trƣờng không hấp thụ âm Mức cƣờng độ âm A B, B B Mức cƣờng độ âm trung điểm M đoạn AB A 2,6 B B 1,7 B C 3,4 B D 2,5 B Bài 57: Một nguồn âm đẳng hƣớng phát từ O Gọi A B hai điểm nằm hên phƣong truyền phía so với O Mức cƣờng độ âm A 50 dB, B 30 dB Tính mức cƣờng độ âm trung điểm M AB Coi môi trƣờng không hấp thụ âm A 34,6 dB B 35,2 dB C 37,2 dB D 38,5 dB Bài 58: Tại O đặt nguồn điểm phát sóng âm đẳng hƣớng khơng gian, mơi trƣờng không hấp thụ âm Ba điểm A, M, B theo thứ tự, nằm đƣờng thẳng qua O (cùng phía với O) cho AM = 2.MB Mức cƣờng độ âm A B, B B Mức cƣờng độ âm M A 2,6 B B 1,7 B C 2,3 B D 2,5 B Bài 59: Một nguồn âm đẳng hƣớng phát từ O Gọi A B hai điểm nằm phƣơng truyền phía so với O Mức cƣờng độ âm A 100 dB, B 40 dB Tính mức cƣờng độ âm trung điểm M AB Coi môi trƣờng không hấp thụ âm A 46 dB B 86 dB C 70 dB D 43 dB Bài 60: Ba điểm A, O, B theo thứ tự nằm đƣờng thẳng xuất phát từ O (A B phía O) Tại O đặt nguồn điểm phát sóng âm đẳng hƣớng không gian, môi trƣờng 191 không hấp thụ âm Mức cƣờng độ âm A 40 dB, B 20 dB Mức cƣờng độ âm trung điểm M đoạn AB A 27 dB B 25 dB C 26 dB D 43 dB Bài 61: Tù điểm A sóng âm có tần số 50 Hz truyền tới điểm B với tốc độ 340 m/s khoảng cách từ A đến B số ngun lần bƣớc sóng sau đó, nhiệt độ mơi trƣờng tăng thêm 20°K khoảng cách từ A đến B số nguyên lần bƣớc sóng nhƣng số bƣớc sóng quan sát đƣợc AB giảm bƣớc sóng Biết rằng, nhiệt độ tăng thêm 1°K tốc độ âm tăng thêm 0,5 m/s Hãy tìm khoảng cách AB A 484 m B 476 m C 714 m D 160 m Bài 62: Trên đƣờng thẳng cố định môi trƣờng đẳng hƣớng, không hấp thụ âm phản xạ âm, máy thu cách nguồn âm khoảng d thu đƣợc âm có mức cƣờng độ âm L; dịch chuyển máy thu xa nguồn âm thêm 18 m mức cƣờng độ âm thu đƣợc L − 20 (dB) Khoảng cách d A m B m C m D 10 m Bài 63: (ĐH−2014) Để ƣớc lƣợng độ sâu giếng cạn nƣớc, ngƣời dùng đồng hồ bấm giây, ghé sát tai vào miệng giếng thả đá rơi tự từ miệng giếng; sau s ngƣời nghe thấy tiếng đá đập vào đáy giếng Giả sử tốc độ truyền âm khơng khí 330 m/s, lấy g = 9,9 m/s2 Độ sâu ƣớc lƣợng giếng A 43 m B 45 m C 39 m D 41 m 1.A 2.D 3.D 4.D 5.A 6.A 7.C 8.A 9.C 10.C 11.B 12.A 13.A 14.B 15.D 16.A 17.A 18.C 19.B 20.A 21.B 22.B 23.D 24.C 25.D 26.B 27.D 28.C 29.D 30.A 31.A 32.D 33.C 34.C 35.D 36.C 37.C 38.A 39.D 40.A 41.A 42.C 43.D 44.A 45.C 46.B 47.C 48.C 49.D 50.B 51.C 52.D 53.B 54.C 55.A 56.D 57.B 58.C 59.A 60.A 61.C 62.A 63.D Dạng CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NGUỒN NHẠC ÂM Miền nghe Ngưỡng nghe âm cƣờng độ âm nhỏ âm để gây cảm giác âm Ngưỡng đau cƣờng độ âm lớn mà gây cảm giác âm Lúc có cảm giác đau đớn tai Miền nghe miền nằm phạm vi từ ngƣỡng nghe đến ngƣỡng đau Imin  I  P P P  Imax  r 4Imax 4Imin 4r Nguồn nhạc âm Giải thích tạo thành âm dây dao động: dây xuất sóng dừng có chỗ sợi dây dao động với biên độ cực đại (bụng sóng), đẩy khơng khí xung quanh cách tuần hồn phát sóng âm tƣơng đối mạnh có tần số dao động dây  v v (với k = 1, 2, 3….) k k  f k 2f 192 Miệng sáo Luồng khí Tần số âm f1  v v , họa âm bậc f   2f1 , họa âm bậc ba 2 v  3f1 Giải thích tạo thành âm cột khơng khí dao động: Khi sóng âm (sóng dọc) truyền qua khơng khí ống, chúng phản xạ ngƣợc lại đầu trở lại qua ống (sự phản xạ xảy đầu để hở) Khi chiều dài ống phù hợp với bƣớc sóng sóng âm f3  Đồ Rê Mi Fa Sol La Si Đô Trong âm nhạc, khoảng cách hai nốt nhạc quãng đƣợc tính cung nửa cung (nc) Mỗi quãng tám đƣợc chia thành 12 nC Hai nốt nhạc cách nửa cung hai âm (cao, thấp) tƣơng ứng với hai nốt nhạc có tần số thỏa mãn f c12  2f112 Tập hợp tất âm quãng tám gọi gam (âm giai) Xét gam với khoảng cách từ nốt Đồ đến nốt Rê, Mi, Fa, Sol, La Si, Đô tƣơng ứng nc, nc, nc, 11C , nc, 11 nc, 12 nc VD: Nốt Rê cách nút La 7nc nên nốt La có tần số 440 Hz tần số nốt Rê thỏa mãn: 44012 12 = f => f  294 (Hz) Ví dụ : Một cịi đƣợc coi nhƣ nguồn âm điểm phát âm phân bố theo hƣớng Cách nguồn âm 10 km ngƣời vừa đủ nghe thấy âm Biết ngƣỡng nghe ngƣỡng đau âm lần lƣợt 10−9 (W/m2) 10 (W/m2) Hỏi cách cịi tiếng cịi bắt đầu gây cảm giác đau cho ngƣời đó? A 0,1m B 0,2m C 0,3m D 0,4m Hướng dẫn P  Imin  4r I  r2  I     104 1010  0,1 m      r2  r1 P I r I max  1 max I  max  4r22   Chọn A Ví dụ 2: Một sợi dây đàn dài 80 cm dao động tạo sóng dùng dây với tốc truyền sóng 20 m/s Tần số âm dây đàn phát A 25 Hz B 20 Hz C 12,5 Hz D 50 Hz Hướng dẫn  v v v  k  k  f  k  f1   12,5  Hz   Chọn C 2f 2 Ví dụ 3: Một dây đàn có chiều dài 80 cm đƣợc giữ cố định hai đầu Âm dây đàn phát có bƣớc sóng dài để dây có sóng dừng với đầu nút? A 200 cm B 160 cm C 80 cm D 40 cm Hướng dẫn  n    max   160  cm   Chọn B n Ví dụ 4: Một dây đàn có chiều dài 70 cm, gảy phát âm có tần số f Ngƣời chơi bấm phím đàn cho dây ngắn lại để phát âm có họa âm bậc với tần số 3,5f Chiều dài dây lại A 60 cm B 30 cm C 10 cm D 20 cm Hướng dẫn 193 v  f  v v f3  3,5f   3,5  '   60  cm   Chọn C  v ' 3,5 f   ' Ví dụ 5: Một ống sáo dài 0,6 m đƣợc bịt kín đầu đầu để hở Cho vận tốcc truyền âm khơng khí 300 m/s Hai tần số cộng hƣớng thấp vào ống sáo A 125 Hz 250 Hz B 125 Hz 375 Hz C 250 Hz 750 Hz C 250Hz 500Hz Hướng dẫn   v v f1  125  Hz    2n  1   2n  1  f   2n  1   2n  1 125   4f  f  375  Hz   Chọn B Chú ý: Nếu dùng âm thoa để kích thích dao động cột khí (chiều cao cột khí thay đổi cách thay đổi mực nƣớc), có sóng dừng cột khí đầu B ln ln nút, cịn đầu A nút bụng Nếu đầu A bụng âm nghe đƣợc to     2n  1   4   Nếu đầu A nút âm nghe đƣợc nhỏ  n   2 A B h Ví dụ 6: Sóng âm truyền khơng khí với tốc độ 340 m/s Một ống có chiều cao 15 cm đặt thẳng đứng rót nƣớc từ từ vào để thay đổi chiều cao cột khí ống Trên miệng ống đặt âm thoa có tần số 680 Hz Đổ nƣớc vào ống đến độ cao cực đại gõ vào âm thoa nghe âm phát to nhất? A 2,5 cm B cm C 4,5 cm D 12,5 cm Hướng dẫn v 340    f  680  0,5  m       2n  1    0,125  m   h max  15   2,5  cm    4  Chọn A Ví dụ 7: Một âm thoa nhỏ đặt miệng ống khơng khí hình trụ AB, chiều dài ống thay đổi đƣợc nhờ dịch chuyển mực nƣớc đầu B Khi âm thoa dao động ta thấy ống có sóng dừng ổn định Khi chiều dài ống thích hợp ngắn 13 cm âm nghe to Biết với ống khí đầu B nút sóng, đầu A bụng sóng Khi dịch chuyển mực nƣớc đầu B để chiều dài 65 cm ta lại thấy âm nghe rõ Tính số nút sóng ống A B C D Hưởng dẫn     2n  1    13    52  cm  4 65  Sn  Sb   0,5   0,5   Chọn B 0,5 0,5.52 194 Chú ý: Nếu hai lần thí nghiệm liên tiếp nghe đƣợc âm to nghe đƣợc âm nhỏ       2   Nếu lần nghiệm đầu nghe đƣợc âm to lần thí nghiệm nghe đƣợc âm nghe  đƣợc âm nhỏ         Tốc độ truyền âm: v  f Ví dụ 8: Một âm thoa đƣợc đặt phía miệng ống, cho âm thoa dao động với tần số 400 Hz Chiều dài cột khí ống thay đổi cách thay đổi mực nƣớc ống Ống đƣợc đổ đầy nƣớc, sau cho nƣóc chảy khỏi ống Hai lần cộng hƣởng gần xảy chiều dài cột khí 0,175 m 0,525 m Tốc độ truyền âm khơng khí A 280m/s B 358 m/s C 338 m/s D 328 m/s Hướng dẫn            0,525  0,175  0,7  m   v  f  280  m / s   Chọn A Ví dụ 9: Để đo tốc độ truyền sóng âm khơng khí ta dùng âm thoa có tần số 1000 Hz biết để kích thích dao động cột khơng khí bình thuỷ tinh Thay đổi độ cao cột khơng khí bỉnh cách đổ dần nƣớc vào bình Khi chiều cao cột khơng khí 50 cm âm phát nghe to Tiếp tục đổ thêm dần nƣớc vào bình lại nghe đƣợc âm to Chiều cao cột khơng khí lúc 35 cm Tính tốc độ truyền âm A 200 m/s B 300 m/s C 350 m/s D 340 m/s Hướng dẫn            50  35  30  cm   v  f  300  m / s   Chọn B Chú ý: Nếu ống khí đầu bịt kín, đầu để hở mà nghe đƣợc âm to đầu bịt kín nút  v v v đầu để hở bụng:   2n  1   2n  1  f   2n  1  f min1  4f 4 Nếu ống để hở hai đầu mà nghe đƣợc âm to hai đầu bụng hai  v v v  k  k  f  k  f  2f 2 Ví dụ 10: Một ống có đầu bịt kín tạo âm nốt Đơ có tần số 130,5 Hz Nếu ngƣời ta để hở đầu âm tạo có tần số bao nhiêu? A 522 Hz B 491,5 Hz C 261 Hz D 195,25 Hz Hướng dẫn  v v v   2n  1   2n  1  f   2n  1  f min1  4f 4  v v v  k  k  f  k  f   f  2f min1  261 Hz  2f 2  Chọn C Ví dụ 11: Trong âm nhạc, khoảng cách hai nốt nhạc quãng đƣợc tính cung nửa cung (nc) Mỗi quãng tám đƣợc chia thành 12 nC Hai nốt nhạc cách nửa cung hai âm 195 (cao, thấp) tƣơng ứng với hai nốt nhạc có tần số thỏa mãn fc12 = 2ft12 Tập họp tất âm quãng tám gọi gam (âm giai) Xét gam với khoảng cách từ nốt Đồ đến nốt Rê, Mi, Fa, Sol, La, Si, Đô tƣơng ứng nc, nc, nc, nc , nc, 11 nc, 12 nc Trong gam này, âm ứng với nốt La có tần số 440 Hz âm ứng với nốt Si có tần số A 330 Hz B 392 Hz C 494 Hz D 415 Hz Hướng dẫn Đồ Rê Mi Fa Sol La Đô Si 12 Từ nốt La đến nốt Si cách 2nc nên fSi12  22.f La  fSi12  2.2.44012  fSi  493,8833  Hz   Chọn C Ví dụ 12: Ở Việt Nam, phổ biến loại sáo trúc có lỗ bấm, lỗ thổi lỗ định âm (là lỗ để sáo phát âm bản) Các lỗ bấm đánh số 1, 2, 3, 4, 5, tính từ lỗ định âm; lỗ phát âm có tần số cách âm đƣợc tính cung theo thứ tự; cung, cung, 2,5 cung, 3,5 cung, 4,5 cung, 5,5 cung Coi lỗ bấm ống sáo rút ngắn Hai lỗ cách cung nửa cung (tính từ lỗ định âm) có tỉ số chiều dài đến lỗ thổi tƣơng ứng 8/9 15/16 Giữa chiều dài L, từ lỗ thổi đến lỗ thứ I tần số fi (i =  6) âm phát từ lơ tn theo cơng thức L = v (v tốc độ truyền âm khơng khí 340 m/s) Một ống sáo phát âm có tần 4f1 số f= 440 Hz Lỗ thứ phát âm có tần số A 392 Hz B 494 Hz C 751,8 Hz Hướng dẫn D 257,5 Hz Lỗ định âm Lỗ thổi 5,5c 4,5c 3,5c 2,5c 2c 1c Gọi khoảng cách lỗ 0, 1, 2, 3, 4, đến lỗ thổi lần lƣợt L0, L1, L2, L3, L4, L5 L L L L L L 8 15 8 1280 Ta biến đổi:    L0 L4 L3 L2 L1 L0 9 16 9 2187 Từ L  L f L v 2187    f5  f  440  751,8  Hz   Chọn C 4f1 L0 f L5 1280 Ví dụ 13: Một đàn ghi ta có phần dây dao động dài = 40 cm, căng hai giá A B nhƣ hình vẽ A C D E F Đầu cán có khắc lồi C, D, E Chia cán thành ô 1, 2, Chỉ gảy đàn mà khơng ấn ngón tay vào dây đàn dao động phát âm la quãng ba (La3) có tần số 440 Hz Ấn vào phần dây dao động CB = , ấn vào ô phần dây dao động DB = , Biết âm phát cách nửa cung, quãng nửa cung ứng với tỉ số tần số bằng: a  12 = 1,05946 hay 1/a = 0,944 Khoảng cách AC có giá trị là: A 2,12 cm B 2,34 cm C 2,24 cm D 2,05 cm Hướng dẫn 196  AB   Theo ra:  CB     v 2f v 2f1  CB f   AB f1 a  1  CA  AB  CB  AB 1    40 1  0,944   2, 24  cm   Chọn C  a PHẦN Bài 1: Một nguồn âm O (coi nhƣ nguồn điểm) công suất 4n (mW) Giả sử nguồn âm môi trƣờng đẳng hƣớng, bỏ qua hấp thụ âm phản xạ âm môi trƣờng Cho biết ngƣỡng nghe ngƣỡng đau âm lần lƣợt 10−11 (W/m2) 10−3(W/m2) Để nghe đƣợc âm mà khơng có cảm giác đau phải đúƣg phạm vi trƣớc O? A 1m − 10000 m B 1m − 1000m C 10m − 1000m D 10 m − 10000 m Bài 2: Mức cƣờng độ âm điểm A trƣớc loa khoảng m 70 dB Các sóng âm loa phát sóng cầu Một ngƣời đứng trƣớc loa 100 m bắt đầu khơng nghe đƣợc âm loa phát Cho biết cƣờng độ chuẩn âm 10−12 (W/m2) Bỏ qua hấp thụ âm khơng khí phản xạ âm Hãy xác định ngƣỡng nghe tai ngƣời (theo đơn vị W/m2) A 10−8 (W/m2) B 10−9(W/m2) C 10−10 (W/m2) D 10−11 (W/m2) Bài 3: Tại nơi cách nguồn âm điểm đẳng hƣớng 20 m có mức cƣờng độ âm 30 dB Bỏ qua tắt dần âm Biết ngƣỡng nghe cƣờng độ âm chuẩn 10−12 (W/m2) Xác đinh khoảng cách từ nguồn tới nơi mà âm khơng cịn nghe đƣợc A r > 0,63 km B r > 0,62 km C r > 0,64 km D r > 0,65 km Bài 4: Âm đàn gita có chu kì (ms) Trong tần số sau tần số KHÔNG phải hoạ âm đàn A 1200 Hz B 1000 Hz C 1500 Hz D 5000 Hz Bài 5: Một dây đàn hai đầu cố định dài 1,5 m, dao động phát âm Tốc độ sóng dây 250 m/s Chọn phƣơng án SAI A Tần số âm 83,3 Hz B Chu kì hoạ âm bậc 6.10−3 s C Bƣớc sóng hoạ âm bậc m D Tần số hoạ âm bậc 130 Hz Bài 6: Một dây đàn viôlon hai đầu cố định, dao động, phát âm ứng với nốt nhạc la có tần số 440 Hz Tốc độ sóng dây 250 m/s Hỏi độ dài dây bao nhiêu? D 0,36 m A 0,42 m B 0,28 m C 10 m Bài 7: Một dây đàn phát âm có tần số 400 Hz hoạ âm có tần số 800 Hz, tai ngƣời nghe đƣợc âm có tần số A 400 Hz B 600 Hz C 1200 Hz D 800 Hz Một ống sáo dài m đầu bịt kín đầu để hở, thổi luồng khí vào miệng sáo dao động phát âm Tốc độ sóng âm ống sáo 340 m/s Bài 8: Tính tần số âm A 127 Hz B 85 Hz C 129 Hz D 130 Hz Bài 9: Tính chu kì hoạ âm bậc A 127 ms B 128 ms C 129 ms D 2,35 ms Bài 10: Tính bƣớc sóng hoạ âm bậc A 200 m/s B 300 m C 1,33 m D 1,34 m Bài 11: Một ống sáo dài = 0,5m phát âm có tần số 440 Hz, cắt ngắn chiều dài ống sáo nửa ống sáo phát hoạ âm bậc có tần số bao nhiêu? Coi tốc độ truyền âm không đổi A 1320 Hz B 880 Hz C 2640 Hz D 220 Hz 197 Bài 11:Một ống sáo dọc có miệng lỗ thổi (nguồn âm, nút sóng) cách lỗ ứng với âm la cao 19 cm Tốc độ truyền âm khơng khí nhiệt độ phịng lúc thổi sáo 331 (m/s) Lỗ thổi Bài 12: Tính tần số âm la cao (âm bản) A 435,5 Hz B 85 Hz C 129 Hz D 130 Hz La cao Bài 13: Tính khoảng cách miệng lỗ thổi lỗ ứng với âm đô cao Độ cao (âm bàn, có tần số 518 Hz) ống sáo La trầm A 0,825 m B 0,16 m C 0,625 m D 0,875 m Bài 14: Biết có âm la trầm (âm bản) âm trầm (âm bản) Đơ trầm có tần số nửa tần số âm la cao đô cao Hãy tính khoảng cách hai lỗ ứng với hai âm la khoảng cách hai lỗ ứng với hai âm ống sáo A 0,825 m B 0,855 m C 0,05 m D 0,06 m Bài 15: Một sáo (kín đầu, hở đầu) phát âm nốt nhạc La tần số 440,0 Hz Tần số nhỏ họa âm sáo phát A 1320 Hz B 880,0 Hz C 1760 Hz D 440,0 Hz Bài 16: Trong ống thẳng, dài m, hai đầu hở, tƣợng sóng dừng xảy với âm có tần số f Biết ống có nút sóng tốc độ truyền âm 330 m/s Tần số f có giá trị A 165 Hz B 330 Hz C 495 Hz D 660 Hz Bài 17: Một ống sáo dài 80 cm, hở đầu, tạo sóng dừng ống sáo với âm cực đại đầu ống, khoảng ống sáo có nút sóng Bƣớc sóng âm A 80 cm B 40 cm C 160 cm D 120 cm Bài 18: Một âm thoa nhỏ đặt miệng ống khơng khí hình trụ AB, chiều dài 75 cm Khi âm thoa dao động ta thấy ống có sóng dừng ổn định với bƣớc sóng 12 cm Biết với ơng khí đầu B nút sóng, đầu A bụng sóng Số nút sóng phần hai đầu A, B A 12 B 13, C 14 D 15 Bài 19: Một âm thoa phát tần số 440 Hz, đặt sát miệng bình trụ đựng nƣớc có mực nƣớc cách miệng bình cho âm phát từ miệng bình to Tốc độ truyền âm khơng khí 330 m/s Hỏi cần rót thêm vào bình cột nƣớc có chiều cao tối thiểu âm hở nên nhỏ nhất? A 37,5 cm B 27,5 cm C 18,75 cm D.17,85 cm Bài 20: Mực nƣớc ống thuỷ tinh đặt thẳng đứng, chiều dài 1,0 m điều chỉnh vị trí ống Một âm thoa dao động với tần số 680 Hz đƣợc đặt đầu hở ống Tốc độ truyền âm khơng khí 340 m/s Hỏi mực nƣớc vị trí nghe âm phát to nhất? Chọn phƣơng án sai A 0,825 m B 0,875 m C 0,625 m D 0,125m Bài 21: Một âm thoa có tần số 850 Hz đƣợc đặt sát miệng ống nghiệm hình trụ đáy kín đặt thẳng đứng cao 80 cm Đổ dần nƣớc vào ống nghiệm đến độ cao 30 cm thấy âm đƣợc khuyếch đại lên mạnh, biết tốc độ truyền âm khơng khí từ 300 m/s đến 350 m/s Hỏi đổ thêm nƣớc vào ống nghiệm có thêm vị trí mực nƣớc cho âm đƣợc khuyếch đại mạnh? A B C D.4 Bài 22: Cho ống trụ chứa nƣớc, dùng âm thoa tạo dao động Âm miệng ống to hai lần liên tiếp ứng với khoảng cách từ miệng ống đến mặt nƣớc 75 mm 25 mm Biết tốc độ truyền âm khơng khí 340 m/s Tần số âm A 3400 Hz B 3300 Hz C 3500 Hz D 3600 Hz Bài 23: Một ống thuỷ tinh bên có pit tơng dịch chuyển đƣợc ống Ở miệng ống ngƣời ta đặt âm thoa tạo sóng âm lan truyền vào ống với tốc độ 340 m/s, ống xuất sóng dừng nghe đƣợc âm miệng ống rõ Ngƣời ta dịch 198 chuyển pit tơng đoạn 40 cm ta lại nghe đƣợc âm rõ lần thứ hai Tần số âm thoa có giá trị A 272 Hz B 212,5 Hz C 850 Hz D 425 Hz Bài 24: Đặt âm thoa phía miệng hình trụ rót nƣớc vào ống cách từ từ ngƣời ta nhận thấy âm phát nghe to khoảng cách từ mặt chất lỏng ống đến miệng ống nhận hai giá trị liên tiếp h1 = 25 cm h2 = 75 cm Hãy xác định tần số f âm thoa tốc độ truyền âm khơng khí 340 m/s? A 272 Hz B 340 Hz C 850 Hz D 425 Hz Bài 25: Một sóng âm có tần số 320 Hz đƣợc truyền từ miệng ống thẳng đứng có chứa nƣớc Mực nƣớc đƣợc điều chỉnh từ từ cho tƣợng sóng dừng với âm nghe to đƣợc tạo nên liên tiếp ứng với mực nƣớc lần lƣợt 20 cm 70 cm Tốc độ truyền âm ống A 293 m/s B 271 m/s C 320 m/s D 311 m/s Bài 26: Lắp xi lanh đƣợc lồng pittong âm thoa lên giá cho hai nhánh âm thoa nằm mặt phẳng chứa trục xilanh, vng góc với trục xi lanh nhánh âm thoa nằm gần sát đầu hở xilanh Dùng búa cao su gõ nhẹ, đặn vào nhánh âm thoa, đồng thời dịch chuyển dần pittong xa đầu hở xilanh Lắng nghe âm phát xác định đƣợc hai vị trí gần pittong nghe thấy âm to cách  Bƣớc sóng sóng âm truyền khơng khí A  B  C 0,5  D 0,25  Bài 27: Một ống có đầu bịt kín đầu để hở tạo họa âm bậc có tần số 360 Hz Nếu ngƣời ta để hở đầu âm tạo có tần số A 522 Hz B 120 Hz C 261 Hz D 240 Hz Bài 28: Xác định tần số âm nghe đƣợc (âm bản) áp chặt tai vào đầu ống A 435,5 Hz B 85 Hz C 128 Hz D 130 Hz Bài 29: Hỏi tần số âm nghe đƣợc (âm bản) di chuyển ống xa dần ống hai đầu để hở A 435,5 Hz B 85 Hz, C 128 Hz D 256 Hz 1.C 11.C 21.A 2.B 12.A 22.A 3.A 13.B 23.D 4.B 14.D 24.B 5.D 15.A 25.C 6.B 16.A 26.B 7.A 17.A 27.D 8.B 18.A 28.C HẾT 199 9.D 19.C 29.D 10.C 20.A 30 ... lớn 1.B 11.C 21 .C 31.B 41.A 51.D 61.B 2. B 12. C 22 .D 32. C 42. B 52. D 62. A 3.C 13.C 23 .A 33.B 43.A 53.B 63.C 4.C 14.A 24 .D 34.A 44.B 54.D 64.C 5.B 15.D 25 .D 35.A 45.C 55.D 65.C 6.B 16.B 26 .A 36.B 46.A... trình sóng điểm M: u = 2cos (2? ?t − π /2) (cm) A uN = 2cos (2? ?t + 5π/3) (cm) B uN = 2cos (2? ?t − π/6) (cm) C uN = 2cos (2? ?t − π/6) (cm) D uN = 2cos (2? ?t − π/9) (cm) Bài 27 : Một sóng học lan truyền không... khoảng A 1 /24 bƣớc sóng M nằm phía S1 B 1/ 12 bƣớc sóng M năm phía S2 C 1 /24 bƣớc sóng M nằm phía S2 D 1/ 12 bƣớc sóng M nằm phía S1 Hướng dẫn 2? ??  2? ??      1    d1  d    2x   