Chuyên đ Luy n thi T t nghi p THPT Luy n thi i h c, Cao đ ng 2009 CHUYÊN LUY N THI T T NGHI P THPT VÀ LUY N THI I H C, CAO NG 2009 Mơn: V T LÍ Chun đ : SĨNG C H C ÂM H C I M C ÍCH CHUYÊN - ây m t chuyên đ c b n quan tr ng t o n n móng đ u tiên cho vi c h c V t lí c a h c sinh - Cung c p ki n th c c b n v l p ph ng trình sóng, giao thoa sóng, sóng d ng sóng âm II KI N TH C C B N T ng quan v sóng c trình truy n sóng 1.1 Khái ni m v sóng c h c a) Sóng c h c: dao đ ng lan truy n môi tr ng v t ch t theo th i gian b) Sóng ngang: sóng c h c mà ph ng dao đ ng vng góc v i ph ng truy n sóng c) Sóng d c: sóng c h c mà ph ng dao đ ng trùng v i ph ng truy n sóng 1.2 Các đ i l ng đ c tr ng c a sóng c a) Biên đ sóng: biên đ dao đ ng c a m t ph n t mơi tr ng có sóng truy n qua b) Chu kì sóng (T): chu kì dao đ ng c a m t ph n t mơi tr ng có sóng truy n qua T= v i f t n s sóng f c) T c đ truy n sóng: t c đ lan truy n dao đ ng môi tr ng d) B c sóng ( ): - Là quãng đ ng mà sóng truy n đ c m t chu kì sóng - Ho c kho ng cách gi a hai m ph ng truy n sóng g n nh t dao đ ng pha v i M i liên h gi a T, v là: λ = vT = v f e) N ng l ng sóng: n ng l ng dao đ ng c a ph n t mơi tr sóng truy n qua 1.3 Ph ng trình sóng c Xét sóng t i ngu n: u0 = acos t Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trị Vi t ng có Trang Chuyên đ Luy n thi T t nghi p THPT Luy n thi i h c, Cao đ ng 2009 Khi sóng truy n t i m M cách O kho ng d ph ng trình sóng là: d⎞ ⎡ ⎛ d ⎞⎤ ⎛ uM = a cos ⎢ 2π f ⎜ t − ⎟ ⎥ = a cos ⎜ 2π ft − 2π ⎟ λ⎠ ⎝ v ⎠⎦ ⎝ ⎣ Giao thoa sóng, sóng d ng, sóng âm 2.1 Giao thoa sóng c a) i u ki n giao thoa: hai sóng có t n s , pha ho c đ l ch pha khơng đ i theo th i gian (sóng k t h p) b) Ph ng trình giao thoa: 2π t ⎞ Ph ng trình sóng t i ngu n: u0 = a cos ⎛⎜ ⎟ ⎝ T ⎠ Ph ng trình sóng t ng h p ⎡ π ( d − d1 ) ⎤ ⎡ ⎛ t d − d1 ⎞ ⎤ u = 2a cos ⎢ ⎥ cos ⎢ 2π ⎜ − ⎟ 2λ ⎠ ⎥⎦ λ ⎣ ⎝T ⎣ ⎦ ⎡ π ( d − d1 ) ⎤ ⎥ λ ⎣ ⎦ Biên đ A = 2a cos ⎢ c) V trí c c đ i, c c ti u giao thoa π ( d − d1 ) ⎡ π ( d − d1 ) ⎤ - C c đ i giao thoa: A = 2a ⇒ cos ⎢ = kπ ⎥ =1⇔ λ λ ⎣ ⎦ V y d − d1 = k λ v i k = 0, ±1 , ±2 … π ( d − d1 ) ⎡ π ( d − d1 ) ⎤ π = kπ + ⎥ =0⇔ λ λ ⎣ ⎦ - C c ti u giao thoa: A = ⇒ cos ⎢ V y d − d1 = ⎛⎜ k + ⎞⎟ λ v i k = 0, ±1 , ±2 … ⎝ 2⎠ d) Tìm c c đ i, c c ti u giao thoa đ ng th ng n i hai ngu n sóng Gi s hai ngu n cách m t kho ng AB, ta c n tìm c c đ i giao thoa đó: d1 + d2 = AB d − d1 = k λ AB λ => d = + k < d2 < AB nên 0< AB λ AB AB + k < AB ⇒ − chu kì sóng T = 0,1 (s) Ph ng án tr l i: C Bài t p (Trích t đ thi Hocmai.vn): Ph ng trình dao đ ng c a ngu n A u = a.cos100 t (cm), v n t c lan truy n dao đ ng 10 m/s T i m M cách A 0,3m s dao đ ng theo ph ng trình 2π A u = a sin (100π t − 0,3) (cm) B u = a sin ⎛⎜ 100π t − ⎞⎟ ⎝ C u = −a cos (100π t ) (cm) Tr l i: Ta có ph ⎠ π D u = − a cos ⎛⎜100π t + ⎞⎟ (cm) 2⎠ ⎝ ng trình dao đ ng t i M ⎡ ⎡ ⎛ d ⎞⎤ ⎛ 0,3 ⎞ ⎤ uM = a cos ⎢100π ⎜ t − ⎟ ⎥ = a cos ⎢100π ⎜ t − ⎟ ⎥ = − a cos (100π t ) (cm) ⎝ v ⎠⎦ ⎝ 10 ⎠ ⎦ ⎣ ⎣ Ph ng án tr l i: C Bài t p (Trích t đ thi Hocmai.vn): Ch n câu V n t c truy n c a sóng môi tr ng ph thu c vào y u t sau đây: A t n s c a sóng B n ng l ng c a sóng C b c sóng D b n ch t c a mơi tr ng Tr l i: V n t c truy n sóng mơi tr ng ph thu c vào b n ch t mơi tr ng truy n sóng Ph ng án tr l i: D Bài t p (Trích t đ thi Hocmai.vn): Hai ngu n sóng k t h p pha cách 0,5m dao đ ng v i t n s 25Hz V n t c truy n sóng mơi tr ng 5m/s Trên đ ng n i gi a ngu n trên, s m dao đ ng v i biên đ c c đ i mà pha v i nhi u nh t là: A m B m C m D m Tr l i: Theo ta có d1 + d2 = 0,5m = 50cm m dao đ ng v i biên đ c c đ i th a mãn d1 - d2 = k = 20k =>d1 = 25 + 10k Do m n m gi a hai ngu n sóng nên < d1 < 50 =>-2,5 < k < 2,5 hay có nhi u nh t m dao đ ng v i biên đ c c đ i k = 0, 1, 2, -1, -2 Nh ng m g m c m dao đ ng pha ng c pha v y s m dao đ ng pha nhi u nh t Ph ng án tr l i: A Bài t p (Trích t đ thi Hocmai.vn): Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t Trang Chuyên đ Luy n thi T t nghi p THPT Luy n thi i h c, Cao đ ng 2009 Hai ngu n sóng k t h p, pha, dao đ ng theo ph π⎞ ⎛ u = sin ⎜ 100π t + ⎟ (cm) ⎝ ng trình 2⎠ Hai ngu n cách 0,9m v n t c truy n sóng 10m/s Trên đ ng n i có s m nhi u nh t dao đ ng v i biên đ 2cm pha v i là: A m B m C m D m Tr l i: G i d1 ; d2 kho ng cách t m M t i ngu n sóng d1 + d2 = 0,9m = 90cm (1) kho ng gi a hai ngu n m dao đ ng v i biên đ c c đ i th a mãn d1 - d2 = k (2) V i λ= v 1000 = = 20 (cm) f 50 t (1) (2) suy d1 = 45 + 10k Do M n m gi a hai ngu n nên < d1 < 90 hay -4,5 < k < 4,5 T i k = sóng t ng h p có biên đ A = t i k = 1, 2, 3, 4, -1, -2, -3, -4 sóng t ng h p dao đ ng v i biên đ A = +2 A = -2 V y s m dao đ ng v i biên đ A = +2 m Ph ng án tr l i: D Bài t p (Trích t đ thi Hocmai.vn): S i dây treo th ng đ ng AB dài 2,1m M t đ u t dao đ ng v i t n s 50Hz, cho sóng d ng dây có v n t c 20 m/s S nút b ng dây là: A 10 b ng, 10 nút B 11 b ng, 11 nút C 10 b ng, 11 nút D 11 b ng, 10 nút Tr l i: Ta có b c sóng = v.T = v/f = 20/50 = 0,4 m = 40 cm Vì dây có m t đ u c đ nh, đ u t λ λ + = 2,1( m ) = 210 ( cm ) ⇒ 20k + 10 = 210 ⇔ k = 10 l=k T c có 11 nút sóng s b ng sóng k + = 11 Chú ý: t i đ u c đ nh m t nút =>s nút k + Ph ng án tr l i: B Bài t p (Trích t đ thi Hocmai.vn): M t s i dây m nh AB đ u B c đ nh đ u A dao đ ng v i ph ng trình dao đ ng u = 4.cos20 (cm) V n t c truy n sóng dây 25cm/s i u ki n v chi u dài c a dây AB đ x y hi n t ng sóng d ng : B l = 1, 25 ⎛⎜ k + ⎞⎟ (cm) A l = 2,5k (cm) 2⎠ ⎝ B l = 2,5 ⎛⎜ k + ⎞⎟ (cm) 2⎠ ⎝ C l = 1,25k (cm) Tr l i: Vì A dao đ ng B c đ nh nên đ dây x y hi n t 1⎞λ 1⎞ ⎛ ⎛ l = ⎜ k + ⎟ = 1, 25 ⎜ k + ⎟ (cm) ⎝ Ph 2⎠ ⎝ ng sóng d ng thì: 2⎠ ng án tr l i: B Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t Trang Chuyên đ Luy n thi T t nghi p THPT Luy n thi i h c, Cao đ ng 2009 Bài t p (Trích t đ thi Hocmai.vn): Phát bi u sau đúng? A Âm có c ng đ l n tai ta có c m giác âm "to" B Âm có c ng đ nh tai ta có c m giác âm "bé" C Âm có t n s l n tai ta có c m giác âm "to" D Âm "to" hay "nh " ph thu c vào m c c ng đ âm t n s âm Tr l i: Âm "to" hay "nh " ph thu c vào m c c ng đ âm t n s âm Ph ng án tr l i: D Bài t p (Trích t đ thi Hocmai.vn): Âm nh c c khác phát luôn khác v : A cao B to C Âm s c D T t c Tr l i: Âm nh c c khác phát s có đ cao, đ to nh ng chúng khác v âm s c Vì Sóng âm m t nh c c phát sóng t ng h p c a nhi u sóng âm đ c phát m t lúc Các sóng có t n s f, 2f, 3f có biên đ A1, A2, A3, r t khác Âm có t n s f g i h a âm c b n, âm có t n s 2f, 3f, 4f g i h a âm th hai, ba, t H a âm có biên đ m nh nh t s quy t đ nh đ cao c a âm mà nh c c phát Dao đ ng âm t ng h p v n m t dao đ ng tu n hồn nh ng khơng u hòa ng bi u di n c a dao đ ng âm t ng h p không ph i m t đ ng hình sin mà m t đ ng cong có tính ch t tu n hồn nh ng có hình d ng r t ph c t p M i dao đ ng t ng h p ng v i m t âm s c xác đ nh Vì v y mà hai nh c c khác có th phát hai âm đ cao nh ng có âm s c hồn toàn khác Ph ng án tr l i: C Bài t p 10 (Trích t đ thi Hocmai.vn): Ch n câu to c a âm ph thu c vào: A T n s biên đ âm B T n s âm m c c ng đ âm C B c sóng n ng l ng âm D V n t c truy n âm Tr l i: to c a âm m t đ c tr ng sinh lý c a âm ph thu c vào biên đ hay m c c ng đ âm + M c c ng đ âm mà tai ng i nghe đ c n m kho ng t ng ng nghe đ n ng ng đau + Âm có m c c ng đ âm cao nghe to Tuy nhiên đ to c a âm ph thu c vào t n s âm Hai âm có m c c ng đ âm nh ng có t n s khác s gây nh ng c m giác âm to nh khác Ph ng án tr l i: B IV BÀI T P V NHÀ Bài t p 1: Ngu n sóng O dao đ ng v i t n s 10Hz, dao đ ng truy n v i v n t c 0,4m/s ph ng Oy Trên ph ng có m P Q theo th t PQ = 15cm Cho biên đ a = 1cm biên đ không thay đ i sóng truy n N u t i th i m P có li đ 1cm li đ t i Q: A cm B -1 cm C cm D 0,5 cm Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t Trang Chuyên đ Luy n thi T t nghi p THPT Luy n thi i h c, Cao đ ng 2009 Bài t p 2: M t sóng c h c có t n s f lan truy n môi tr ng v t ch t đàn h i v i v n t c v, b c sóng đ c tính theo cơng th c A = v.f B = v/f C = 2v.f D = 2v/f Bài t p 3: Ch n phát bi u l i phát bi u d i đây: A Chu kì dao đ ng chung c a ph n t v t ch t có sóng truy n qua g i chu kì sóng B i l ng ngh ch đ o c a t n s góc g i t n s c a sóng C V n t c dao đ ng c a ph n t v t ch t g i v n t c c a sóng D N ng l ng c a sóng ln ln khơng đ i q trình truy n sóng Bài t p 4: i u sau sai nói v n ng l ng c a sóng c h c? A Q trình truy n sóng q trình truy n n ng l ng B Khi sóng truy n t m t ngu n m m t ph ng, n ng l ng sóng gi m t l v i quãng đ ng truy n sóng C Khi sóng truy n t m t ngu n m không gian, n ng l ng sóng gi m t l v i bình ph ng qng đ ng truy n sóng D N ng l ng sóng ln ln khơng đ i q trình truy n sóng Bài t p 5: T i m S m t n c yên t nh có ngu n dao đ ng u hoà theo ph ng th ng đ ng v i t n s 50Hz Khi m t n c hình thành h sóng trịn đ ng tâm S T i hai m M, N n m cách 9cm đ ng th ng qua S dao đ ng pha v i Bi t r ng, v n t c truy n sóng thay đ i kho ng t 70cm/s đ n 80cm/s V n t c truy n sóng m t n c là: A 75 cm/s B 80 cm/s C 70 cm/s D 72 cm/s Bài t p 6: Hai ngu n k t h p, pha cách 18 cm, chu kì 0,2 s V n t c truy n sóng mơi tr ng 40 cm/s S m dao đ ng c c đ i đ ng n i gi a hai ngu n là: A m B m C m D m Bài t p 7: Ch n câu Trong hi n t ng giao thoa, nh ng m dao đ ng v i biên đ l n nh t thì: A =n B =n C = n v i = d2 - d1 ho c d1 - d2 tùy theo quy c ban đ u D = (2n + 1) Bài t p 8: Ch n câu Th c hi n thí nghi m giao thoa m t n c: A B hai ngu n k t h p có ph ng trình sóng t i A, B là: uA = uB = a.cos t qu tích nh ng m dao đ ng v i biên đ c c đ i b ng 2a là: A H đ ng hyperbol nh n A, B làm tiêu m bao g m c đ ng trung tr c c a AB B H đ ng hyperbol có tiêu m AB C ng trung tr c c a AB D H đ ng hyperbol nh n A, B làm tiêu m Bài t p 9: Trong thí nghi m t o vân giao thoa sóng m t n c, ng i ta dùng ngu n dao đ ng có t n s 100 Hz đo đ c kho ng cách gi a hai g n sóng liên ti p n m đ ng n i hai tâm dao đ ng mm V n t c sóng m t n c bao nhiêu? A v = 0,2 m/s B v = 0,4 m/s C v = 0,6 m/s D v = 0,8 m/s Bài t p 10: Trên m t ch t l ng t i có hai ngu n k t h p A, B dao đ ng v i chu kì 0,02s V n t c truy n sóng m t ch t l ng 15cm/s Tr ng thái dao đ ng c a Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t Trang Chuyên đ Luy n thi T t nghi p THPT Luy n thi i h c, Cao đ ng 2009 M1 cách A, B l n l t nh ng kho ng d1 = 12cm; d2 = 14,4cm c a M2 cách A, B l n l t nh ng kho ng d'1 = 16,5cm; d'2 = 19,05cm là: A M1 M2 dao đ ng v i biên đ c c đ i B M1 đ ng yên, không dao đ ng M2 dao đ ng v i biên đ c c đ i C M1 dao đ ng v i biên đ c c đ i M2 đ ng yên không dao đ ng D M1 M2 đ ng yên không dao đ ng Bài t p 11: Trong sóng d ng, hi u s pha c a hai ph n t môi tr ng n m đ i x ng qua m t b ng A (rad) B (rad) C /2 (rad) D /2 (rad) Bài t p 12: M t dây dài c ng ngang, có sóng d ng dây v i chu kì sóng 0,02s Gi a hai m A B cách 1,2m, ng i ta th y có nút sóng (k c hai nút A B) V n t c truy n sóng là: A 40 m/s B 30 m/s C 80 m/s D 60 m/s Bài t p 13: M t sóng d ng dây đ c mơ t b i ph ng trình πx π⎞ ⎛ u = 2sin cos ⎜ 20π t − ⎟ (cm) ⎝ 2⎠ x đo b ng cm t đo b ng giây V n t c truy n sóng d c theo dây A 20 cm/s B 40 cm/s C 60 cm/s D 80 cm/s Bài t p 14: M t dây đàn dài 40cm, c ng hai đ u c đ nh, dây dao đ ng v i t n s 600 Hz ta quan sát dây có sóng d ng v i hai b ng sóng V n t c sóng dây A 160 m/s B 120 m/s C 240 m/s D 480 m/s Bài t p 15: Trên s i dây OA, đ u A c đ nh đ u O dao đ ng u hồ v i t n s 20Hz dây có nút Mu n dây rung thành b ng sóng O ph i dao đ ng v i t n s : D 40 Hz B 12 Hz C 50 Hz D 10 Hz Bài t p 16: Phát bi u sau đúng? A Khi có sóng d ng dây đàn h i t t c m dây đ u d ng l i không dao đ ng B Khi có sóng d ng dây đàn h i ngu n phát sóng ng ng dao đ ng m dây v n dao đ ng C Khi có sóng d ng dây đàn h i dây có m dao đ ng m nh xen k v i m đ ng yên D Khi có sóng d ng dây đàn h i dây ch cịn sóng ph n x , cịn sóng t i b tri t tiêu Bài t p 17: Âm tr m âm có: A Biên đ dao đ ng nh B N ng l ng âm nh C T n s dao đ ng nh D T t c Bài t p 18: Ch n câu cao c a âm ph thu c vào: A Biên đ B T n s C N ng l ng âm D C ng đ âm Bài t p 19: M t màng kim lo i dao đ ng v i t n s 200Hz, t o ch t l ng m t sóng âm có b c sóng 8m V n t c truy n âm ch t l ng là: A 25 m/s B 0,04 m/s C 800 m/s D 1600 m/s π Bài t p 20: Ch n câu M t nh ng yêu c u c a phát viên v đ c tính v t lý c a âm là: Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t Trang Chuyên đ Luy n thi T t nghi p THPT Luy n thi i h c, Cao đ ng 2009 A T n s âm nh C Biên đ âm l n B T n s âm l n D Biên đ âm bé ÁP ÁN CÂU H I Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu TR L I C B A D A B C A D CÂU H I Câu 10 Câu 11 Câu 12 Câu 13 Câu 14 Câu 15 Câu 16 Câu 17 Câu 18 TR L I C A A B C D C C B CÂU H I Câu 19 Câu 20 TR L I D B Giáo viên: Ph m V n Quang Ngu n: Hocmai.vn Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t Trang ... chúng khác v âm s c Vì Sóng âm m t nh c c phát sóng t ng h p c a nhi u sóng âm đ c phát m t lúc Các sóng có t n s f, 2f, 3f có biên đ A1, A2, A3, r t khác Âm có t n s f g i h a âm c b n, âm có t... n s biên đ âm B T n s âm m c c ng đ âm C B c sóng n ng l ng âm D V n t c truy n âm Tr l i: to c a âm m t đ c tr ng sinh lý c a âm ph thu c vào biên đ hay m c c ng đ âm + M c c ng đ âm mà tai ng... khí - Ngu n âm: Là v t phát âm b) Các đ c tính v t lí c a âm - T n s âm - C ng đ âm: l ng n ng l ng mà sóng âm t i qua m t đ n v di n tích đ t t i m đó, vng góc v i ph ng truy n sóng m t đ n