Bài 9 Sóng dừng Bài 9 1 trang 23 SBT Vật Lí 12 Một sóng ngang truyền dọc theo một sợi dây AB theo chiều từ A đến B Đến đầu B của sợi dây thì sóng bị phản xạ trở lại Tại B, sóng phản xạ A luôn luôn ngư[.]
Bài 9: Sóng dừng Bài 9.1 trang 23 SBT Vật Lí 12: Một sóng ngang truyền dọc theo sợi dây AB theo chiều từ A đến B Đến đầu B sợi dây sóng bị phản xạ trở lại Tại B, sóng phản xạ A ln ln ngược pha với sóng tới B ln ln pha với sóng tới C ngược pha với sóng tới đầu B giữ cố định D ngược pha với sóng tới đầu B di chuyển tự Lời giải: Trong sóng dừng: + Sóng phản xạ ngược pha sóng tới điểm phản xạ sóng dừng hai đầu cố định + Sóng phản xạ pha sóng tới điểm phản xạ sóng dừng đầu cố định, đầu tự Chọn đáp án C Bài 9.2 trang 24 SBT Vật Lí 12: Sóng dừng A sóng khơng lan truyền bị vật cản chặn lại B sóng tạo thành hai điểm cố định môi trường C sóng tạo thành giao thoa sóng tới sóng phản xạ D sóng tạo thành giao thoa hai sóng kết hợp, đường thẳng nối hai tâm phát sóng Lời giải: Sóng dừng sóng tạo thành giao thoa sóng tới sóng phản xạ Chọn đáp án C Bài 9.3 trang 24 SBT Vật Lý 12: Trong hệ sóng dừng sợi dây mà hai đầu giữ cố định bước sóng A khoảng cách hai nút hai bụng B độ dài dây C hai lần độ dài dây D hai lần khoảng cách hai nút hai bụng kề Lời giải: Khoảng cách hai bụng (hai nút) liền kề => Bước sóng hai lần khoảng cách hai nút hai bụng kề Chọn đáp án D Bài 9.4 trang 24 SBT Vật Lý 12: Để tạo hệ sóng dừng hai đầu dây cố định độ dài dây phải A số nguyên lần bước sóng B số nguyên lần nửa bước sóng C số lẻ lần nửa bước sóng D số lẻ lần bước sóng Lời giải: Điều kiện dây xảy sóng dừng hai đầu cố định: k Chọn đáp án B Bài 9.5 trang 24 SBT Vật Lý 12: Trong hệ sóng dừng sợi dây, khoảng cách hai nút liên tiếp A bước sóng B nửa bước sóng, C phần tư bước sóng D hai lần bước sóng Lời giải: Khoảng cách hai nút liên tiếp Chọn đáp án B Bài 9.6 trang 24 SBT Vật Lý 12: Một sợi dây dài m, hai đầu cố định rung với hai múi bước sóng dao động ? A m B 0,5 m C m D 0,25 m Lời giải: Sóng dừng hai đầu cố định có hai múi sóng => k = Điều kiện dây xảy sóng dừng hai đầu cố định: k 2.1 1m k Chọn đáp án A Bài 9.7 trang 24 SBT Vật Lý 12: Trên sợi dây dài 90 cm có sóng dừng Kể hai nút hai đầu dây dây có 10 nút sóng Biết tần số sóng truyền dây 200 Hz Sóng truyền dây có tốc độ A 90 cm/s B 40 m/s C 40 cm/s D 90 m/s Lời giải: Trên dây có 10 nút => k = Điều kiện dây xảy sóng dừng hai đầu cố định: k 2.90 20cm k Tốc độ truyền sóng v = λf = 20.200 = 4000cm/s = 40m/s Chọn đáp án B Bài 9.8 trang 25 SBT Vật Lí 12: Sóng truyền sợi dây có đầu cố định, đầu tự Muốn có sóng dừng dây chiều dài sợi dây phải A số lẻ lần nửa bước sóng B số lẻ lần phần tư bước sóng C số nguyên lần bước sóng D số chẵn lần phần tư bước sóng Lời giải: Điều kiện dây xảy sóng dừng đầu cố định, đầu tự do: (2m 1) (m nguyên) Chọn đáp án B Bài 9.9 trang 25 SBT Vật Lý 12: Trong sóng dừng dây, hiệu số pha hai điểm dây nằm đối xứng qua nút A (rad) B (rad) C π (rad) D (rad) Lời giải: Hai điểm nằm hai nút liền kề dao động ngược pha nên độ lệch pha π (rad) Chọn đáp án C Bài 9.10 trang 25 SBT Vật Lý 12: Một sóng dừng hình thành sợi dây căng ngang hai điểm cố định Trên sợi dây ta thấy: A Số bụng sóng nhiều số nút sóng B Số bụng sóng số nút sóng C Số bụng sóng số nút sóng đơn vị D Số bụng sóng số nút sóng hai đơn vị Lời giải: Một sóng dừng hình thành sợi dây căng ngang hai điểm cố định Trên sợi dây ta thấy số bụng sóng số nút sóng đơn vị Chọn đáp án C Bài 9.11 trang 25 SBT Vật Lí 12: Một sợi dây dài L giữ chặt đầu, đầu nguồn dao động với biên độ nhỏ a) Người ta quan sát thấy dây xuất hai bụng nút (trừ hai đầu dây) Tính bước sóng λ b) Tại thời điểm mà dây trơng thấy thẳng vận tốc tức thời điểm dây ? Hãy vẽ hình miêu tả phân bố vận tốc Lời giải: a) Theo ta có dây có hai bụng sóng => k = Điều kiện dây xảy sóng dừng hai đầu cố định: k L ( H.9.1G) b) Vận tốc điểm dây phụ thuộc vị trí điểm Hai điểm dây cách nút hai phía ln dao động ngược pha Khi qua vị trí cân bằng, điểm có tốc độ lớn (Hình 9.2G) Bài 9.12* trang 25 SBT Vật Lí 12: Một dải lụa có độ dài l = 1,05 m đầu gắn vào cần rung R, buông thõng theo phương thẳng đứng Cần R kích thích nam châm điện ni dịng điện xoay chiều mà tần số f thay đổi cách dễ dàng Khi kích thích, cần rung rung với tần số gấp hai lần tần số dòng điện a) Đầu dải lụa thả tự Khi tần số dịng điện 0,75 Hz dải lụa dao động ổn định với hai nút, mà nút coi chỗ dải lụa gắn vào cần R Cho tần số dòng điện tăng dần Hỏi với tần f1, f2, f3 dải lụa lại xuất thêm 1, nút ? b) Đầu dải lụa giữ cố định Giả sử tốc độ truyền sóng dải lụa khơng thay đổi, để xuất nút trung điểm dải lụa tần số dòng điện phải ? Lời giải: a) Dải lụa dao động ổn định Vậy dải có hệ sóng dừng Đầu dải lụa tự do, đầu có bụng dao động, đầu có nút, dây lại có nút (H.9.3G) Vậy độ dài l dây tức là: 4.1,05 1,4m 3 Tốc độ truyền sóng dây : v = λf = 1,4.2.0,75 = 2,1m/s - Trên dây thêm nút 3 3 , l = , 4 51 4.1,05 1 0,84m 5 f1 v 2,1 2,5Hz tần số dòng điện 1 0,84 f1 ' f1 1,25Hz Trên dây thêm hai nút: 2 0,6m ; f2 f v 2,1 3,5Hz ; f '2 = = 1,75Hz 0,6 - Trên dây thêm ba nút 3 0,47m ; f3 f v 2,1 4,5Hz ; f '3 = = 2,25Hz 3 0,47 b) Đầu giữ cố định, có nút dao động Để trung điểm dải lụa có nút dao động dải lụa phải chứa số chẩn lần nửa bước sóng, tức số nguyên lần bước sóng Ta phải có : = kλ k (k = 1, 2, ) tần số dao động fk, tần số dòng điện tương ứng f 'k : 2 0,6m ; fk v v v 2,1 k k ; f k ' k k 1,05 fk = 2k (Hz) (k = 1, 2, ) f 'k = k (Hz) (k = 1, 2, ) Bài 9.13 trang 26 SBT Vật Lí 12: Để chứng minh cộng hưởng âm, người ta thường làm A thí nghiệm Hình 9.1 T ống nghiệm cao, A âm thoa có tần số dao động riêng f Gõ cho âm thoa rung, phát âm yếu Đưa âm thoa lại gần miệng ống nghiệm, đổ dần nước vào ống cho mực nước cao dần tìm độ cao h cột khơng khí ống, để cột khơng khí dao động cộng hưởng với âm thoa Lúc âm khuếch đại mạnh Cho biết: f= 850 Hz, h = 50 cm Tính tốc độ v âm Lời giải: Các phân tử khơng khí ống dao động theo tần số dao động âm thoa Sóng âm ống nghiệm phản xạ liên tiếp miệng đáy ống nghiệm Khi khoảng cách hai mặt phản xạ có giá trị thích hợp tạo thành hệ sóng dừng ổn định Khi miệng ống có bụng dao động đáy ống tức mặt nước có nút Vậy độ cao h phải thoả mãn điều kiện : h (2k 1) Thay v (k = 0, 1, ) (1) v v vào (1), ta h (2k 1) f 4f 4hf 4.0,5.850 1700 2k 2k 2k Với k = ⇒ v = 1700 m/s (loại, lớn cỡ tốc độ âm khơng khí) k = ⇒ v = 566,7 m/s (loại, lớn cỡ tốc độ âm khơng khí) k = ⇒ v = 340 m/s (chấp nhận cỡ tốc độ âm khơng khí 300 m/s) k = ⇒ v = 240 m/s (loại, nhỏ cỡ tốc độ âm khơng khí) Vậy v = 340 m/s Bài 9.14 trang 26 SBT Vật Lí 12: Một lị xo ống dài 1,2 m có đầu gắn vào nhánh âm thoa, đầu treo cân Dao động âm thoa trì nam châm điện, có tần số 50 Hz Khi đó, dây có hệ sóng dừng, lị xo có nhóm vịng dao động với biên độ cực đại Tính tốc độ truyền sóng lị xo Lời giải: Trên lị xo có bụng nên k = Vậy: k 2.1,2 2,4m k Tốc độ truyền sóng v = λf = 50.2,4 = 120m/s ... bước sóng D số chẵn lần phần tư bước sóng Lời giải: Điều kiện dây xảy sóng dừng đầu cố định, đầu tự do: (2m 1) (m nguyên) Chọn đáp án B Bài 9. 9 trang 25 SBT Vật Lý 12: Trong sóng dừng dây,... bước sóng B số nguyên lần nửa bước sóng C số lẻ lần nửa bước sóng D số lẻ lần bước sóng Lời giải: Điều kiện dây xảy sóng dừng hai đầu cố định: k Chọn đáp án B Bài 9. 5 trang 24 SBT Vật Lý 12: ... sợi dây ta thấy: A Số bụng sóng nhiều số nút sóng B Số bụng sóng số nút sóng C Số bụng sóng số nút sóng đơn vị D Số bụng sóng số nút sóng hai đơn vị Lời giải: Một sóng dừng hình thành sợi dây căng