Skkn một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lớp 12 thpt phân loại và giải nhanh bài tập trắc nghiệm phần sóng âm

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT BÌNH XUYÊN  Tên sáng kiến MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 THPT PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM PHẦN “SÓNG ÂM” Tác giả sáng kiến[.]

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT BÌNH XUYÊN  Tên sáng kiến: MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 THPT PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM PHẦN “SÓNG ÂM” Tác giả sáng kiến: Đỗ Thanh Hải Mã sáng kiến : 31.54.02 Mơn: Vật lý Trường: Trường THPT Bình Xun Vĩnh Phúc tháng 12/2019 skkn BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Lời giới thiệu Trong năm học gần đây, Sở Giáo dục Đào tạo Vĩnh Phúc áp dụng hình thức thi trắc nghiệm khách quan để kiểm tra đánh giá định kỳ chất lượng học tập mơn Vật lí lớp 12 trường THPT Tỉnh Bộ Giáo dục Đào tạo áp dụng hình thức thi trắc nghiệm khách quan để kiểm tra đánh giá kỳ thi trung học phổ thông quốc gia môn Vật lí cho học sinh lớp 12 Với hình thức thi trắc nghiệm khách quan nội dung kiến thức kiểm tra tương đối rộng,và mang áp dụng thực tiễn cao đòi hỏi học sinh phải học kỹ, nắm vững toàn kiến thức chương, phần chương trình Vật lý Để đạt kết tốt việc kiểm tra đánh giá định kỳ chất lượng học tập, thi THPT quốc gia, học sinh khơng phải nắm vững kiến thức, mà cịn phải có phương pháp phản ứng nhanh nhạy, xử lý tốt dạng tập chương, phần Là giáo viên giảng dạy môn Vật lí trường THPT Bình Xun, để giúp học sinh hệ thống kiến thức giải nhanh dạng tập phần sóng âm, nội dung nhỏ thuộc chương sách giáo khoa Vật lý 12, góp phần nâng cao hiệu dạy học mơn Vật lí Nhà trường, tơi lựa chọn đề tài: “MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 THPT PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM PHẦN SÓNG ÂM” làm nội dung Sáng kiến kinh nghiệm năm học Tên sáng kiến: MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 THPT PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM PHẦN SÓNG ÂM skkn Tác giả sáng kiến - Họ tên: Đỗ Thanh Hải - Địa tác giả sáng kiến: THPT Bình Xuyên - Số điện thoại:.0986 060 885 Email : dothanhhaic3bx@gmail.com Chủ đầu tư tạo sáng kiến - Họ tên: Đỗ Thanh Hải - Địa tác giả sáng kiến: THPT Bình Xuyên - Số điện thoại:0986 060 885 Email: dothanhhaic3bx@gmail.com Lĩnh vực áp dụng sáng kiến Môn: Vật lý lớp 12 Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu áp dụng thử: Tháng 10/2019 Mô tả chất sáng kiến 7.1 Về nội dung sáng kiến: PHẦN I TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN I SĨNG ÂM Định nghĩa + Sóng âm sóng truyền mơi trường rắn, lỏng khí + Nguồn âm vật dao động phát âm Phân loại Âm nghe (gây cảm giác âm cho tai người) sóng có tần số khoảng từ 16 Hz đến 20.000 Hz; f < 16 Hz sóng hạ âm; f > 20.000 Hz sóng siêu âm Các đặc trưng vật lý âm + Âm có đầy đủ đặc trưng sóng học + Vận tốc truyền âm : phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ nhiệt độ môi trường: vrắn > vlỏng > vkhí skkn Chú ý : Khi sóng âm truyền từ mơi trường sang mơi trường khác vận tốc bước sóng thay đổi; tần số chu kì sóng khơng đổi + Cường độ âm: Là lượng truyền qua đơn vị diện tích đặt vng góc với phương truyền âm, đơn vị thời gian I= W P = St S Với : W (J), P (W) lượng, công suất phát âm nguồn S (m2) diện tích mặt vng góc với phương truyền âm (với sóng cầu S = 4πR2) + Ngưỡng nghe : cường độ âm nhỏ mà tai người cịn nghe rõ Ngưỡng nghe phụ thuộc vào tần số âm Âm có tần số từ 1.000 Hz – 5.000 Hz, ngưỡng nghe khoảng 10-2 W/m + Ngưỡng đau : cường độ âm cực đại mà tai người cịn nghe có cảm giác đau nhức Đối với tần số âm ngưỡng đau ứng với cường độ âm 10 W/m + Miền nghe : miền nằm ngưỡng nghe ngưỡng đau Chú ý : Nếu lượng bảo toàn : W  I1S1  I 2S2 + Mức cường độ âm: Với I0  1012 W m2 I1 S2 4πr22  r2       I2 S1 4πr12  r1  L(B)  lg I I0 Hoặc L(dB)  10.lg I I0 f = 1000Hz: cường độ âm chuẩn (Cường độ âm chuẩn thay đổi theo tần số) Chú ý : Từ công thức : L  10.lg L I  I  I0 1010 I0 ΔL  L  L1  10.lg I2 I1 + Đồ thị dao động âm: Một nhạc cụ phát âm có tần số f (gọi âm họa âm thứ nhất) đồng thời phát họa âm có tần số 2f, skkn 3f, 4f, (gọi họa âm thứ hai, thứ ba, thứ tư, ) Biên độ họa âm khác Tổng hợp đồ thị dao động tất họa âm nhạc âm ta có đồ thị dao động nhạc âm Đồ thị khơng cịn đường sin điều hịa mà đường phước tạp có chu kì Các đặc trưng sinh lí âm + Độ cao : gắn liền với tần số Âm có f lớn cao, f nhỏ trầm Không phụ thuộc vào lượng âm + Độ to : gắn liền với mức cường độ âm Phụ thuộc vào tần số âm  Hai âm có tần số, có mức cường độ âm khác độ to khác  Hai âm có mức cường độ âm, có tần số khác độ to khác + Âm sắc : gắn liền với đồ thị dao động âm  Âm sắc tính chất âm giúp ta phân biệt âm phát nguồn khác (cả chúng có khơng độ cao, độ to)  Âm sắc đặc trưng sinh lí liên quan mật thiết tới đồ thị dao động âm phụ thuộc vào tần số âm biên độ âm Nhạc âm tạp âm + Nhạc âm: âm có tần số xác định + Tạp âm : âm có tần số không xác định đồ thị dao động đường cong phức tạp Họa âm + Một âm phát tổng hợp từ âm âm khác gọi họa âm + Âm có tần số f1 cịn họa âm có tần số bội số tương ứng với âm + Họa âm bậc hai có tần số f2 = 2f1 + Họa âm bậc ba có tần số f3 = 3f1… skkn + Họa âm bậc n có tần số fn = n.f1  +>  Các họa âm lập thành cấp số cộng với công sai d = f1 Tần số sóng âm * Tần số đàn phát (hai đầu dây cố định  hai đầu nút sóng) f k v ( k  N*) 2l Ứng với k =  âm phát âm có tần số f1  v 2l k = 2, 3, … có hoạ âm bậc (tần số 2f1), bậc (tần số 3f1) … * Tần số ống sáo phát (một đầu bịt kín, đầu để hở  đầu nút sóng, đầu bụng sóng) f  (2k  1) v ( k  N) 4l Ứng với k =  âm phát âm có tần số f1  v 4l k = 1, 2, … có hoạ âm bậc (tần số 3f1), bậc (tần số 5f1) … * Trường hợp sóng dừng ống (cộng hưởng âm): Mợt đầu bịt kín → ¼ bước sóng Hai đầu bịt kín Hai đầu hở → ½ bước sóng bước sóng II ÂM NHẠC Nốt nhạc: Trong âm nhạc có nốt bản : Đồ Rê Mi Fa Sol La Si ứng với tần số Quãng: là khoảng cách giữa nốt liên tiếp (ví dụ đô –rê) * nốt nhạc : Đồ(thấp) Rê Mi Fa Sol La Si đô(cao): lập thành quãng tám skkn * Mỗi quãng tám chia thành quãng nhỏ gồm quãng cung quãng nửa mi-fa hay si-đô) theo cung( fa sol sơ đồ: la rê mi 1cun g 1cun 1/2cu 1cu g ng ng 1cu ng si 1cun 1/2cun g g Cung nửa cung (nc) * Khoảng cách hai nốt nhạc quãng tính cung nửa cung (nc) * Mỗi quãng tám chia thành 12 nc Các công thức: a Hai nốt nhạc cách nửa cung (ví dụ : mi-fa hay si-đơ) hai âm tương ứng với hai nốt nhạc có tỉ số tần số f cao 12  f thấp (ví dụ f (do ) 12  f (si1 ) 12 ) b Hai nốt nhạc cách n nửa cung hai âm tương ứng với hai nốt nhạc f 12 n cao có tỉ số tần số : f  thaá p c.Tỉ số tần số hai nốt tên cách quãng tám (ví dụ Số f (do ) 2) f (do1 ) 1nc 2nc 3nc 4nc 5nc 6nc 7nc 8nc 9nc 10nc 11nc 12nc cung Nốt Đo1 Re1 Mi1 Fa1 Sol1 La1 Si1 Đo2 f11 f12 quãng tám tần f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 số skkn PHẦN II PHÂN DẠNG BÀI TẬP VÀ CÁCH GIẢI NHANH A CÁC DẠNG BÀI TẬP DẠNG ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG SỰ TRUYỀN ÂM TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG Câu 1: Một nhạc cụ phát âm có tần số âm f = 420 Hz Một người nghe âm có tần số cao 18000 Hz Tần số âm cao mà người nghe dụng cụ phát là: A 17850 Hz B 18000 Hz C 17000 Hz D 17640 Hz Hướng dẫn: Ta có: fn = n.fcb = 420n (n  N) Mà fn  18000  420n  18000  n  42  fmax = 420.42 = 17640 Hz Chọn D Câu 2: Hai họa âm liên tiếp dây đàn phát có tần số 56 Hz, họa âm thứ ba họa âm thứ năm có tần số bao nhiêu? Hướng dẫn Hai họa âm liên tiếp 56 Hz nên ta có: Từ ta có tần số họa âm thứ ba thứ năm là: Câu (ĐH 2014): Để ước lượng độ sâu giếng cạn nước, người dùng đồng hồ bấm giây, ghé sát tai vào miệng giếng thả đá rơi tự từ miệng giếng; sau s người nghe thấy tiếng hịn đá đập vào đáy giếng Giả skkn sử tốc độ truyền âm khơng khí 330 m/s, lấy g = 9,9 m/s Độ sâu ước lượng giếng A 39 m B 43 m C 41 m D 45 m Hướng dẫn: Sau 3s sau thả, người nghe thấy tiếng hịn đá đập vào thành giếng, thời gian 3s là: thời gian đá rơi từ miệng giếng đến đáy giếng cộng với thời gian tiếng động đá truyền từ đáy giếng lên tới miệng giếng, vào tai ta khiến tai ta nghe Thời gian đá rơi từ miệng giếng đến đáy giếng (đây chuyển động rơi tự đá): t1  2h g Thời gian tiếng động đá truyền từ đáy giếng lên tới miệng giếng (Đây trình chuyển động thẳng âm với tốc độ truyền âm v = 330m/s): t2  h v Từ ta có: t  t1  t  2h h    h  41m g v Chọn A Câu 4: Một ống có đầu bịt kín tạo âm nốt Đơ có tần số 130,5 Hz Nếu người 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 giải:  v v v  l   2n  1   2n  1 4f  f   2n  1 4l  f1min  4l Ta có:  l  k l  k v  f  k v  f2min  v  2 fl 2l  f2min  2f1  261 Hz Chọn B skkn DẠNG CƯỜNG ĐỘ ÂM MỨC CƯỜNG ĐỘ ÂM Câu 1: Một sóng âm có dạng hình cầu phát từ nguồn có cơng suất 1W giả sử lượng phát bảo toàn Hỏi cường độ âm điểm cách nguồn 1,0m 2,5m : A I1  0,07958W/m2 ; I2  0,01273W/m2 B I1  0,07958W/m2 ; I2  0,1273W/m2 C I1  0,7958W/m2 ; I2  0,01273W/m2 D I1  0,7958W/m2 ; I2  0,1273W/m2 Hướng dẫn: Ta có: I1  4. 12 = 0,079577 W/m2 ; I2  4. 2.52 = 0,01273W/m2 Chọn A Câu 2: Cường độ âm điểm môi trường truyền âm 10 -5W/m2 Biết cường độ âm chuẩn I0 = 10-12 W/m2 Mức cường độ âm điểm bằng: A 60dB B 80dB C 70dB D 50dB Hướng dẫn: Ta có: L(dB)  10log I 105  10log 2  70dB I0 10 Chọn C Câu (Cà Mau – 2016): Tại vị trí O nhà máy, cịi báo cháy (xem nguồn điểm) phát âm đẳng hướng không gian với công suất không đổi Chọn hệ trục tọa độ vng góc xOy song song với mặt đất, hai điểm P Q nằm Ox Oy Từ vị trí P, thiết bị xác định mức độ cường độ âm M bắt đầu chuyển động thẳng với gia tốc a không đổi hướng đến Q, sau khoảng thời gian t M đo mức cường độ âm lớn nhất; sau đó, M chuyển sang chuyển động thẳng sau khoảng thời gian t = 0,125t1 đến Q So với mức cường độ âm P, mức cường độ âm Q A lớn lượng 6dB B nhỏ lượng 6dB C lớn lượng 4dB D nhỏ lượng 4dB 10 skkn v công thức L  2f (v tốc độ truyền âm khơng khí 340m/s) Một ống i sáo phát âm có tần số f = 440Hz Lỗ thứ phát âm có tần số A 392Hz B 494 Hz C 751,8Hz D 257,5Hz Hướng dẫn: Gọi khoảng cách lỗ: 0, 1, 2, 3, 4, 5, đến lỗ thổi L 0, L1, L2, L3, L4, L5, L6 Hai lỗ cách cung nửa cung (tính từ lỗ định âm) có tỉ số chiều dài đến lỗ thổi tương ứng 15 Suy ta có: 16 L5 L5 L L3 L L1 8 15 8   15 =    L0 L L3 L2 L1 L0 9 16 9   16 L f L v   16 Vì: L     f5  f  440    751,8 Hz 2f i L0 f5 L5   15 Chọn C B BÀI TẬP VẬN DỤNG Trắc nghiệm Câu 1: Lượng lượng sóng âm truyền đơn vị thời gian qua đơn vị diện tích đặt vng góc với phương truyền âm gọi A.cường độ âm B.độ to âm C.mức cường độ âm D.năng lượng âm Câu 2(CĐ-2008): Đơn vị đo cường độ âm là: 20 skkn ... HỌC SINH LỚP 12 THPT PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM PHẦN SÓNG ÂM? ?? làm nội dung Sáng kiến kinh nghiệm năm học Tên sáng kiến: MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 THPT PHÂN LOẠI... thức giải nhanh dạng tập phần sóng âm, nội dung nhỏ thuộc chương sách giáo khoa Vật lý 12, góp phần nâng cao hiệu dạy học mơn Vật lí Nhà trường, lựa chọn đề tài: “MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC... âm tạp âm + Nhạc âm: âm có tần số xác định + Tạp âm : âm có tần số khơng xác định đồ thị dao động đường cong phức tạp Họa âm + Một âm phát tổng hợp từ âm âm khác gọi họa âm + Âm có tần số f1 cịn