bài tập và lý thuyết tổng hợp môn lý

bài tập và lý thuyết tổng hợp môn lý

BÀI TẬP VẬN DỤNG

II.BÀI TẬP SÓNG

 III.BÀI TẬP SÓNG ÂM

 IV.BÀI TẬP SÓNG ÁNH SÁNG

I.BÀI TẬP DAO DỘNG

Li đ x=Asin(ộ x=Asin( t+) V n t c ận tốc ốc v=Acos(t+)

Gia t c ốc a= - 2Asin(t+) v=s/t = x-x0 / t-t0

Ed = ½ mv2 Et = ½ kx2 E= ½ kA2

½ kA2 = ½mv2 + ½kx2

Lực đàn hồi

+Độ biến dạng l = mg/k +Fmax = k(l + A) +Fmin = k(l - A) Nếu A<l +Fmin = 0 Nếu A>l +F=k(l x) +Lò xo nằm ngang l=0

Tìm t: sinx = sina  x= a + k2

x=  - a + k2

Tổng hợp dao động

Ta có x=x1+x2 = Asin(t+) Với A2 = A12 + A22 + 2A1A2Cos(2-1) Tg = A1Sin1 + A2Sin2

A1Cos1 + A2Cos2

Bài 1: Con lắc đơn có khối lượng 1kg và độ dài 2m Góc lệch cực đại so với phương thẳng đứng là 150 Tìm cơ năng và vận tốc ở vị trí thấp nhất

Bài 2: Trong một khoảng thời gian con lắc đơn thực hiện

60 daođộng Tăng chiều dài thêm 44cm thì thực hiện 50 dao động Tìm chiều dài ban đầu con lắc

Bài 3: Con lắc đơn có chiều dài l, cắt đi một đoạn x thì chu kỳ giảm 2 lần Tìm x theo l

Bài 4: Con lắc đồng hồ chạy đúng ở mặt biển Bán kính trái đất là R = 6400km

a)Tính chu kỳ ở độ cao 4800m (Nhiệt độ không đổi) b)Trong một ngày đêm, con lắc chạy nhanh, chậm bao nhiêu

Bài 5: Con lắc đồng hồ chạy đúng ở 300C Chiều dài ở 00C là 500mm Hệ số nở dài là 2.10-5 độ-1

a)Tính gia tốc trọng trường g b) Tính chu kỳ ở 20 độ c)Trong một ngày đêm, con lắc chạy nhanh hay chậm bao nhiêu

Bài 6: Quả cầu 1 kg gắn lò xo k=25N/cm Từ vị trí cân bằng truyền vận tốc 1.5m/s

thẳng đứng hướng xuống

1 Viết phương trình dao động 2 Tìm vận tốc và gia tốc cực đại

3 Tính vận tốc trung bình khi vật đi từ vị trí cân bằng đến vị trí có biên đô

Bài 7: Vật 200g gắn vào lò xo Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng 4cm và truyền vận tốc

40 cm/s hệ dao động theo phương ngang với tần số 2,5Hz

1 Viết phương trình dao động Vẽ đồ thị li độ

2 Tìm động năng lúc t=0,1s 3 Tính Fmax và Fdh lúc t= 0,5s

Bài 8: Treo vật nặng vào lò xo làm nó thực hiện 50 dao động trong 15,7s Chiều dài

con lắc biến đổi từ 24cm đến 32cm trong lúc dao động,

1.Tìm gia tốc, vận tốc cực đại và chiều dài ban đầu của lò xo khi chưa treo vật

2.Viết phương trình li độ, chọn t=0 lúc vật có li độ 2cm, theo chiều dương Vẽ giản đồ

Bài 9 Treo vật nặng 200g vào lò xo làm nó giãn ra 2,5cm Từ vị trí ban đầu kéo vật ra

4cm và truyền vận tốc 80 cm/s

a.Tính chu kỳ, tần số và viết phương trình li độ

b.Tìm thời điểm có độ lớn lực đàn hồi bằng 5.2N

Bài 10 Quả cầu 1 kg gắn lò xo k=25N/cm Truyền vận tốc 1.5m/s và gia tốc 75 m/s2

1 Viết phương trình dao động chọn gốc thời gian lúc truyền vận tốc và gia tốc

2 Tìm động năng cực đại 3 Tính vận tốc trung bình sau 1 chu kỳ

Bài 11 Lò xo dao động điều hòa chiều dài biến đổi từ 12cm đến 28 cm chu kì 2s

1 Viết phương trình li độ, chọn t=0 lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiểu âm

Vẽ đồ thị li độ 2.Tìm li độ, vận tốc và gia tốc lúc t=7,5s

Bài 12: Vật dao động với phương trình x= 4 sin(t+/2) (cm) Tìm các thời điểm: 1.Vật qua vị trí cân bằng lần 1, 2

2 Vật có li độ 2cm theo chiều dương quĩ đạo lần 1,2

3 Vẽ đồ thị li độ

Bài 13: Quả cầu m= 200g gắn vào lò xo có độ cứng 20N/m treo thẳng đứng Kéo

ra khỏi vị trí cân bằng 3cm theo phương thẳng đứng và buông tay

1.Viết phương trình li độ, chọn t=0 lúc buông tay và chiều dương là chiều vật bắt

đầu chuyển động

2 Tìm vận tốc và gia tốc tại vị trí cách vị trí cân bằng 1cm

Bài 14: Vật m gắn vào lò xo k=80N/m thực hiện 100 dao động trong 31,4s theo

phương ngang

Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng 2cm và truyền vận tốc 40cm/s cho dao động

1 Viết phương trình dao động, chọn gốc thời gian lúc truyền vận tốc

2 Tìm động năng và thế năng lúc t=0,1s 3 Tính Fmax và Fdh lúc t= 0,5s Bài 15: Con lắc m= 0,4kg treo vào lò xo thẳng đứng, dao động với biên độ 8cm,

chu kì 0,5s 1.Tìm độ cứng lò xo 2 Tìm giá trị cực đại của lực đàn hồi

Bài 16: Vật m= 1kg treo vào lò xo có k=1600N/m Từ vị trí cân bằng truyền cho vật vận tốc 2m/s thẳng đứng hướng xuống

1.Tìm cơ năng toàn phần và biên độ dao động

2.Thiết lập phương trình dao động Chọn chiều dương hướng lên

3.Tìm vận tốc cực đại và lực hồi phục cực đại Vẽ giản đồ biểu diễn dao động Bài 17: Vật khối lượng 100g treo vào đầu lò xo k Từ VTCB nâng lên 5cm rồi buông nhẹ Hệ thực hiện 20 dao động trong 10s Chọn trục thẳng dướng hướng xuống

1.Tìm độ cứng, Viết phương trình li độ

2.Tìm vận tốc cực đại và lực hồi phục cực đại

Bài 18: Vật khối lượng m treo vào lò xo có độ cứng k Hệ dao động với chu kì 1s Lực đàn hồi cực tiểu là 2N khi li độ bằng 3cm thì vận tốc là 8 cm/s Tìm năng lượng và lực đàn hồi cực đại

Bài 19: Treo vật vào lò xo, hệ thực hiện 10 dao động trong 2s Lực đàn hồi cực đại 11N khi x= 8cm thì v= 60 cm/s Tìm năng lượng và lực đàn hồi cực tiểu Bài 20: Treo khối lượng 2kg vào lò xo có độ cứng 50N/cm Từ vị trí cân bằng kéo ra 3cm và truyền vận tốc 2m/s.1 Tìm cơ năng toàn phần 2 Biên độ

3 Tìm vận tốc và li độ khi động năng bằng thế năng

4 Viết phương trình li độ chọn t=0 lúc vật qua VTCB theo chiều dương

• Bài 21: Con lắc lò xo có độ cứng k=20N/cm Khi li độ 12cm thì vận tốc là 10 cm/s và năng lượng là 16,9J Tìm biên độ và chu kỳ, tần

số Viết pt li độ, chọn gốc thời gian ở vị trí biên độ dương

• Bài 22 Con lắc lò xo có độ cứng k=40N/m thực hiện 50 dao động dao trong 15,7s, biên độ A=5cm 1 Tìm tần số và khối lượng

• 2 Tìm động năng khi li độ bằng 2cm

• 3.Lúc t=0 vật qua VTCB theo chiều dương, viết pt li độ Tìm vận tốc lúc t=T/6

• 4.Tìm thời gian đi từ vị trí x=2,5cm đến x=A

• Bài 23: Con lắc lò xo có chu kỳ T= 2s Tại thời điểm t=1,5s li độ là 0cm và vận tốc v= 5 cm/s 1 Viết pt li độ

2 Biết Fdh min = 3.8N tính Fdh max và Fdh tại thời điểm t=2s

• Bài 24: Lò xo thực hiện 20 dao động hết 10s Lúc li độ x=2 cm thì vận tôc là 8 cm/s theo chiều dương 1.Viết phương trình li độ

• 2 Tìm động năng lúc t=1/16s

• Bài 25 Lò xo của hệ dao động có chiều dài thay đổi từ 20cm đến 30cm Khối lượng là 0,25kg Chu kì con lắc là 0,314s

• 1 Tìm chiều dài ban đầu và độ cứng lò xo

• 2 Tính cơ năng của hệ và lực đàn hồi cực đại, cực tiểu

• 3 Tìm li độ và vận tốc khi động năng bằng thế năng

TG : Nguyễn Tường Viên Jun 14, 20

24

* Pt sĩng tại A cách nguồn d là u= aSin(2ft – 2d/)

* Biên độ cực đại: d= d1 – d2 = k Biên độ cực tiểu: d= d1 – d2 = (k + ½)



* Sĩng dừng: Giới hạn cố định l= n /2 Giới hạn tự do l = (n+1/2) /2

* Năng lượng E = ½ m2A2 Cơng của ma sát trong 1 chu kỳ A= Fs =F.4.A1

+ A = Ed1 – Ed2 = ½m 2(A12 – A22)

+ Số dao động thực hiện N = A1 / A1 Với A1 = A1 – A2

I.BÀI TẬP SĨNG

Bài 1: Trong 5s có 3 ngọn sóng biển qua trước mặt Mỗi ngọc sóng cao 0,4 m Vận tốc truyền sóng là 2m/s Tìm chu kỳ Viết phương trình sóng, vẽ đường sin tại điểm cách nguồn sóng 10m

Bài 2:Đầu A của dây đàn hồi có biên độ 5cm, chu kỳ 2s

a) Viết phương trình sao động của A

b) Pha dao động lan truyền vối vận tốc 5m/s Viết pt sóng tại điểm cách A khoảng d=2,5cm vẽ dạng dây lúc t=1,5s, lúc t= 5s

Bài 3:Đầu A chạm vào mặt nước tần số 20Hz, ta thấy điểm B cách A

là 10cm luôn dao động ngược pha với a Tìm vận tốc truyền sóng Biết 0,8m/s <v< 1m/s

Bài 4: Sóng truyền từ M đến O rồi đến N trên cùng phương truyền sóng với v=20m/s Pt sóng tại O là u0 = 4sin(t - /6)(cm) Hai điểm gần nhau nhất lệch pha 2/3 cách nhau 6cm Tìm tần số sóng và viết phương trình sóng tại M,N biết OM=ON = 0,5cm

Bài 5: Giao thoa sóng âm có f= 580Hz Vận tốc truyền âm trong

không khí là 348m/s

a) Bước sóng?

b) Điểm M cách 2 nguồn d1 = 4,3m và d2 = 5,8m có biên độ cực đại hay cực tiểu

Bài 6: Giao thoa sóng cơ có T= 0,1s Vận tốc truyền sóng là 20cm/s Hai nguồn cách nhau 10,6cm Tìm số vân cực đại và cực tiểu trên mặt chất lỏng

Bài 7: Giao thoa sóng nước có f= 13Hz Tại M có d1 = 19cm và d2

= 21cm có biên độ cực đại Giữa M và đường trung trực của đoạn thẳng nối hai nguồn không còn cực đại nào khác Tìm vận tốc truyền sóng trên mặt nước

Bài 8: Giao thoa sóng nước f= 125Hz, biên độ a= 2mm Chỉ xét các đường nằm một phía của trung trực không dao động Đường thứ

nhất tại M1 có d2 = 1.07cm, đường thứ 12 tại M2 có

d1-d2=3,67cm

a)Tìm bước sóng và vận tốc truyền sóng trên mặt nước

b)Tìm biên độ và pha ban đầu của M3 có d1=2.45cm và d2=2.61cm Bài 9: Dây đàn dài 60cm có tần số 100Hz có 4 nút.Tìm bước sóng

và vận tốc truyền sóng

Bài 10: Dây AB căng ngang dài 2m chu kỳ 1/50s Trên dây có 5 nút a)Tìm bước sóng và vận tốc truyền sóng trên dây

b)muốn tạo ra bó sóng thì tần số rung là bao nhiêu

III.BÀI TẬP SÓNG ÂM

Công suất âm đơn vị W

P = E/t Cường độ âm đơn vị W/m2

I= P/S Mức cường độ âm L(B)=lg I

I0 Đơn vị mức cường độ âm là Ben(B) Đơn vị nhỏ hơn là Deciben(dB)

1B=10dB Nếu f=1000-5000Hz ngưỡng nghe  10-12 W/m2

Nếu f=50Hz ngưỡng nghe  10-7W/m2

24

Bài 1: Vận tốc truyền âm trong không khí là 330m/s,

trong nước là 1435m/s Một âm có bước sóng

trong không khí là 0,5m thì khi truyền trong nước

bước sóng bao nhiêu?

Bài 2: Hai loa S1 ,S2 có cùng nguồn phát Điểm N có

S1N = 3m, S2N = 3,375m Vận tốc truyền âm

trong không khí 330m/s Tìm bước sóng dài nhất

để người tại N không nghe âm thanh từ hai loa

Bài 3: Hai loa S1 ,S2 có cùng nguồn phát Điểm N có

S1N = 3m, S2N = 3,375m Vận tốc truyền âm

trong không khí 330m/s Tìm tấn số nhỏ nhất để

người tại N không nghe âm thanh từ hai loa

Bài 4: Nguồn âm điểm công suất 1000W qua tiết điện

1dm2 vuông góc phương truyền Cường độ âm tại

M là:

Bài 5 Mức cường độ âm của âm trên đối với cường độ

I.BÀI TẬP SÓNG ÁNH SÁNG

1 Bài toán vị trí vân và khoảng vân giao thoa:

Vị trí vân sáng bậc k x=kD/a k=0,1,2,3,

Vị trí vân tối bậc k: x=  (k-½ )D/a k=1, 2,3,

Khoảng vân i = D/a

2 Bài toán bề rộng vùng giao thoa L:

Số khoảng vân ở nửa vùng giao thoa L/2i = n,m

+Số vân sáng : 2n+1 +Số vân tối bằng 2n nếu m<5 và bằng 2n + 2 nếu m5

3 Bài toán xác định M là vận sáng hay tối:

Giả sử M là vân sáng thì xM =kD/a  Tìm k

+ Nếu k nguyên thì M là vân sáng + Nếu k không nguyên thì M là vân tối

4 Bài toán các vận trùng nhau

Ta có x1 = x2  Tìm k sao cho 0,4m <  < 0,76 m

5 Bài toán lượng tử ánh sáng

+ Công thức Anh-stanh : E= A + Ed0  hf= A + ½mv2

max + Năng lượng dịch chuyển E=hfmn = Em-En

+ Hiệu điện thế hãm: eUh = ½ mv02 + Năng lượng chùm sáng E = np.E

+ Hiệu suất lượng tử H=ne/np + Công suất chùm sáng P=E/t

Các hằng số : me = 9,1.10-31kg, c=3.108m/s

e=-1,6.10-19C và 1eV = 1,6.10-19J h= 6,625.10-34 J.s

Bài 1: Hai khe cách nhau a= 0,5mm, cách màn D=2m Vân sáng bậc 2 bên này cách vân tối bậc 5 bên kia là 15.6mm

1.Tính bước sóng ánh sáng Tìm vị trí vân sáng bậc 5, vị trí vân tối bậc 7

2 Tìm số vân sáng trên đọan MN có tọa độ -24mm và 37.2mm

3 Tìm bề rộng dải quang phổ bậc 1 ánh sáng trắng Tại vân tím bậc 4 có vân nào trùng Bài 2: Giao thoa ánh sáng có = 0,64 m, hai khe cách nhau 0,1mm, cách màn 1m

1 Tìm vị trí vân sáng bậc 3, bậc 4, vân tối bậc 5 và bề rộng tối thiểu chứa 21 vân sáng

2 tìm số vân sáng trên khỏang MN có tọa độ -19,2mm và 73.6mm

3 Cho ánh sáng = 0,48m cùng giao thoa, tại vị trí nào hai vân sáng bắt đầu trùng nhau Trên bề rộng ở câu 1 quan sát dược bao nhiêu vân sáng

Bài 3: Chiếu bức xạ = 0,4m vào katốt của tế bào quang điện, Khi hiệu điện thế

1,25V thì dòng quang điện triệt tiêu

1 Tìm vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện

2 Công thoát của electron khỏi kim loại 3 Tính số electron quang điện sau 10s và

công suất chùm sáng biết dòng quang điện bảo hòa là 1.2mA.hiệu suất là 20%

Bài 4: Giao thoa ánh sáng qua hai khe cách nhau 2mm cách màn 2m ta thấy 7 vân sáng liên tiếp cách nhau 3,36mm

1 Tìm bước sóng ánh sáng và khoảng cách từ vân tối bậc 6 đến vân sáng bậc 1

2 Tìm số vân trên khỏang MN Biết tọa độ các điểm M,N là 0.84mm và 8.12mm

3 Cho ánh sáng = 0,42m cùng giao thoa Tìm số vân sáng, tối trên bề rộng 14mm

Bài 5: Tấm kim lọai xêdi cô lập có giới hạn là 0,66m Ánh sáng bước sóng

=0,44m, hiện tượng quang điện xảy ra hay không? Tính công thoát, động năng ban đầu của electron và điện thế cực đại của tấm kim lọai

Bài 6: Hai khe sáng cách nhau 0.5mm cách màn 1,5m Vân sáng bậc 9 cách vân trung tâm 1,215cm 1 Tìm màu của ánh sáng thí nghiệm

2.Thay bằng ánh sáng trắng, tìm bề rộng dải quang phổ bậc 2(t = 0,4m và d =

0,76m) Tại vị trí vân sáng đó bậc 4 (d = 0,7m) có những vân nào trùng

Bài 7: Ống Rơng ghen tạo ra có bước sóng nhỏ nhất 0,4.10-4m

1.Tìm hiệu điện thế giữa A và K

2 Tìm vận tốc của các electron quang điện khi đập vào đối K

3 Nếu 10% năng lượng biến thành nhiệt, tính bước sóng bức xạ phát ra

Bài 8: Hai khe cách nhau a= 1mm, cách màn D=2m Khoảng cách từ vân sáng bậc 3 đến vân sáng bậc 12 cùng bên là 10mm 1.Tính bước sóng ánh sáng

2 Tìm số vân sáng trên đọan MN có tọa độ – 2.75mm và 6.325mm

3 Cho ánh sáng bước sóng 0,44m cùng giao thoa, tại vị trí nào hai vân sáng bắt đầu trùng nhau Trên bề rộng 22mm quan sát được bao nhiêu vân sáng

Bài 9: Hai khe cách nhau a= 1,5mm, cách màn D=3m Khoảng cách từ vân sáng bậc 5 bên này đến vân tối bậc 3 bên kia là 10,5mm

1.Tính bước sóng ánh sáng.Vị trí vân tối bậc 7

2.Tìm số vân sáng trên đọan MN có tọa độ -2,1mm và 10.52mm

3 Cho ánh sáng có bước sóng 0,5m cùng giao thoa, tại vị trí nào hai vân sáng bắt đầu trùng nhau Trên bề rộng 21mm quan sát dược bao nhiêu vân sáng

Bài 10: Vạch đầu tiên trong dạy Laiman có bước sóng 0 = 122nm 2 vạch H và

H trong dãy banme có bước sóng lần lượt là 1 = 656nm và 2 = 486nm

Tính bứơc sóng những vạch liên quan.

1 Tìm vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện

2 2.Tính công suất bức xạ, hiệu suất là 10%, trong 1s có n=9.10 15 elctron bật ra

Bài 12: Nguồn giao thoa sáng phát ra bức xạ  từ 0,4 m đến 0,75m Tại vân

sáng bậc 4 của bước sóng  = 550nm có vân sáng bậc mấy của ánh sáng nào Bài 13: 1 2 khe cách nhau 0,64mm, cách màn 2m Hai vân sáng liên tiếp cách

nhau 2mm.

1.Tìm bước sóng  và vị trí vân tối thứ ba

2 Vạch dài nhất trong dãy laiman 1 = 0,1216m Vạch chuyển từ quĩ đạo M về

quĩ đạo K có 2 = 0,1026m Tính bước sóng dài nhất trong dây banmer

1 Tính bước sóng những vạch đầu tiên trong đãy nhìn thấy được

2 Tính mức năng lượng thứ nhất

và K

2 Tìm vận tốc các electron khi đập vào đối K và số e đập vào đối K trong 1 phút

3 Nếu 95% năng lượng biến thành nhiệt, tính bước sóng phát ra và nhiệt lượng

làm nóng đối K