26 bài tập trắc nghiệm sóng cơ và sóng âm mức độ 4 vận dụng cao (có lời giải chi tiết)

26 tập trắc nghiệm sóng sóng âm - Mức độ 4: Vận dụng cao (Có lời giải chi tiết) Câu 1: Một sợi dây đàn hồi đủ dài có sóng ngang hình sin truyền qua theo chiều dương trục Ox, với tần số sóng f = Hz Ở thời điểm t, đoạn sợi dây vị trí ba điểm M, P, Q đoạn dây hình vẽ Giả sử thời điểm t + Δt, ba điểm M, P, Q thẳng hàng Giá trị nhỏ Δt t, ba điểm M, P, Q thẳng hàng Giá trị nhỏ Δt, ba điểm M, P, Q thẳng hàng Giá trị nhỏ Δt t gần với kết sau đây? A 0,51 s B 0,41 s C 0,72 s D 0,24 s Câu 2: Tần số âm họa âm dây đàn phát tương ứng với tần số sóng để dây đàn có sóng dừng Trong họa âm dây đàn phát ra, có hai họa âm ứng với tần só 2640 Hz 4400 Hz Biết âm dây đàn có tần số nằm khoảng từ 300 Hz đến 800 Hz Trong vùng tần số âm nghe từ 16Hz đến 20 kHz, có tối đa tần số họa âm (kể âm bản) dây đàn này? A 37 B 30 C 45 D 22 Câu 3: Cho nguồn âm điểm phát âm đẳng hướng với công suất không đổi môi trường không hấp thụ âm Một người cầm máy đo mức cường độ âm đứng A cách nguồn âm khoảng d đo mức cường độ âm 50dB Người lần di chuyển theo hai hướng khác Ax Ay Khi theo hướng Ax, mức cường độ âm lớn người đo 57dB Khi theo hướng Ay, mức cường độ âm lớn mà người đo 62dB Góc xAy có giá trị gần với giá trị sau A 500 B 400 C 300 D 200 Câu 4: Một sóng truyền sợi dây dài từ đầu dây với biên độ không đổi mm, tốc độ truyền sóng dây 2,4 m/s, tần số sóng 20 Hz Hai điểm M N dây cách 37 cm, sóng truyền từ M đến N Tại thời điểm t, sóng M có li độ -2 mm M vị trí cân Vận tốc  89  dao động điểm N thời điểm  t   s  80  A 16  cm/s B -8 3 cm/s C 80 3 mm/s D -8  cm/s Câu 5: Một sợi dây đàn hồi căng ngang, có sóng dừng ổn định Trên dây, A điêm nút, B điểm bụng gần A với AB = 18cm M điểm dây cách B khoảng 12cm Biết chu kì sóng, khoảng thời gian mà độ lớn vận tốc dao động phần tử B nhỏ vận tốc cực đại phần tử M 0,1s Tốc độ truyền sóng dây A 5,6m/s B 4,8m/s C 2,4m/s D 3,2m/s Câu 6: Sóng ngang có tần số f truyền sợi dây đàn hồi dài, với tốc độ m/s xét hai điểm M N nằm phương truyền sóng, cách khoảng x Đồ thị biểu diễn li độ sóng M N theo thời gian hình vẽ Biết t1 = 0,05s Tại thời điểm t2 khoảng cách hai phần tử chất lỏng M, N có giá trị gần với giá trị sau đây: A 19cm B 18cm C 21cm D 20cm Câu 7: Sóng lan truyền qua điểm M đến điểm N nằm phương truyền sóng Bước sóng 40cm Khoảng cách MN 90cm Coi biên độ sóng khơng đổi q trình truyền sóng Tại thời điểm phần tử vật chất M có li độ 2cm phần tử vật chất N có tốc độ 125,6cm/s Sóng có tần số A 12Hz B 18Hz C 10Hz D 15Hz Câu 8: Trong thí nghiệm sự giao thoa sóng mặt chất lỏng, hai nguồn kết hợp A, B đồng pha, có tần số 10Hz biên độ Khoảng cách AB 19cm Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 20cm/s Coi biên độ sóng khơng đổi trình truyền Xét elip (E) mặt chất lỏng nhận A, B hai tiêu điểm Gọi M hai giao điểm elip (E) trung trực AB Trên elip (E), số điểm dao động với biên độ cực đại ngược pha với M bằng: A 10 B 20 C 38 D 28 Câu 9: Dây đàn hồi AB dài 32 cm với đầu A cố định, đầu B nối với nguồn sóng Bốn điểm M, N, P Q dây cách dây duỗi thẳng (M gần A nhất, MA = QB) Khi dây xuất hiện sóng dừng hai đầu cố định quan sát thấy bốn điểm M, N, P, Q dao động với biên độ 5cm,đồng thời khoảng M A khơng có bụng hay nút sóng Tỉ số khoảng cách lớn nhỏ M Q dây dao động A 12/11 B 8/7 C 13/12 D 5/4 Câu 10: Cho sóng truyền dọc theo trục Ox sợi dây đàn hồi dài chu ỳ 6s Tại thời điểm t0 = thời điểm t1 = 1,75s, hình dạng sợi dây hình Biết d2 – d1 = 3cm Tỉ số tốc độ dao đọng cự đại phần tử dây tốc độ truyền sóng 5 5 3 C D Câu 11: Một nguồn sóng đặt điểm O mặt nước, dao động theo phương vng góc với mặt nước với phương trình u = acos40ut (cm), t tính theo giây Gọi M N hai điểm nằm mặt nước cho OM vuông góc với ON Biết tốc độ truyền sóng mặt nước 80cm/s Khoảng cách từ O đến M N 34cm 50cm Số phần tử đoạn MN dao động pha với nguồn A B C D Câu 12: Một sóng ngang có chu kì T (T > 4/15s), truyền mặt nước, dọc theo chiều dương trục Ox với A 2 B  s  dạng mặt nước hình vẽ Trên mặt nước, hai 15 điểm M, B vị trí cân phần tử môi trường Khoảng cách hai điểm M, B là: vận tốc v = 240cm/s Tại thời điểm t1 t2 t1  A d = 44cm B d = 32cm C d = 36cm D d = 40cm Câu 13: Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp O O2 dao động pha, biên độ Chọn hệ toạ độ vng góc Oxy (thuộc mặt nước) với gốc toạ độ vị trí đặt nguồn O còn nguồn O2 nằm trục Oy Hai điểm P Q nằm Ox có OP = 4,5cm OQ = 8cm Dịch chuyển nguồn O2 trục Oy đến vị trí cho góc PO 2Q có giá trị lớn phần tử nước P khơng dao động còn phần tử nước Q dao động với biên độ cực đại Biết P Q không còn cực đại khác Trên đoạn OP, điểm gần P mà phần tử nước dao động với biên độ cực đại cách P đoạn A 3,4cm B 1,1cm C 2,0cm D 2,5cm Câu 14: Một sóng lan truyền dọc theo trục Ox sợi dây đàn hồi tần số f = 1/6 (Hz) Tỉ số tốc độ dao động cực đại phần tử dây tốc độ truyền sóng có giá trị 8u/3 (cm/s) Tại thời điêmt t = thời điểm t1 hình ảnh sợi dây có dạng hình vẽ Biết d2 – d1 = 4cm Thời điểm t1 có giá trị A 3s B 2s C 1,75s D 0,5s Câu 15: Một nguồn sóng điểm O mặt nước dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số 10 Hz Tốc độ truyền sóng mặt nước 40cm/s Gọi A B hai điểm mặt nước có vị trí cân cách O đoạn 12 cm 16 cm mà OAB tam giác vuông O Tại thời điểm mà phần tử O vị trí cao đoạn AB có điểm mà phần tử vị trí cân bằng? A B C D 10 Câu 16: Trên mặt thống chất lỏng có ba nguồn sóng dao động theo phương thẳng đứng với   4     phương trình sóng u A 14 cos  t   mm; u B 12sin  t   mm; uC 8cos  t   mm 5 5     Coi biên độ sóng khơng đổi q trình truyền sóng Nếu ba nguồn đặt ba đỉnh tam giác ABC biên độ dao động phần tử vật chất nằm tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC xấp xỉ bằng: A 11 mm B 22 mm C 26 mm D 13mm Câu 17: Trên sợi dây đàn hồi với hai đầu dây O B cố định có sóng dừng với chu kì sóng T thỏa mãn hệ thức 0,5 s < T < 0,61 s Biên độ dao động bụng sóng Tại thời điểm t1 thời điểm t2 = t1 + s hình ảnh sợi dây có dạng hình vẽ Cho tốc độ truyền sóng dây 0,15 m/s Khoảng cách cực đại hai phần tử bụng sóng liên tiếp q trình hình thành sóng dừng gần giá trị A 9,38 cm B 9,28 cm C 9,22 cm D 9,64 cm Câu 18: Trong thí nhiệm giao thoa sóng bề mặt chất lỏng, hai nguồn điện kết hợp S1,S2 pha, biên độ cách 9,5 cm Khoảng cách gần vị trí cân hai phần tử mặt nước dao động với biên độ cực đại thuộc đoạn nối S 1,S2 1cm Trên mặt nước vẽ đường tròn cho vị trí S1, S2 đường tròn Trên đường tròn có điểm có biên độ cực đại? A 20 B C 18 D 10 Câu 19: Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn kết hợp O O2 dao động pha biên độ Chọn hệ tọa độ Oxy với gốc tọa độ vị trí đặt nguồn O còn nguồn O2 nằm trục Oy Hai điểm M N di động trục Ox thỏa mãn OM = a; ON = b ( a < b) Biết ab = 324 cm 2; O1O2 = 18 cm b thuộc đoan [21,6;24] cm Khi góc qt MO 2N có giá trị lớn thấy M N dao động với biên độ cực đại chúng có hai cực tiểu Hỏi có điểm dao động với biên độ cực đại đoạn nối hai nguồn A 22 B 25 C 23 D 21 Câu 20: Trên sợi dây dài có sóng ngang, hình sin truyền qua.Hình dạng đoạn dây hai thời điểm t1 t2 có hình dạng hình vẽ bên Trục Ou biểu diễn phần tử M N thời điểm Biết t2 – t1 0,05s, nhỏ chu kỳ sóng Tốc độ cực đại phần tử dây A 34 cm/s B 3,4 m/s C 4,25 m/s D 42,5 cm/s Câu 21: Tại điểm O đặt hai nguồn âm điểm giống hệt phát âm đẳng hướng có cơng suất khơng đổi Điểm A cách O đoạn d (m) Trên tia vuông góc với OA A lấy điểm B cách A khoảng 6m Điểm M thuộc đoạn AB cho AM = 4,5m Thay đổi d để góc MOB có giá trị lớn mức cường độ âm A LA = 40dB Để mức cường độ âm M 50dB cần đặt thêm O nguồn âm nữa? A 33 B 35 C 15 D 25 Câu 22: Trong thí nghiệm giao thoa mặt nước, hai nguồn sóng kết hợp A B dao động pha, tần số, cách AB = 8cm tạo hai sóng kết hợp có bước sóng λ = 2cm Một đường thẳng    song song với AB cách AB khoảng 2cm, cắt đường trung trực AB điểm C Khoảng cách ngắn từ C đến điểm dao động với biên độ cực tiểu    là: A 0,64cm B 0,56cm C 0,43cm D 0,5cm Câu 23: Tần số âm hoạ âm dây đàn phát tương ứng với tần số sóng để dây đàn có sóng dừng Trong hoạ âm dây đàn phát ra, có hai hoạ âm ứng với tần số 2640 Hz 4400 Hz Biết âm dây đàn có tần số nằm khoảng từ 300Hz đến 800Hz Trong vùng tần số âm nghe từ 16Hz đến 20kHz, có tối đa tần số hoạ âm (kể âm bản) dây đàn này: A 37 B 30 C 45 D 22 Câu 24: Nguồn âm (coi điểm) đặt đỉnh A tam giác vuông ABC (A = 90 0) Tại B đo mức cường độ âm L1 = 50,0 dB Khi di chuyển máy đo cạnh huyền BC từ B tới C người ta thấy: tiên, mức cường độ âm tăng dần tới giá trị cực đại L = 60 dB sau lại giảm dần Bỏ qua sự hấp thụ âm môi trường Mức cường độ âm C A 55,0 dB B 59,5 dB C 33,2 dB D 50,0 dB Câu 25: Ở mặt chất lỏng có nguồn kết hợp đặt A B dao động điều hòa, pha theo phương thẳng đứng Ax nửa đường thẳng nằm mặt chất lỏng vng góc với AB Trên Ax có điểm mà phần tử dao động với biên độ cực đại, M điểm xa A nhất, N điểm với M, P điểm với N Q điểm gần A Biết MN = 22,25 cm; NP = 8,75 cm Độ dài đoạn QA gần với giá trị sau ? A 1,2 cm B 4,2 cm C 3,1 cm D 2,1 cm Câu 26: Trong hiện tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn A, B cách 20cm dao động biên độ , pha, tần số 50 Hz Tốc độ truyền sóng mặt nước 1,5 m/s Xét đường thẳng xy vuông góc với AB, cách trung trực AB 7cm, điểm dao động cực đại xy gần A nhất, cách A A 5,67cm B 8,75cm C 14,46cm D 10,64cm HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ GIẢI CHI TIẾT 1.B 14.B 2.C 15.C 3.B 16.D 4.B 17.A 5.C 18.C 6.C 19.C 7.C 20.C 8.B 21.A 9.C 22.B 10.B 23.C 11.C 24.B 12.B 25.D 13.C 26.A Câu 1: Cách giải:Đáp án B Nhìn vào đồ thị ta thấy: Mỗi λ/12 ứng với T/12.M nhanh pha P góc u/2 ( M vuông pha với P).P nhanh pha Q góc u ( Q ngược pha với P) +Ở thời điểm t: ( Hình vẽ ) A A A uM  ; u P  ; uQ  2 +Ở thời điểm t +Δt, ba điểm M, P, Q thẳng hàng Giá trị nhỏ Δt t: điểm thẳng hàng A A A ; uP  ; uQ  2 Nhìn vào vòng tròn lượng giác ta thấy: uM  Góc quay M0OM = u/6 + u/2 + u/6 = 5u/6 => ứng với thời gian quay nhỏ 5T/12 Vị trí ba điểm M, P, Q sau thời gian 5T/12 thẳng hàng Với chu kì T =1 s nên thời gian nhỏ cần tìm là: Δt, ba điểm M, P, Q thẳng hàng Giá trị nhỏ Δt t = 5/12 s = 0,41667 s Vậy chọn đáp án B Câu 2:  Phương pháp: Áp dụng điều kiện có sóng dừng sợi dây có hai đầu cố định l k Cách giải: Đáp án C  v Dây đàn dao động có sóng dừng với hai đầu nút, chiều dài dây đàn thỏa mãn l k k 2f Tấn số họa âm f k v (k = 1,2,3,….) Âm ứng với k = 1, có tần số f 1 , có tần số 2l v 2l Vậy tần số họa âm tính theo cơng thức f = k.f1 (1) Độ chênh lệch hai tần số f 4400  2640 1760 f nf1  f1    n n n 1760  800  2,  n  5,8  n  3, 4,5  Theo đề 300 Hz  f1  800 Hz  300  n 1760 Hz + Với n 3  f1  f1  kiểm tra điều kiện (1) với tần số f = 2640Hz, ta k  f 4,5 ( loại) f1 1760 440 Hz + Với n 4  f1  kiểm tra điều kiện (1) với tần số f = 2640Hz, ta k  f 6 ( nhận) f1 1760 352 Hz + Với n 5  f1  kiểm tra điều kiện (1) với tần số f = 2640Hz, ta k  f 7,5 (loại) f1 Vậy âm dây đàn phát có tần số f1 = 440Hz Trong miền tần số âm nghe được, ta có 16 ≤ kf1 ≤ 20000 => 0,036 ≤ k ≤ 45,45 => ≤ k ≤ 45 Có 45 tần số nghe dây đàn Câu 3: Phương pháp: I P Mức cường độ âm: L 10.log 10 log I0 4 R I Cách giải: Ta có mức cường độ âm: L 10.log I P 10 log  Lmax  Rmin I0 4 R I (với R khoảng cách từ nguồn âm đến điểm khảo sát) Gọi H K chân đường vng góc hạ từ O xuống Ax Ay => Khi theo hướng Ax, mức cường độ âm lớn người đo người đứng H Khi theo hướng Ay, mức cường độ âm lớn người đo người đứng K Ta có:  P 50  LA 10 log  OA I   P 57   LH 10 log  OH I   P 62  LK 10 log 4 OK I   OA2 L  L  10.log 7  OA 2, 2387.OH A  H OH   L  L 10.log OA 12  OA 3,981.OK A  H OK OH OH    A1 26,530 OA 2, 2387.OH 2, 2387 OK OH sin A2     A2 14,550  xAy  A1  A2 410 OA 3,981.OH 3,981 sin A1  Đáp án C Câu 4: Cách giải: Đáp án B v  Ta có:   12cm  MN 37cm 3  f 12 Vì sóng tuần hồn theo khơng gian nên sau điểm M đoạn 3λ có điểm M’ có tính chất điểm M nên thời điểm t điểm M’ có li độ uM’= -2 mm VTCB A   xM '  12    xN  Vì N cách M’ đoạn 12 89 T T Ta có: t  s 22T   lùi khứ 80 4 Vì uM '  2mm   điểm N có li độ xN  A vN   A  80  mm / s  2 Câu 5: Phương pháp: Sử dụng đường tròn lượng giác Cách giải: A điểm nút, B điểm bụng gần A => AB = λ/4 = 18cm => λ = 72cm M điểm dây cách B khoảng 12cm => M cách nút gần khoảng 6cm => Biên độ dao động M: AM  2a sin 2 a  vM max  AM  a 72 Vận tốc cực đại phần tử B: vBmax = ω.2A Biểu diễn đường tròn lượng giác vận tốc:   2 T 2 T T  72       t    0,1s  T 0,3s  v   2, 4m / s 3 2 2 T 0,3 Câu Phương pháp: viết phương trình dao động M N; tính khoảng cách M, N từ x tọa độ M, N thời điểm t2 Cách giải: Thời điểm ban đầu t = phần tử N biên dương, nên pha ban đầu Ta có phương trình dao động N u N 4.cos  t   cm  Thời điểm ban đầu phần tử M vị trí x0 = +2 chuyển động theo chiều dương => pha ban đầu    Ta có phương trình dao động M uM 4.cos  t    cm  3  Sóng truyền từ M đến N, ta có:  x  v v.T 10   x   cm v 3.2 f Biên độ N M 4, nên tính từ thời điểm ban đầu đến t1 N từ biên dướng đến vị trí cân lần Tức hết ¾.T => T = 4/3.0,05s Xét phần tử N, từ thời điểm ban đầu đến vị trí t2 T T 17 Tổng thời gian là:  T   T 12 17 Vậy t2  T 12 Thay vào phương trình dao động N tìm tọa độ N thời điểm t2 u N  3cm 10 Khoảng cách M N thời điểm t2 là: d  x   uM  u N       3    23cm Vậy gần với đáp án C Câu 7: Phương pháp: u  A cos  t     Phương trình li độ vận tốc:    v  A cos  t        Cách giải: 2 MN 2 90  4,5  40 Phương trình li độ vận tốc M N: Độ lệch pha M N:   uM  A cos  t     v  A cos  t         M 2   u N  A cos  t    4,5    vN  A cos  t     4,5   A cos  t    5    A cos  t       Tại thời điểm t thì: uM  A cos  t    2cm v 125,  N   62,8 2 f  f 10 Hz  u v    A cos  t    125, cm   M  N Câu 8: Phương pháp: Phương trình giao thoa sóng giao thoa sóng hai nguồn pha:   d  d1     d  d1   cos  t       Cách giải: Bước sóng: λ = 2cm u 2a cos   MA  MB     MA  MB   cos  t       X điểm dao động với biên độ cực đại ngược pha với M Phương trình sóng M: uM 2a cos   XA  XB     XA  XB   cos  t       Vì X M thuộc elip => MA + MB = XA + XB Phương trình sóng X: u X 2a cos => uM uX khác về: cos   MA  MB    XA  XB  ; cos   Vì M thuộc trung trực AB  cos   MA  MB  1  X ngược pha với M 10   XA  XB    XA  XB  2k  1    AB  2k  1   AB   19  2k  1  19   5, 25 k 4, 25  k  5;  4; ;  cos => Có 10 điểm dao động với biên độ cực đại ngược pha với M đoạn AB => Trên elip có 20 điểm dao động với biên độ cực đại ngược pha với M Câu 9: Cách giải: Đáp án C Trong sóng dừng, điểm dây dao động biên độ có VTCB cách chúng khoảng   ; Trên dây có đúng bó sóng 2 OM OQ2   AM  242  2.5  M 'Q 13     OM OQ OM OQ 24 12 Câu 10: Cách giải: Đáp án B 2 2     rad / s  Ta có   T Gọi s quãng đường sóng truyền thời gian 1,75s   Từ hình vẽ ta có  s  3 6 7T 7  7   3   4,8cm Mặt khác ta có t 1, 75s   s    24 24 24  4,8 0,8  cm / s  Tốc độ truyền sóng v   T  4 Tốc độ dao động cực đại vmax  A    cm / s  3 4 Tỷ số tốc độ dao động cực đại tốc độ truyền sóng dây  5 0,8 Câu 11: Phương pháp: Độ lệch pha:   2 d  11 Cách giải + Áp dụng hệ thức lượng tam giác vng OMN có đường cao OH: 1 1 1       OH 28,1cm 2 2 OH OM ON OH 34 50 + Gọi d khoảng cách từ O đến K (K điểm MN) 2 d + Độ lệch pha K O là:    2 d 2k  d k  + Để K dao động pha với O thì:    + Số điểm dao động pha với o đoạn MN số giá trị k nguyên thoả mãn: 28,1 k  34  7, 025 k 8,5   k 828,1  k  50  7, 025  k 12,5  k 8;9;10;11;12 Có giá trị k thoả mãn => đoạn MN có điểm dao động pha với nguồn Câu 12: 2 d Phương pháp: Sử dụng kĩ đọc đồ cơng thức tính độ lệch pha    Cách giải: A + Xét điểm B hai thời điểm t t2 thấy: B qua vị trí x  ngược chiều nhau, suy ra: t2  t1  2T   T 0, s   96cm 15 A 2 d 2    d  32cm suy độ lệch pha hai điểm là:    3 Câu 13: Cách giải: Đáp án C Đặt O1O2 = b ( Cm) + Tại thời điểm t2 M B li độ x  12 Theo hình vẽ ta có: b b 3,5 3,5 ; tan 2  tan a   4,5 b  36 b  36 b Theo bất đẳng thức Coosssi: a = amax b= (cm) Suy ra: a 1    tan 1  O2 P  OP  b 7,5  cm  O2Q  OQ  b 10  cm  Tại Q phần tử nước dao động với biên độ cực đại nên O2Q  OQ k  10  2cm Tại P phần tử nước không dao động nên P thuộc cực tiểu bậc k' O2 P  OP  k ' 0,5   7,5  4,5 3cm với k' = k+1 (do P Q không còn cực đại nào) k  2cm,  k  0,5   3cm   2cm; k 1 Q cực đạu ứng với k = nên cực đại M gần P ứng với k = O2M - OM = 2λ = cm Mặt khác O2M2 - OM2= b2 = 36 O2M - OM = cm O2M + OM = 36/4 = cm ⇒ 2OM = cm hay OM = 2,5 cm Dó MP = 5,5 - 2,5 = cm ⇒ Chọn C Câu 14: Cách giải: Đáp án B Câu 15: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết sự truyền sóng Áp dụng hệ thức lượng tam giác vuông Cách giải: 13 Áp dụng hệ thức lượng tam giác vng OAB có đường cao OH ta có: 1  2  OH 9, 6cm OH OA OB Bước sóng: λ = v/f = 4cm Gọi d độ dài đoạn thẳng từ O đến điểm AB Tại thời điểm mà phần tử O vị trí cao điểm mà phần tử AB vị trí cân thoả  2k  1 cm  => Số điểm mà phần tử vị trí cân đoạn AB số giá trị k nguyên thoả mãn: 9,6 2k  12  k 5   9,6 2k  16  k 5;6;7 mãn: d  2k  1 => Có điểm Câu 16: Phương pháp: Tổng hợp sóng u = u1 + u2 + u3 Đáp án D Gọi I - tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC Ta có IA = IB = IC = d  2 d   Sóng từ A truyền đến I: u1 14 cos  t       2 d   2 d   3 2 d       12 cos  t   Sóng từ B truyền đến I: u2 12sin  t    12cos  t      2 10      4 2 d    Sóng từ C truyền đến I: u3 8cos  t     Sóng tổng hợp I:  2 d  3 2 d  4 2 d     u u1  u2  u3 14cos  t       12cos  t    8cos  t    10         2 d  3 2 d    6 cos  t      12 cos  t    10     Biên độ tổng hợp:   A2  A12  A22  A1 A2 cos  2  1  62  122  2.6.12.cos   62  122  A 6 5mm  2 => Chọn D Câu 17: Cách giải: Từ hình vẽ ta thấy chu kì dao động vật T = 0,56s Bước sóng λ = v/T = 0,27 m Khoảng cách cực đại hai phần tử bụng sóng liên tiếp  d max  0,1352  2.10  0, 0928m 9, 28cm Câu 18: 14 Cách giải: Ta có λ = 2cm Số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn S1S2 số giá trị nguyên k thỏa mãn  9,5 k  9,5   4, 75 k 4, 75 => k: 0; ±1; ±2;…;±4 => có điểm dao động với biên độ cực đại đường S1S2 Như đường tròn có 18 điểm dao động với biên độ cực đại Chọn C Câu 19: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết để có cực đại giao thoa giao thoa sóng hai nguồn pha Điều kiện để có cực đại giao thoa: d2 – d1 = kλ AB AB k  Công thức tính số cực đại giao thoa đoạn thẳng nối hai nguồn:    Cách giải: Ta có: a a tan O1O2 M  ; tan O1O2 N  ; ab 324cm 18 18 a b  b a tan MO2 N tan  O1O2 N  O1O2 M   18 18   a b 9 1 18 18 Để góc MO2N lớn bmax amin b   21, 6; 24 cm  Mà:   ab 324cm bmax 24cm O1 N  amin 13,5cm O1M Áp dụng định lí Pi – ta – go tam giác vng O 1O2M O1O2N ta tính được: O 2M=22,5cm; O2N = 30cm Điều kiện để có cực đại giao thoa giao thoa sóng hai nguồn pha: d2 – d1 = kλ Giả sử M thuộc cực đại bậc k Do M N có hai điểm cực tiểu => N thuộc cực đại bậc k – O2 M  O1M k     O2 N  O1 N  k    22,5  13,5 k    30  24  k    9 k    1,5cm  6  k    Số cực đại đoạn thẳng hai nguồn số giá trị k nguyên thoả mãn: 15  O1O2 OO 18 18 k    k    12  k  12  k  11;  10; ;11   1,5 1,5 Có 23 giá trị k nguyên => có 23 điểm dao động với biên độ cực đại đoạn thẳng nối hai nguồn Chọn C Câu 20: Phương pháp: Sử dụng vòng tròn lượng giác Cách giải: Từ hình vẽ ta xác định được: uM 20mm Tại t1:  u N 15, 4mm uM 20 mm Tại t2:  u N  A mm Ta có:   20 cos  A 15,3  20   2     0, 0462  A 21, 6mm  A A  A cos  15,3 2 cos      A  2  5 rad / s  vmax  A 21, 6.5 340mm / s 34cm / s => Đáp án C Câu 21: Phương pháp: Vận dụng công thức sóng âm - nguồn âm IA Hiệu mức cường độ âm: LA  LM 10 log IM Cường độ âm: I  P 4 R tan 1  tan  Sử dụng công thức tan  1     BĐT côsi  tan 1 tan  Cách giải: OA = d m; AB = m; AM = 4,5 m 16 4,5  tan 1  tan  1,5 tan tan  1      d d   tan 1 tan   4,5 d  27 d d d 27 2 27 2.3  d 3 3m Theo BĐT Cosi, ta có: d  d Do đó: OM   3 Ta có: LA  LM 10 log  4,52  21 m IA I I  40  50  10 10 log A  A 0,1 IM IM IM Mặt khác:  21  2P     I A  4 R IA RM2    A    0,  x 33  I M x  RA2 x  3  I  x  2 P  M 4 RM2   Chọn A Câu 22 Phương pháp: 1  Điều kiện có cực tiểu giao thoa sóng hai nguồn pha: d  d1  k    2  Cách giải: Gọi M điểm dao động với biên độ cực tiểu gần C (∆) Khoảng cách từ M đến C : x 17 d     x   Từ hình vẽ ta có:  d     x   M điểm dao động với biên độ cực tiểu gần C nên : d2 – d1 = λ/2 =   x      x 4    x  1  4  1   x   x  1    x 4 4   x 0,56cm => Khoảng cách ngắn từ C đến điểm dao động với biên độ cực tiểu (∆) 0,56cm Chọn B Câu 23: Phương pháp:  v v  f k k f Điều kiện có sóng dừng dây hai đầu cố định: l k k 2f 2l Cách giải: Trong hoạ âm dây đàn phát ra, có hai hoạ âm ứng với tần số 2640Hz 4400Hz => Âm phải ước chung 2640 4400 ƯC (2640 ; 4400) = {880 ; 440 ; 220 ; 110 ;…} (1) Theo ra, âm có tần số nằm khoảng 300Hz đến 800Hz (2) Từ (1) (2) => Âm dây đàn có tần số 440Hz => Các hoạ âm dây đàn có tần số : fha =440k (k > ; k nguyên) Vùng tần số âm nghe từ 16Hz đến 20kHz có : 16 Hz 440k 20000  0, 036 k 45, 45  k 1; 2;3; ; 45 => Có tối đa 45 tần số hoạ âm (kể âm bản) dây đàn Chọn C Câu 24: Phương pháp: Sử dụng cơng thức tính mức cường độ âm, công thức lượng tam giác vuông Cách giải: Mức cường độ âm tăng đến giá trị cực đại điểm H hình chiếu A lên BC(vì AH nhỏ nhất) r1 AB AB   10  AB  10 AH Ta có L2  L1 20 lg 20 lg r2 AH AH Mà theo công thức tính đường cao tam giác vng ta có 1 1 1 1 10  2        AC  AH 2 2 2 2 AH AB AC AC AH AB AH 10 AH 10 AH Mức cường độ âm C L3, ta có L2  L3 20 lg r2 AC 10 20 lg 20 lg  L3 59,5dB r2 AH Chọn B Câu 25: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết giao thoa sóng hai nguồn pha Cách giải: M, N, P ba điểm có biên độ cực đại thuộc vân cực đại có k =1, k = k = 18 Q điểm có biên độ cực đại gần A nên Q thuộc vân cực đại có k lớn Ta có: MB  MA   * ; NB  NA 2  ** ; PB  PA 3  *** QB  QA k  Đặt AB = d, ta có: MB  MA2 d   MB  MA   MB  MA  d  MB  MA  NB  NA2 d   NB  NA   NB  NA  d  NB  NA  PB  PA2 d   PB  PA   PB  PA  d  PB  PA  Từ (*) (1) suy ra: MA  d2  2 2 d2  3 3 d2    4 2 Từ (**) (2) suy ra: NA  Từ (**) (2) suy ra: PA  d2  1  d2    5 4 d 3   6 6 d2 Lại có MN = MA – NA = 22,25 cm, từ (4) (5)   44,5   2 NP = NA – PA = 8,75 cm, từ (5) (6) được: d2   17,5   6 Giải hệ (7) (8) d = 18 cm  4cm d d Do hai nguồn pha nên có   k    4,5  k  4,5   k 4   Vậy điểm Q thuộc đường vân cực đại có k = Ta lại có hệ QB  QA 4 d2   QA   2 2,125  cm   d 8 QB  QA  4  => Chọn đáp án D Câu 26: Phương pháp: Sử dụng lí thuyết giao thoa sóng hai nguồn pha Cách giải: - Bước sóng λ = v/f = 1,5/50 = 0,03 m = cm - Ta có hình vẽ 19 MA = 17cm, MB = 3cm => MA – MB = 14 cm Thấy 14/3 = 4,67 Điểm xy dao động với biên độ cực đại gần A điểm nằm đường cực đại ứng với k = Nghĩa NB – NA = 4.3 =12(1) Mặt khác ta có: NB2 – 172 = NA2 – 32 (2) Từ (1) (2) suy NA = 5,67 cm => Chọn đáp án A 20