2 1 đại cương sóng cơ học

GV: Chuyên đề SÓNG CƠ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ VẤN ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG SÓNG CƠ HỌC  I – KIẾN THỨC CƠ BẢN 1/ Định nghĩa  Sóng học dao động học lan truyền môi trường vật chất theo thời gian 2/ Đặc điểm  Sóng dao động điều hịa theo khơng gian thời gian  Sóng truyền lượng truyền pha dao động  Sóng khơng lan truyền vật chất (các phần tử vật chất dao động chỗ)  Sóng truyền liên kết phần tử đóng vai trị lực cưỡng (sóng khơng truyền chân khơng) 3/ Các đại lượng sóng Bước sóng Ngọn sóng Li độ sóng Biên độ sóng (a) Phương truyền sóng Lõm sóng a/ Biên độ sóng (a) độ lệch lớn phần tử sóng khỏi vị trí cân Sóng có biên độ lớn phần tử sóng dao động mạnh b/ Chu kỳ tần số sóng (T, f)  Chu kì tần số sóng chu kỳ tần số dao động nguồn sóng  Chu kỳ tần số sóng khơng thay đổi truyền qua môi trường c/ Tốc độ truyền sóng (v)  Tốc độ truyền sóng quãng đường sóng truyền đơn vị thời gian  Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào đặc tính mơi trường: vr¾n > vláng > vkhÝ  Trong mơi trường, sóng có tần số khác lan truyền với tốc độ d/ Bước sóng (λ) ) quãng đường sóng truyền chu kỳ (là khoảng cách ngắn điểm dao động pha phương truyền sóng) Page GV: ìï l : b­ íc­sãng­(m) ïï ï v ïï v : vËn­tèc­trun­sãng­(m/s) ­ í l = v.T = f ùù T : chuưkìưsóngư(s) ùù ùùợ f : tÇn­sè­sãng­(Hz) e/ Cường độ sóng (I) Là lượng sóng truyền qua đơn vị diện tích vng góc với phương truyền sóng đơn vị thời gian I= E P P nguồnưđiểm = ắắ ắ ắắ ® S.t S 4pR 4/ Phân loại sóng (dựa vào mối liên hệ phương dao động phương trình sóng) a/ Sóng ngang  Sóng ngang sóng có phần tử dao động theo phương vng góc với phương truyền sóng  Sóng ngang lan truyền chất rắn bề mặt chất lỏng Phương dao động Phương truyền sóng b/ Sóng dọc  Sóng ngang sóng có phần tử dao động theo phương trùng với phương truyền sóng  Sóng dọc truyền chất rắn, lỏng khí Phương dao động “Cần cù bù thơng minh ……” Phương truyền sóng Page GV: II – CÁC DẠNG TOÁN TIÊU BIỂU DẠNG 1: CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA SÓNG CƠ HỌC 1/ Xác định đại lượng đặc trưng dựa vào số đỉnh sóng  Khoảng cách N đỉnh sóng liên tiếp là: L = (N ®Ønh - 1).l  Thời gian để N đỉnh sóng qua điểm t = (N dinh - 1).T  Mối liên hệ đại lượng: ìï l : b­ íc­sãng­(m) ïï ï v ïï v : vËn­tèc­trun­sãng­(m/s) ­ í l = v.T = f ïï T : chuưkìưsóngư(s) ùù ùùợ f : tầnưsốưsóngư(Hz) 2/ Xỏc nh lêch pha d1 - d2  Độ lệch pha hai điểm cách nguồn khoảng d1, d2 : Dj = 2p  Hai điểm cách khoảng x phương truyền sóng: Dj = 2p l x l + Hai điểm dao động pha: Dj = 2kp Þ x = k.l (Nguyên lần bước sóng) + Hai điểm dao động ngược pha: Dj = (2k + 1)p Þ x = (2k + 1) (Lẻ lần nửa bước sóng) + Hai điểm dao động vng pha: Dj = (2k + 1) (Lẻ lần phần tư bước sóng) l p l Þ x = (2k + 1)  Trên phương truyền sóng, sóng phía trước nhanh pha sóng phía sau 3/ Xác định đại lượng chạy khoảng (đoạn)  Xác định đại lượng khảo sát dựa vào độ lệch pha hai điểm d  d2 2d  2  cïng­ph­   ¬ng    ­­ (1) ộDj = 2kpưư(chẵnưlầnưp) + Hai im cựng pha: ờd = kl ưưưưưưư(nguyênưlầnưbư ớcưsóngưl ) Page GV: ộD = (2k + 1) ưưưư(lẻưlầnư) ê ­ + Hai điểm ngược pha: ê êd = (2k + 1) l ưưưưư(lẻưlầnưnữaưbư ớcưsóngưl ) é ỉ π÷ êD φ = (2k + 1) ưưưư ỗ ữ lẻưlầnư ỗ ữ ỗ 2÷ è ø ­ + Hai điểm vng pha: ê ê ỉ ÷ êd = (2k + 1) l ưưưưư ỗ ỗlẻưlầnư ưbư ớcưsóngưl ữ ữ ữ ç 4 è ø ê ë  Thay đại lượng vào khoảng xác định đề cho  Xác định giá trị k phù hợp để thay vào (1) tìm yêu cầu BÀI TẬP VẬN DỤNG 1/ Xác định đại lượng đặc trưng dựa vào số đỉnh sóng Bài 1: Một người quan sát phao mặt biển thấy nhơ cao lên lần giây thấy khoảng cách hai sóng kề 0,2(m) Tính vận tốc truyền sóng mặt biển? Đ/S: 10(cm/s) Bài 2: Nguồn sóng mặt nước tạo dao động với tần số 10(Hz), gây sóng ổn định mặt chất lỏng Biết khoảng cách gợn sóng liên tiếp 30(cm) Tính vận tốc truyền sóng mặt nước? Đ/S: 50(cm/s) Bài 3: Trong thời gian 12(s) người quan sát thấy có sóng qua trước mặt Tốc độ truyền sóng 2(m/s) Tính bước sóng sóng này? Đ/S: 4,8(m) Bài 4: Một người quan sát sóng mặt hồ thấy khoảng cách hai sóng liên tiếp 2(m) có sóng qua trước mặt 8(s) Tính tốc độ truyền sóng mặt nước? Đ/S: 1,25(m/s) (Trích đề thi thử THPT Nguyễn Khuyến – Bình Dương – lần 5) 2/ Xác định độ lêch pha Bài 5: Một sóng âm có tần số 510(Hz) lan truyền khơng khí với tốc độ 340(m/s) Tính độ lệch pha sóng hai điểm M, N phương truyền sóng cách 50(cm)? Đ/S: 3/2 (rad) Bài 6: Một sóng có tần số 500(Hz) có tốc độ lan truyền 350(m/s) Hai điểm gần phương truyền sóng phải cách khoảng để chúng có độ lệch pha /3 (rad)? Đ/S: 11,6(cm) Bài 7: Một sóng học có tần số dao động 400(Hz), lan truyền khơng khí với tốc độ 200(m/s) Hai điểm M, N cách nguồn âm d1 = 45(cm) d2 Biết pha sóng điểm M sớm pha điểm N (rad) Tính giá trị d2 ? Đ/S: 70(cm) 3/ Xác định đại lượng chạy khoảng (đoạn) Bài 8: Tại điểm S mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hoà phương thẳng đứng với tần số 50(Hz) Khi mặt nước hình thành hai sóng trịn đồng tâm S Tại hai điểm M, N cách 9(cm) đường thẳng đứng qua S dao động pha với Biết rằng, tốc độ truyền sóng thay đổi khoảng từ 70(cm/s) đến 80(cm/s) Tính tốc độ truyền sóng mặt nước? Đ/S: 75(cm/s) Bài 9: Tại điểm S mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hồ theo phương thẳng đứng với tần số f Khi mặt nước hình thành hệ sóng trịn đồng tâm S Tại hai điểm M, N nằm cách 5(cm) đường thẳng qua S dao động ngược pha Biết tốc độ “Cần cù bù thông minh ……” Page GV: truyền sóng mặt nước 80(cm/s) tần số nguồn dao động thay đổi khoảng từ 48(Hz) đến 64(Hz) Tính tần số dao động nguồn? Đ/S: 56(Hz) Bài 10: Một dây đàn hồi dài có đầu A dao động với tần số f theo phương vng góc với dây, tốc độ truyền sóng dây 4(m/s) Xét điểm M dây cách A đoạn 28(cm), người ta thấy M dao động lệch pha với A góc Δφ = k + /2 với k = 0, Biết tần số f khoảng từ 22(Hz) đến 26(Hz) Tính bước sóng sóng này? Đ/S: 16(cm) BÀI TẬP VỀ NHÀ 1/ Xác định đại lượng đặc trưng dựa vào số đỉnh sóng Bài 11: (TQT – 23) Trên mặt chất lỏng có sóng cơ, người ta quan sát khoảng cách 15 đỉnh sóng liên tiếp 3,5(m) thời gian sóng truyền khoảng cách 7(s) Xác định bước sóng, chu kì tần số sóng Đ/S: λ = 0,25(m); T = 0,5(s); f = 2(Hz) Bài 12: (TQT – 23) Một người ngồi bờ biển trơng thấy có 10 sóng qua mặt 36(s), khoảng cách sóng 10(m) Tính tần số sóng biển vận tốc sóng biển Đ/S: f = 0,25(Hz); v = 2,5(m/s) Bài 13: Một người quan sát phao mặt biển, thấy nhơ cao 10 lần khoảng thời gian 27(s) Chu kì sóng biển A 2,45(s) B 2,8(s) C 2,7(s) D 3(s) Bài 14: Một người quan sát sóng mặt hồ thấy khoảng cách hai sóng liên tiếp 120(cm) có sóng qua trước mặt 6(s) Tốc độ truyền sóng mặt nước A 0,6(m/s) B 0,8(m/s) C 1,2(m/s) D 1,6(m/s) Bài 15: Tại điểm O mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số f = 2(Hz) Từ điểm O có gợn sóng trịn lan rộng xa xung quanh Khoảng cách hai gợn sóng 20(cm) Tốc độ truyền sóng mặt nước A 20(cm/s) B 40(cm/s) C 80(cm/s) D 120(cm/s) 2/ Xác định độ lêch pha Bài 16: Người ta đặt chìm nước nguồn âm có tần số 725(Hz) tốc độ truyền âm nước 1450(m/s) Khoảng cách hai điểm gần nước dao động ngược pha A 0,25(m) B 1(m) C 0,5(m) D 1(cm) Bài 17: Một sóng truyền mặt nước biển có bước sóng  = 2(m) Khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động pha A 2(m) B 1,5(m) C 1(m) D 0,5(m) 3/ Xác định đại lượng chạy khoảng (đoạn) Bài 18: Một mũi nhọn S chạm nhẹ vào mặt nước dao động điều hoà với tần số f = 40(Hz) Người ta thấy hai điểm A B mặt nước nằm phương truyền sóng cách khoảng d = 20(cm) dao động ngược pha Biết tốc độ truyền sóng nằm khoảng từ 3(m/s) đến 5(m/s) Tốc độ A 3,5(m/s) B 4,2(m/s) C 5(m/s) D 3,2(m/s) Bài 19: Một sóng hình sin truyền theo phương Ox từ nguồn O với tần số 20(Hz), có tốc độ truyền sóng nằm khoảng từ 0,7(m/s) đến 1(m/s) Gọi A B hai điểm nằm Ox, phía so với O cách 10(cm) Hai phần tử môi trường A B dao động ngược pha với Bước sóng sóng A 5(cm) B 4(cm) C 4,25(cm) D 4,5(cm) (Trích đề thi thử – Sở GD&ĐT Bắc Ninh) Bài 20: Một sợi dây có chiều dài m hai đầu cố định Kích thích cho sợi dây dao động với tần số f dây xuất sóng dừng Biết tần số thay đổi từ 300(Hz) đến 450(Hz) Tốc độ truyền dao động 320(m/s) Tần số sóng A 320(Hz) B 400(Hz) C 420(Hz) D 300(Hz) (Trích đề thi thử – Sở GD&ĐT Bắc Giang) Page GV: DẠNG 2: PHƯƠNG TRÌNH SĨNG VÀ ỨNG DỤNG ĐỘ LỆCH PHA 1/ Viết phương trình sóng a/ Sóng cách nguồn đoạn x(d) x + Tại điểm O: uO = A cos(wt + j ) O æ ç + Sóng vị trí M: uM = A cosỗ ỗwt + j - 2p ố x M xử ÷ ÷ ÷ ÷ l ø b/ Sóng hai điểm M, N phương truyền sóng  2 x         u uM  N x 2  x x  M N 2/ Xác định đại lượng đặc trưng dựa vào so sánh phương trình sóng chuẩn  So sánh phương trình đề cho phương trình sóng chuẩn:  2x  u Acos(at  bx) so sánh u Acos  2ft       2f a  Đồng nhóm:  2  b   Xác định đại lượng yêu cầu  f,  Lưu ý: u A đơn vị x λ đơn vị 3/ Ứng dụng độ lệch pha (vị trí thời gian) sóng 2d   Hai điểm cách khoảng d độ lệch pha vị trí: d   Một điểm hai thời điểm có độ lệch pha thời gian: t .t  Xác định li độ dựa vào đường trịn lượng giác (tính cho hai độ lêch pha) M Dj t Dj d uM O B u N “Cần cù bù thông minh ……” Page GV: BÀI TẬP VẬN DỤNG 1/ Viết phương trình sóng Bài 1: Trên sợi dây OA, đầu A cố định đầu O dao động điều hồ có phương trình u O = 5cos(5t) (cm) Tốc độ truyền sóng dây 24(cm/s) giả sử q trình truyền sóng biên độ sóng khơng đổi Viết phương trình sóng điểm M trường hợp sau: a/ M cách O đoạn 2,4(cm) b/ N phía trước M đoạn 1,2(cm) Đ/S: a/ uM = 5cos(5t – /2) (cm); b/ Bài 2: Một sóng học lan truyền phương truyền sóng với tốc độ 40(cm/s) Phương trình sóng điểm O phương truyền uO = 2cos2t(cm) Viết phương trình sóng trường hợp sau: a/ Điểm N nằm trước O đoạn 10(cm) b/ Điểm M nằm sau O đoạn 10(cm) Đ/S: a/ uN = 2cos(2t + /2) (cm); b/ uN = 2cos(2t − /2) (cm) 2/ Xác định đại lượng đặc trưng dựa vào so sánh phương trình sóng chuẩn Bài 3: Một sóng cơ, với phương trình u = 30cos(4.103t – 50x) (cm), truyền dọc theo trục Ox, toạ độ x đo mét (m), thời gian t đo giây (s) Tính tốc độ truyền sóng? Đ/S: 80(m/s) Bài 4: Một sóng ngang mơ tả phương trình u = Acos(0,02x – 2t) x, u đo cm t đo s Tính: a/ Bước sóng sóng b/ Khoảng cách ngắn hai điểm vuông pha? Đ/S: a/ 100(cm); b/ Bài 5: Một sóng học lan truyền môi trường vật chất điểm cách nguồn x(m) có p 2px phương trình sóng u = 4cos( t­ )(cm) Tính tốc mơi trường này? 3 Đ/S: 0,5(m/s) 3/ Ứng dụng độ lệch pha (vị trí thời gian) sóng Bài 6: (PT.TQT – 23) Một sóng học lan truyền phương truyền sóng với vận tốc v = 50(cm/s) Phương trình sóng điểm O phương truyền sóng là: u0 = acos(2πf.t) (cm) Ở thời điểm t = 1/6 chu kì điểm M cách O khoảng λ/3 có li độ dịch chuyển uM = 2(cm) Tìm biên độ sóng Đ/S: A = 4(cm) Bài 7: (PT.TQT – 23) Một dao động lan truyền môi trường liên tục từ điểm M đến điểm N cách M đoạn 7λ/3 (cm) Sóng truyền với biên độ A khơng đổi Biết phương trình sóng M có dạng uM = 3cos2πt (uM tính cm, t tính giây) Vào thời điểm t1 tốc độ dao động phần tử M 6π(cm/s) tốc độ dao động phần tử N bao nhiêu? Đ/S: vN = 3ℼ(cm/s).(cm/s) BÀI TẬP VỀ NHÀ 1/ Viết phương trình sóng Bài 8: Trên sợi dây OA, đầu A cố định đầu O dao động điều hồ có phương trình u O = 5cos(5πt) (cm).Tốc độ truyền sóng dây 24(cm/s) giả sử q trình truyền sóng biên độ sóng khơng đổi Phương trình sóng điểm M cách O đoạn 2,4(cm) A uM = 5cos(5pt + p 2)(cm) B uM = 5cos(5pt - p 2)(cm) Bài 9: C uM = 5cos(5pt - p 4)(cm) D uM = 5cos(5pt + p 4)(cm) Một sóng học lan truyền phương truyền sóng với tốc độ 40(cm/s) Phương trình sóng điểm O phương truyền uO = 2cos2πt(cm) Phương trình sóng điểm N nằm trước O cách O đoạn 10(cm) A uN = 2cos(2pt + p 2)(cm) B uN = 2cos(2pt - p 2)(cm) Page GV: C uN = 2cos(2pt + p 4)(cm) D uN = 2cos(2pt - p 4)(cm) Bài 10: Ở mặt nước đủ rộng, điểm O có nguồn dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uO = 4cos(20πt) (u tính cm, t tính s) Tốc độ truyền sóng mặt nước 40(m/s) Coi biên độ sóng khơng đổi q trình truyền Phương trình dao động phần tử nước M (ở mặt nước) cách O khoảng 1(m) là: A u M 4 cos  20t    (cm) B u M 4cos  20t    (cm) C u M 4 cos  20t    (cm) D u M 4cos  20t    (cm) (Trích đề thi thử THPT Hàn Thuyên – TP.HCM) 2/ Xác định đại lượng đặc trưng dựa vào so sánh phương trình sóng chuẩn Bài 11: (TQT – 23) Một sóng truyền sợi dây đàn hồi dài Phương trình sóng điểm dây: u = 4cos(20πt – πx/3)(mm) Với x: đo m, t: đo giây Tìm tốc độ truyền sóng sợi dây? Đ/S: v = 60(m/s) Bài 12: Một sóng học lan truyền mơi trường vật chất điểm cách nguồn x(m) có ỉ p 2px ÷ ÷ t ­ phương trình súng u = 4cosỗ ỗ ( cm) Tc mụi trng ú cú giỏ tr ữ ỗ ữ ø è3 A 0,5(m/s) B 1(m/s) C 1,5(m/s) D 2(m/s) Bài 13: (CĐ – 2010) Một sóng truyền mơi trường dọc theo trục Ox với phương trình u = 5cos(6πt – πx)(cm) (x tính mét, t tính giây) Tốc độ truyền sóng A 1/6(m/s) B 3(m/s) C 6(m/s) D 1/3(m/s) 3/ Ứng dụng độ lệch pha (vị trí thời gian) sóng Bài 14: Một nguồn sóng truyền dọc theo đường thẳng, nguồn dao động với phương trình u N = acos(‚t)(cm) Một điểm M phương truyền sóng cách nguồn khoảng x = λ/3, thời điểm t = T/2 có li độ uM = 2(cm) Coi biên độ sóng khơng đổi q trình truyền đi, biên độ sóng là: A 2(cm) B 2(cm) C 3(cm) D 4(cm) (Trích đề thi thử chuyên Hà Tĩnh lần 2) Bài 15: Một sóng lan truyền từ nguồn O, dọc theo trục Ox với biên độ sóng khơng đổi, chu kì sóng T bước sóng λ Biết thời điểm t = 0, phần tử O qua vị trí cân theo chiều dương thời điểm t = 5T/6 phần tử điểm M cách O đoạn d = λ/6 có li độ – 2(cm) Biên độ sóng A cm B 2 cm C cm D cm (Trích đề thi thử THPT Kim Sơn B) Bài 16: Sóng lan truyền từ nguồn O dọc theo đường thẳng với biên độ không đổi Ở thời điểm t = 0, O có phương trình: u0 = Acos(‚t)(cm) Một điểm cách nguồn khoảng 1/2 bước sóng có li độ 5(cm) thời điểm 1/2 chu kì Biên độ sóng A 5(cm) B 2,5(cm) C 2(cm) D 10(cm) “Cần cù bù thông minh ……” Page GV: DẠNG 3: ĐỒ THỊ SĨNG CƠ HỌC Sóng học dao động học truyền không gian theo thời gian Vì có hai dạng đồ thị: theo vị trí (u – x) theo thời gian (u – t) 1/ Đồ thị sóng theo vị trí (u – x) a/ Xác định chiều truyền sóng  Theo chiều truyền sóng: điểm phía sau nhận pha điểm phía trước  + Phía trước cao hơn: sóng lên + Phía trước thấp hơn: sóng xuống Hoặc dựa vào điểm sóng lên hay xuống để suy chiều truyền sóng b/ Xác định đại lượng đặc trưng sóng  Bước sóng (λ): khoảng cách hai đỉnh sóng hai đáy sóng (liên tiếp)  Sau xác định λ đồ thị (u – x), ta xác định được: + Vận tốc truyền sóng: v = l f = + Độ lêch pha vị trí: Dj x =- l T 2px l 2/ Đồ thị sóng theo thời gian (u – t) (tại điểm) a/ Xác định chiều truyền sóng Page GV:  Theo thời gian: điểm phía trước nhận pha điểm phía sau (ngược với vị trí)  + Phía sau cao hơn: sóng lên + Phía sau thấp hơn: sóng xuống Hoặc dựa vào điểm sóng lên hay hạ xuống để suy chiều trục thời gian b/ Xác định đại lượng đặc trưng sóng  Chu kì sóng (T): thời gian sóng (tại điểm) thực dao động = thời gian sóng truyền bước sóng  Sau xác định T đồ thị (u – t), ta xác định được: + Vận tốc truyền sóng bước sóng: v = l f = l T t + Độ lêch pha thời gian: Dj t = wD BÀI TẬP VẬN DỤNG 1/ Đồ thị sóng theo vị trí (u – x) Bài 1: Một sóng hình sin mơ tả (như hình vẽ) a/ Xác định bước sóng sóng b/ Nếu chu kì sóng 1(s) tần số tốc độ truyền sóng bao nhiêu? c/ Bước sóng tần số tăng lên 5(Hz) tốc độ truyền sóng khơng đổi? Vẽ đồ thị (u – x) trường hợp đánh dấu rõ bước sóng đồ thị Bài 2: Hình 6.4 đồ thị li độ – khoảng cách sóng truyền dọc sợi dây thời điểm xác định Cho biết biên độ sóng 0,4(cm) khoảng cách đỉnh sóng liên tiếp dây 25,0(cm) Tốc độ truyền sóng dây 80,0(cm/s) a/ Sau khoảng thời gian ngắn điểm M lại hạ xuống thấp lần nữa? b/ Tính thời gian ngắn kể từ lúc điểm M hạ xuống thấp đến điểm M có li độ 0,20(cm) Bài 3: Một sóng hình sin lan truyền từ trái sang phải dây dài (như hình vẽ) Cho biết tốc độ truyền sóng v = 1(m/s) a/ Tính tần số sóng b/ Hỏi điểm Q, P O chuyển động lên hay xuống? “Cần cù bù thông minh ……” Page 10 GV: Bài 4: Hình 6.3 đồ thị li độ – khoảng cách sóng truyền dọc theo phương Ox thời điểm xác định Cho biết khoảng cách đỉnh sóng liên tiếp 8,0(cm) thời gian sóng truyền hai đỉnh 0,02(s) Thiết lập phương trình truyền sóng sóng Bài 5: Một sóng hình sin truyền sợi dây theo chiều dương trục Ox Hình vẽ mơ tả hình dạng sợi dây thời điểm t1 (đường nét đứt) t2= t1 + 0,25(s) (đường liền nét) Tại thời điểm t2, vận tốc điểm N dây bao nhiêu? Bài 6: Một sóng hình sin truyền sợi dây theo chiều dương trục Ox Hình vẽ mơ tả hình dạng sợi dây thời điểm t1 (đường nét đứt) t2 = t1 + 0,2(s) (đường liền nét) Tại thời điểm t2, vận tốc điểm N dây bao nhiêu? Bài 7: Trên sợi dây dài, có sóng hình sin truyền qua theo chiều dương trục Ox Tại thời điểm t0 đoạn sợi dây có hình dạng hình bên Tính độ lệch pha hai phần tử M O? Bài 8: Có điểm M N phương truyền sóng mặt nước, cách 1/4λ Tại thời điểm t đó, mặt thống M cao vị trí cân 7,5(mm) lên; cịn mặt thống N thấp vị trí cân 10(mm) lên Coi biên độ sóng khơng đổi Xác định biên độ sóng a chiều truyền sóng? Bài 9: Một sóng ngang mặt nước có tần số 10(Hz), thời điểm phần mặt nước có dạng hình vẽ khoảng cách từ VTCB A đến VTCB D 60(cm) điểm C từ VTCB xuống Xác định chiều truyền sóng tốc độ truyền? Bài 10: Một sóng hình sin truyền sợi dây theo chiều dương trục Ox Hình vẽ mơ tả hình dạng sợi dây thời điểm t1 (đường nét đứt) t2 = t1 + 0,6(s) (đường nét liền) Tại thời điểm t2 vận tốc điểm N dây ? Bài 11: Một sóng ngang hình sin truyền sợi dây dài Hình vẽ bên hình dạng đoạn dây thời điểm xác định Trong q trình lan truyền sóng, khoảng cách lớn hai phần tử M N có giá trị bao nhiêu? Page 11 GV: 2/ Đồ thị sóng theo thời gian (u – t) (tại điểm) Bài 12: Hình 8.4 đồ thị (u – t) sóng âm hình dao động kí Biết cạnh vng theo phương ngang hình tương ứng với 1(ms) Tính tần số sóng Bài 13: Hình II.1 mơ tả đồ thị li độ – thời gian sóng a/ Tính chu kì, tần số biên độ sóng b/ Biết tốc độ sóng 5(m/s), tính bước sóng Bài 14: Một sợi dây đàn hồi dài căng ngang Tại thời điểm t = 0, đầu O sợi dây kích thích dao động điều hoà với biên độ a(mm) M điểm sợi dây cách O 10(cm) Đồ thị li độ xO xM theo thời gian cho hình bên Biết t0 = 0,25(s) Vận tốc truyền sóng sợi dây bao nhiêu? Bài 15: Sóng ngang có tần số f truyền sợi dây đàn hồi dài, với tốc độ 3(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 t hình vẽ Biết t1 = 0,05(s) Tại thời điểm t2, khoảng cách hai phần tử chất lỏng M N có giá trị bao nhiêu? BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Một sóng truyền từ trái sang phải dây đàn hồi hình 5.1 Xét hai phần tử M N dây Tại thời điểm xét A M N chuyển động hướng lên B M N chuyển động hướng xuống C M chuyển động hướng lên, N chuyển động hướng xuống D M chuyển động hướng xuống, N chuyển động hướng lên Câu 2: Một sóng truyền dây đàn hồi theo chiều từ trái sang phải hình 5.2 Chọn nhận xét chuyển động điểm M dây A M chuyển động xuống có tốc độ lớn B M chuyển động lên có tốc độ lớn C M đứng yên chuyển động lên D M đứng yên chuyển động xuống Câu 3: Hình bên biểu diễn sóng ngang truyền phía phải P Q hai phần tử thuộc mơi trường sóng truyền qua Hai phần tử P Q chuyển động thời điểm đó? A Cả hai chuyển động phía phải C P chuyển động lên cịn Q xuống “Cần cù bù thông minh ……” B P chuyển động xuống cịn Q lên D Cả hai dừng lại Page 12 GV: Câu 4: Một sóng truyền mặt nước với tần số f = 10(Hz), thời điểm phần tử mặt nước có dạng hình vẽ Trong khoảng cách từ VTCB A đến vị trí cân D 75(cm) điểm C xuống qua VTCB Chiều truyền vận tốc truyền sóng A Từ A đến E với vận tốc 10(m/s) B Từ A đến E với vận tốc 7,5(m/s) C Từ E đến A với vận tốc 7,5(m/s) D Từ E đến A với vận tốc 10(m/s) Câu 5: Hình 8.1 đồ thị li độ – qng đường truyền sóng sóng hình sin Biên độ bước sóng sóng A 5(cm); 50(cm) B 6(cm); 50(cm) C 5(cm); 30(cm) D 6(cm); 30(cm) Câu 6: Một sóng hình sin truyền sợi dây dài Ở thời điểm t, hình dạng đoạn dây hình vẽ Các vị trí cân phần tử dây nằm trục Ox Bước sóng sóng A 48(cm) B 18(cm) C 36(cm) D 24(cm) Câu 7: Một sóng truyền theo chiều dương trục Ox hình vẽ Bước sóng A 120(cm) B 60(cm) C 30(cm) D 90(cm) Câu 8: Một sóng ngang hình sin truyền sợi dây dài Chu kì sóng 3(s) Ở thời điểm t, hình dạng đoạn sợi dây hình vẽ Các vị trí cân phần tử dây nằm trục Ox Tốc độ lan truyền sóng A 2(m/s) B 6(m/s) C 3(m/s) D 4(m/s) Câu 9: Một sóng hình sin truyền sợ dây dài Ở thời điểm t, hình dạng đoạn dây hình vẽ Các vị trí cân phần tử dây nằm trục Ox Bước sóng sóng A 48(cm) B 18(cm) C 36(cm) D 24(cm) Page 13 GV: Câu 10: Một sóng hình sin truyền sợi dây theo chiều dương trục Ox Hình vẽ mơ tả hình dạng sợi dây thời điểm t1 t2 = t1 + 0,3(s) Chu kì sóng A 0,9(s) B 0,4(s) C 0,6(s) D 0,8(s) Câu 11: Một sóng lan truyền dọc theo trục Ox với phương ỉ2p 2px ÷ ttrình có dạng u = a cos ỗ ữ Trờn hỡnh v, ỗ ỗ ốT ø l ÷ đường hình dạng sóng thời điểm t đường hình dạng sóng thời điểm trước 1/12(s) Phương trình sóng là: ổ ổ 2px px ữ ữ ỗ 10pt u = 2cos p t A u = 2cos ç (cm) B ÷ ÷(cm) ç ç ÷ ç ç è ø è ø 3÷ ỉ px 10pt + ữ C u = 2cos ỗ ữ ỗ ữ(cm) D u = 2cos(10t + 2) (cm) ỗ ố 3ứ Câu 12: Một sóng truyền sợi dây theo phương ngang, tốc độ truyền sóng 20(cm/s) Tại thời điểm t = hình dạng sợi dây biểu diễn hình vẽ Phương trình sóng mơ tả hình dáng sợi dây thời điểm t = 2,125(s) là: A u = 5cos(0,628x + 0,785)(cm) B u = 5cos(0,628x + 1,57)(cm) C u = 5cos(0,628x – 0,785)(cm) D u = 5cos(0,628x – 1,57)(cm) Câu 13: Một sóng hình sin truyền sợi dây theo chiều dương trục Ox Hình vẽ mơ tả dạng sợi dây hai thời điểm t1 t2 = t1 + 0,1(s) Tại thời điểm t2, tính vận tốc M có tọa độ xM = 30(cm) điểm P có tọa độ xP = 60(cm)? Chọn đáp án đúng? A v p = 15p (cm/s) B v M =- 15p (cm/s) C v p =- 7,5p (cm/s) D v M = 15p (cm/s) Câu 14: Trên sợi dây dài, có sóng ngang hình sin truyền qua theo chiều dương trục Ox Tại thời điểm t0 đoạn sợi dây có hình dạng hình bên Hai phần tử M O dao động lệch pha p p A (rad) B (rad) 3p 2p C (rad) D (rad) “Cần cù bù thông minh ……” Page 14 GV: Câu 15: Trên sợi dây dài có sóng ngang hình sin truyền qua theochiều dương trục Ox Tại thời điểm t0, đoạn sợi dây có hình dạng hình bên Hai phần tử dây M Q dao động lệch pha p p A (rad) B (rad) C π(rad) D 2π(rad) Câu 16: Một sóng ngang hình sin truyền sợi dây dài Hình vẽ bên hình dạng đoạn dây thời điểm xác định Trong q trình lan truyền sóng, hai phần tử M N lệch pha góc 2p 5p A B p p C D Câu 17: Một sóng truyền theo phương AB Tại thời điểm đó, hình dạng sóng có dạng hình vẽ Biết điểm M lên vị trí cân Khi điểm N chuyển động A Đi xuống B Đứng yên C Chạy ngang D Đi lên Câu 18: Sóng truyền dây đàn hồi dài theo phương ngược với trục Ox Tại thời điểm hình dạng đoạn dây hình vẽ Các điểm O, M, N nằm dây Chọn đáp án đúng? A ON = 30(cm); N lên B ON = 28(cm); N lên C ON = 30(cm); N xuống D ON = 28(cm); N xuống Câu 19: Trên sợi dây dài có sóng ngang hình sin truyền theo chiều dương trục Ox Tại thời điểm t0, đoạn sợi dây có hình dạng hình bên Hai phần tử M Q dao động lệch pha A π(rad) B π/3(rad) C π/6(rad) D 2π(rad) Câu 20: Một sóng truyền sợi dây với tần số f = 10(Hz), thời điểm phần tử dây có dạng hình vẽ Trong khoảng cách từ vị trí cân A đến vị trí cân D 60(cm) điểm M xuống Chiều truyền vận tốc truyền sóng A Từ A đến D, v = 6(m/s) C Từ D đến A, v = 6(m/s) B Từ A đến D, v = 8(m/s) D Từ D đến A, v = 8(m/s) Page 15 GV: III – TRẮC NGHIỆM LÍ THUYẾT ĐẠI CƯƠNG SĨNG CƠ HỌC 1/ Khái niệm sóng học đại lượng đặc trưng Câu 1: Phát biểu sau đại lượng đặc trưng sóng học khơng đúng? A Tốc độ sóng tốc độ độ dao động phần từ dao động B Chu kỳ sóng chu kỳ dao động phần tử mơi trường C Bước sóng qng đường mà sóng truyền chu kỳ D Tần số sóng tần số dao động phần từ dao động môi trường Câu 2: Kết luận sau khơng q trình lan truyền sóng cơ: A Là q trình truyền lượng B Khơng có truyền pha dao động C Khơng mang theo phần tử môi trường lan truyền D Quãng đường mà sóng nửa chu kì nửa bước sóng Câu 3: Chọn câu trả lời sai Bước sóng định nghĩa: A Là quãng đường sóng truyền chu kì B Cả A, C C Là khoảng cách hai nút sóng gần tượng sóng dừng D Là khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động pha Câu 4: Phát biểu sau đại lượng đặc trưng sóng học khơng đúng? A Bước sóng qng đường mà sóng truyền chu kỳ B Tần số sóng tần số dao động phần từ dao động mơi trường C Chu kỳ sóng chu kỳ dao động phần tử mơi trường D Tốc độ sóng tốc độ dao động phần từ dao động 2/ Mơi trường truyền sóng hai loại sóng học Câu 5: Sóng dọc A truyền qua chân khơng B có phương dao động vng góc với phương truyền sóng C truyền chất rắn, lỏng, khí D truyền chất rắn Câu 6: Phát biểu sau nói sóng học? A Sóng ngang sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng B Sóng âm truyền chân khơng C Sóng dọc sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng D Sóng dọc sóng có phương dao động vng góc với phương truyền sóng Câu 7: Để phân loại sóng ngang sóng dọc người ta dựa vào A tốc độ truyền sóng bước sóng B phương truyền sóng tần số sóng C phương dao động phương truyền sóng D phương dao động tốc độ truyền sóng Câu 8: Phát biểu sau không ? A Bước sóng sóng nguồn phát phụ thuộc vào chất mơi trường, cịn chu kỳ khơng phụ thuộc B Trong sóng học có trạng thái dao động, tức pha dao động truyền đi, cịn thân phần tử mơi trường dao động chỗ C Cũng sóng điện từ, sóng lan truyền mơi trường vật chất lẫn chân không D Các điểm phương truyền sóng cách số nguyên lần bước sóng dao động pha Câu 9: Tốc độ truyền sóng học phụ thuộc vào yếu tố ? A Bản chất mơi trường truyền sóng B Biên độ sóng C Tần số sóng D Bước sóng Câu 10: Để phân loại sóng ngang hay sóng dọc người ta vào “Cần cù bù thông minh ……” Page 16 GV: A vận tốc truyền sóng phương truyền sóng B phương dao động phương truyền sóng C phương truyền sóng bước sóng D phương dao động vận tốc truyền sóng Câu 11: Phát biểu sau khơng với sóng học? A Sóng học lan truyền mơi trường chất rắn B Sóng học lan truyền môi trường chất lỏng C Sóng học lan truyền mơi trường chân khơng D Sóng học lan truyền mơi trường chất khí Câu 12: Sóng ngang sóng có phương dao động: A Nằm ngang C Vng góc với phương truyền sóng B Thẳng đứng D Trùng với phương truyền sóng Câu 13: Sóng ngang không truyền chất A rắn, lỏng khí B rắn khí C rắn lỏng D lỏng khí 3/ Cơng thức mối liên hệ đại lượng Câu 14: Một sóng truyền mơi trường có bước sóng vận tốc 1 v1 Khi truyền môi trường có bước sóng vận tốc 2 v2 Biểu thức sau đúng: A v1 = v2 B 1 = 2 C 1 / 2 = v1 / v2 D 2 / 1 = v1 / v2 4/ Độ lệch pha phương trình truyền sóng Câu 15: Khi sóng truyền mơi trường, hai điểm môi trường dao động ngược pha với hai điểm A cách số bán nguyên lần bước sóng B có pha số chẵn lần π C cách nửa bước sóng D có pha số lẻ lần π Câu 16: Một sóng truyền sợi dây đàn hồi dài điểm dây cách số lẻ lần nửa bước sóng dao động A vng pha với B pha với C lệch pha D ngược pha với Câu 17: Một sóng hình sin lan truyền mơi trường Các phần tử môi trường hai điểm nằm hướng truyền sóng cách số ngun lần bước sóng dao động: A lệch pha /4 B pha C ngược pha D lệch pha /2 Câu 18: Chọn câu sai: Khi khoảng cách hai điểm phương truyền sóng A bước sóng hai điểm dao động pha B số nguyên nửa bước sóng hai điểm dao động ngược pha C số ngun lần bước sóng hai điểm dao động pha D nửa bước sóng hai điểm dao động ngược pha Page 17