Bài tập cho HS luyện tập: SÓNG CƠ-SÓNG ÂM

13 BÀI TẬP LUYỆN TẬP DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 12 – NĂM HỌC 2010 – 2011 Họ và tên học sinh : …………………………………. lớp ……… Trường ………………………………  PHẦN II : SÓNG CƠ HỌC – ÂM HỌC A. MỘT SỐ THÍ DỤ ĐIỂN HÌNH : Ví dụ 1: Sóng tại nguồn t T au π 2 cos= , truyền đi trên một rợi dây dài với biên độ không đổi. Tại một điểm M cách nguồn 6 17 bước sóng ở thời điểm 2 3 chu kì có li độ là − 2 cm . 1. Xác định biên độ của sóng . 2. Xác định li độ sóng tại N cách nguồn sóng 2 7 bước sóng ở thời điểm 3 20 chu kì Hướng dẫn giải : 1/ Biên độ của sóng : “Nhớ điều này nha: dao động tại điểm M cách nguồn khoảng x M sẽ trể pha góc λ πϕ M x 2=∆ so với dđ tại nguồn . Đến đây thì quá dễ rồi phải không nào?” - Sóng ở M có dạng )2 2 cos( λ π π M M x t T au −= ; Với : 6 17 λ = M x ; 2 3T t = ; u = − 2cm . Thế vào biểu thức sóng M u cho kết quả biên độ sóng là : 4=a cm 2/ Li độ sóng tại N : “Tương tự như ở M nha mấy em – dễ dàng viết được biểu thức u N phải không nào làm tiếp nha …”OK! - )2 2 cos( λ π π N N x t T au −= ; Với : 4=a cm ; 2 7 λ = M x ; 3 20T t = . Thế vào biểu thức sóng N u cho kết quả : 3 19 cos4 2 7 2 3 20 . 2 cos4 π λ λ π π =       −= T T u N (cm) . Kết quả : 2= N u cm Ví dụ 2: Dây đàn hồi AB rất dài được căng ngang , đầu A dao động điều hòa với phương trình tAu A .5cos. π = (cm , s). Tốc độ truyền sóng trên dây là 0,1m/s. Xác định trên AB kể từ A hai vị trí liên tiếp dao động : a. Cùng pha với A . b. Ngược pha với A . c. Có pha vuông góc với A . Hướng dẫn : - Chu kì dao động của A : )(4,0 2 sT == ω π - Bước sóng : )(4. cmTv == λ . - Độ lệch pha giữa A và điểm M trên dây : λ π λ πϕ dAM 22 ==∆ a/ M dao động cùng pha với A. - λπϕ .2. kdk ==>=∆ với k = 1 , 2 , . . . . - Hai vị trí liên tiếp ứng với k = 1 và k = 2 => AM 1 = 4cm , AM 2 = 8cm . b/ M dao động ngược pha với A. - 2 ).1'2().1'2( λ πϕ +==>+=∆ kdk với k’ = 0 , 1 , 2 , . . . . - Hai vị trí liên tiếp ứng với k’ = 0 và k’ = 1 => )(2 ' 1 cmAM = , )(6 ' 2 cmAM = . c/ M dao động vuông pha với A. GV biên soạn và hướng dẫn : Nguyễn Kiếm Anh _ THPT _ An Mỹ _ BD 13 BÀI TẬP LUYỆN TẬP DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 12 – NĂM HỌC 2010 – 2011 - 4 ).1''2( 2 ).1''2( λπ ϕ +==>+=∆ kdk với k’’ = 0 , 1 , 2 , . . . . - Hai vị trí liên tiếp ứng với k’’ = 0 và k’’ = 1 => )(1 '' 1 cmAM = , )(3 '' 2 cmAM = . Ví dụ 3: Một sóng cơ lan truyền như sau : M → O → N , với tốc độ v = 20cm/s . Phương trình dao động của điểm O là : ),( 6 .2sin.4 scmtfu o       −= π π . Coi biên độ của sóng không đổi . a/ Cho biết hai điểm trên cùng phương truyền dao động lệch pha 2 π gần nhau nhất thì cách nhau 5cm. Tần số của sóng có giá trị bằng bao nhiêu ? b/ Viết phương trình sóng tại điểm M và điểm N ? Biết OM = ON = 50cm . Hướng dẫn : a/ - Áp dụng công thức độ lệch pha λ πϕ d 2=∆ . theo đề có 2 π ϕ =∆ , d = 5cm => )(20 cm= λ . - Áp dụng công thức )(1 Hz v f f v ==→= λ λ . b/ - Ta có : πππ λ πϕ 2.52 k OM M +===∆ với k = 2 =>       +=       +−= 6 5 .2sin.4 6 .2sin.4 π ππ π π ttu M  ))( 3 .2cos(.4 cmtu M π π += - Tương tự : πππ λ πϕ 2.52 k ON N +−=−=−=∆ => ))( 3 .2cos(.4 cmtu N π π += . Ví dụ 4: Lúc t = 0 đầu O của một rợi dây rất dài được kích thích cho dao động điều hòa với phương trình ) 2 10cos(5 π π += tu (cm) , t tính bằng s. Dao động được truyền đi trên dây với biên độ không đổi với vận tốc v = 80 cm/s . 1. Tính bước sóng . 2. Viết biểu thức dao động của điểm M cách O một khoảng 24 cm . Hướng dẫn giải : 1/ Bước sóng : “Ôi dễ quá ! Câu này không cần thầy chỉ phải không nào?” Từ biểu thức u cho thấy πω 10= (rad/s) → 5102 =→= ff ππ Hz . Kết quả : 16== f v λ cm . 2/ Biểu thức dao động sóng tại M : “ Lại như ví dụ 1 …. để thầy chỉ thì quê quá …” - Dao động tại M trể pha hơn dao động tại O một góc : π λ πϕ 32 ==∆ OM . - Biểu thức dao động sóng tại M là : )3 2 10cos(5 π π π −+= tu M (cm) . “Chú ý một chút về điều kiện thời gian nha mấy em !” : Vì sóng truyền từ O đến M mất thời gian 3,0==∆ v OM t s , nên phương trình đầy đủ là : ) 2 5 10cos(5 π π −= tu M (cm); với : 3,0 ≥ t s . OK nhé ! GV biên soạn và hướng dẫn : Nguyễn Kiếm Anh _ THPT _ An Mỹ _ BD 13 BÀI TẬP LUYỆN TẬP DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 12 – NĂM HỌC 2010 – 2011 Ví dụ 5: Một sóng cơ học được truyền từ O theo phương Oy với vận tốc v = 40 cm/s . Năng lượng sóng cơ bảo toàn khi truyền đi . Dao động tại tại O có phương trình tu 2 cos04,0 π = (m , s) . 1/ Viết phương trình dao động tại điểm M trên phương truyền sóng cách O một khoảng d . 2/ Xác định d để dao động tại M ngược pha với dao động tại điển O . 3/ Biết li độ dao động tại M ở thời điểm t là 3cm . Hãy xác định li độ của điểm đó sau 6s . Hướng dẫn giải : 1/ Phương trình dao động tại điểm M: “Cần phải biết những đại lượng nào mới viết được phương trình dao động tại M nhỉ ?” Đương nhiên phải biết biên độ a và bước sóng λ “Năng lượng sóng cơ bảo toàn khi truyền đi là sao nhỉ?” Là biên độ sóng không đổi trong quá trình truyền đi thôi → a = 4cm . 2 π ω = rad/s và v = 40 cm/s → 6,1== f v λ (m) Đến đây em nhận thấy biểu thức u M chưa nào ?       −= 6,1 2 2 cos04,0 d tu M π π (m , s) . Hoặc :       −= 6,14 2cos04,0 dt u M π (m,s) 2/ Xác định d : “Chú ý điều này nha : Những điểm dao động ngược pha với O đều có πϕ )12( +=∆ k . Đến đây thì dễ rồi phải không nào?” π λ π )12(2 += k d → d = (2k+1)0,8 (m) 3/ Xác định li độ : - “Câu này có vẽ hơi khó hơn một chút phải không nào?” Không hẳn thế đâu , thế này nha: Xét tại M : ở thời điểm t có       −= 6,14 2cos04,0 dt u M π = 0,03 (m) . ở thời điển t + 6s có :       − + = 6,14 6 2cos04,0 1 dt u M π , - “ em biến đổi một chút thôi ta sẽ được kết quả đẹp hơn.”       +−= ππ 3) 6,14 (2cos04,0 1 dt u M . - “Nhìn biểu thức u M và u 1M các em thấy chúng có pha như thế nào với nhau?” đương nhiên chúng ngược pha → u 1M = - u M = -0,03 (m) . OK nhé! Ví dụ 6: Hai nguồn sóng cơ S 1 và S 2 trên mặt chất lỏng cách nhau 20cm dao động theo phương trình tuu π 40cos4 21 == (cm,s) , lan truyền trong môi trường với tốc độ v = 1,2m/s . 1/ Xét các điểm trên đoạn thẳng nối S 1 với S 2 . a. Tính khoảng cách giữa hai điểm liên tiếp có biên độ cực đại . b. Trên S 1 S 2 có bao nhiêu điểm dao động với biên độ cực đại . 2/ Xét điểm M cách S 1 khoảng 12cm và cách S 2 khoảng 16 cm . Xác định số đường cực đại đi qua đoạn S 2 M . Hướng dẫn giải : 1a/ Khoảng cách giữa hai điểm liên tiếp có biên độ cực đại: - “Dễ dàng tìm được bước sóng phải không nào?” λ = v.T =v.2 π / ω = 6 (cm) - “Các em chú ý một chút là” : hai nguồn này là hai nguồn kết hợp (và cùng pha) nên trên mặt chất lỏng sẽ có hiện tượng giao thoa nên các điểm dao động cực đại trên đoạn l = S 1 S 2 = 20cm sẽ có :    =− =+ λ kdd ldd 12 12 → lkd 2 1 2 1 1 += λ . Khoảng cách giữa hai điểm liên tiếp cực đại thứ k và thứ (k+1) là : 2 1)1(1 λ =−=∆ + kk ddd = 3 (cm). GV biên soạn và hướng dẫn : Nguyễn Kiếm Anh _ THPT _ An Mỹ _ BD 13 BÀI TẬP LUYỆN TẬP DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 12 – NĂM HỌC 2010 – 2011 Ghi nhớ điều này nhé: Trên đoạn thẳng nối 2 nguồn , khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp bằng 2 λ 1b/ Số điểm dao động với biên độ cực đại trên S 1 S 2 : - “Các em làm thế này nha : Do các điểm dao động cực đại trên S 1 S 2 luôn có : ld << 1 0 → llk <+< 2 1 2 1 0 λ . Đến đây thì các em dễ dàng tìm được : 33,333,3 <<− k → có 7 điểm dao động cực đại . - Cách khác nhé : áp dụng ngay công thức tính số cực đại trên đoạn thẳng nối hai nguồn cùng pha là tìm ngay ra đáp số : 12 +       = λ l N với       λ l là phần nguyên của λ l → N = 7 2/ Số đường cực đại đi qua đoạn S 2 M . “ Câu này có vẽ khó hơn một chút phải không nào ? Coi vậy chứ không khó lắm đâu , ta làm thế này nha” : Giả thiết tại M là một vân cực đại , ta sẽ có : 667,0 6 1216 12 12 ≈ − = − =→=− λ λ dd kkdd . Như vậy ở M không phải là vân cực đại mà M nằm trong khoảng vân cực đại số 0 và vân cực đại số 1 → trên đoạn S 2 M chỉ có 4 cực đại . Thế nha OK ! Ví dụ 7: Hai nguồn sóng cơ S 1 và S 2 trên mặt chất lỏng cách nhau 20cm dao động theo phương trình tu π 40cos4 1 = (cm,s) và )40cos(4 2 ππ += tu , lan truyền trong môi trường với tốc độ v = 1,2m/s . 1/ Xét các điểm trên đoạn thẳng nối S 1 với S 2 . a. Tính khoảng cách giữa hai điểm liên tiếp có biên độ cực đại . b. Trên S 1 S 2 có bao nhiêu điểm dao động với biên độ cực đại . 2/ Xét điểm M cách S 1 khoảng 20cm và vuông góc với S 1 S 2 tại S 1 . Xác định số đường cực đại đi qua đoạn S 2 M . Hướng dẫn giải : “Ồ! Bài này sao giống bài số 4 vậy . Không phải vậy đâu nha, hai nguồn trong bài to án này là hai nguồn kết hơp nhưng ngược pha nhau đấy vì vậy không thể dùng công thức như bài 4 đâu nhé . Ghi nhớ điều này nhé : Trong trường hợp hai nguồn kết hợp ngược pha và cách nhau khoảng l thì : Vị trí dao động cực đại sẽ có :      +=− =+ λ ) 2 1 ( 12 12 kdd ldd (1) 1a/ Khoảng cách giữa hai điểm liên tiếp có biên độ cực đại: Câu này không có gì khác biệt so với ví dụ 4 : khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp bằng 2 λ → ∆d = 3 cm . 1b/ Số điểm dao động với biên độ cực đại trên S 1 S 2 : “Về phương pháp các em làm như ví dụ 4 : - Từ (1) →       +−= λ ) 2 1 ( 2 1 1 kld ; Do các điểm dao động cực đại trên S 1 S 2 luôn có : ld << 1 0 → lkl <       +−< λ ) 2 1 ( 2 1 0 , Đến đây thì các em dễ dàng tìm được : 83,283,3 <<− k → 6 cực đại - “Cách khác nha các em ”: Dùng ngay công thức       += 2 1 2 λ l N trong đó       + 2 1 λ l là phần nguyên GV biên soạn và hướng dẫn : Nguyễn Kiếm Anh _ THPT _ An Mỹ _ BD 13 BÀI TẬP LUYỆN TẬP DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 12 – NĂM HỌC 2010 – 2011 của       + 2 1 λ l . Ta có kết quả : 6 2 1 6 20 2 =       += N . 2/ Số đường cực đại đi qua đoạn S 2 M . “Các em làm tương tự như ví dụ 4 nhưng phải sử dụng công thức λ ) 2 1 ( 12 +=− kdd , với : d 1 = l =20cm, 2202 2 == ld cm. Giả thiết tại M là một vân cực đại , ta có λ ) 2 1 ( 12 +=− kdd → k = 0,88 . Như vậy tại M không phải là cực đại , mà M nằm trong khoảng từ cực đại ứng với k = 0 đến cực đại ứng với k = 1 → trên đoạn S 2 M có 4 cực đại . OK! Kết thúc nhé ! Ví dụ 8: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước , Hai nguồn kết hợp A và B cùng pha . Tại điểm M trên mặt nước cách A và B lần lượt là d 1 = 40 cm và d 2 = 36 cm dao động có biên độ cực đại . Cho biết vận tốc truyền sóng là v = 40 cm/s , giữa M và đường trung trực của AB có một cực đại khác . 1/ Tính tần số sóng . 2/ Tại điểm N trên mặt nước cách A và B lần lượt là d 1 = 35 cm và d 2 = 40 cm dao động có biên độ như thế nào ? Trên đoạn thẳng hạ vuông góc từ N đến đường trung trực của AB có bao nhiêu điểm dao động với biên độ cực đại ? Hướng dẫn giải : 1/ Tần số sóng : “ Đề bài đã cho vân tốc v , như vậy để xác định được tần số f ta cần phải biết đại lượng nào đây” ? Đương nhiên phải biết bước sóng λ mới xác định được f theo công thức λ v f = . - Tại M có cực đại nên : λ kdd =− 12 (1) - Giữa M và đường trung trực có một cực đại khác → 2=k ( Hay k = -2 ) (2) Đến đây thì các em thấy bài toán trở nên quá đơn giản rồi phải không nào ? Vậy từ (1) và (2) → = − = 2 3640 λ 2 cm ; Kết quả : f = 20 Hz. 2/  Biên độ dao động tại N: Tại N có 53540 12 =−=−dd → λ ) 2 1 ( 12 +=− kdd với k = 2 . Như vậy tại N có biên độ dao động cực tiểu (đường cực tiểu thứ 3) - từ N đến H có 3 cực đại , ứng với k = 0 , 1, 2 .( Quan sát hình vẽ sẽ thấy rõ số cực đại từ N đến H) OK chưa nào? Ví dụ 7: Thí nghiệm sóng dửng trên một rơi dây AB = 1m với A và b là hai điển nút . Vận tốc truyền sóng trên dây là 50 m/s . Tần số của sóng trong khoảng 60 Hz đến 80 Hz . Tính tần số sóng và số bụng sóng trên dây ? Hướng dẫn giải : Nhớ điều này nhé : Sóng dừng trên dây có hai đầu là nút sóng thì chiều dài dây là : 2 λ kl = với k = 1, 2, 3, …… - Dùng công thức trên : f v kkABl 22 === λ → k l kv f 25 2 == ; - Vì HzfHz 8060 << và k ∈ N nên → kết quả : Trên dây AB có k = 3 bụng sóng . GV biên soạn và hướng dẫn : Nguyễn Kiếm Anh _ THPT _ An Mỹ _ BD S 1 l S 2 d 1 d 2 M k: 2 1 0 N H A B 13 BÀI TẬP LUYỆN TẬP DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 12 – NĂM HỌC 2010 – 2011 Ví dụ 9: Treo đầu O của dây đàn hồi OP dài 32cm vào một thiết bị dao động điều hòa theo phương vuông góc với dây, tần số dao động 25Hz . Đầu P thả tự do. Vận tốc truyền sóng trên dây là 4m/s. a. Trên dây OP có sóng dừng không ? tại sao ? b. Nếu dây OP dài 28cm , thì trên dây có bao nhiêu nút sóng và bụng sóng ? Hướng dẫn : a/ - Ta tìm được bước sóng : )(16 cm f v == λ . - Do đầu P tự do nên điều kiện để có sóng dừng trên dây là : 4 . λ mOPl == với m là số lẽ . - Ta có : m OPOP ≠== 8 .4 4/ λλ => Trên dây OP không có sóng dừng . b/ Ta có : 37)12(7 .4 4/ =→=+=→== nnm OPOP λλ . Như vậy trên dây OP có 4 bụng và 4 nút kể cả A Ví dụ 10: Làm thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước tạo thành do hai nguồn sóng kết hợp S 1 và S 2 dao động với tần số f = 20Hz , tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v = 40cm/s ; S 1 S 2 = 5,5cm . a. Tìm số vân giao thoa biểu diễn các điểm dao động cực đại ? b. Tìm số vân giao thoa biểu diễn các điểm đứng yên ? Hướng dẫn : a/ Số vân giao thoa biểu diễn các điểm dao động cực đại : ( Bài này quá đơn gian phải không nào ?) - Ta tìm được bước sóng : )(2 cm f v == λ - Áp dụng công thức : 12 +       = λ l N ; l = S 1 S 2 = 5,5cm. → Số vân giao thoa biểu diễn các điểm dao động cực đại là : 5 = N (vân) b/ “Các em tự tìm được số vân giao thoa biểu diễn các điểm đứng yên nhé”. Đáp số : N’ = 6 (vân) B. BÀI TẬP HS LUYỆN TẬP : 1. Bài tập tự luận: Bài 1 : Một sóng hình sin, tần số 110 Hz truyền trong không khí với tốc độ 340 m/s. Tính khoảng cách nhỏ nhất giữa hai điểm a/ dao động cùng pha . b/ dao động ngược pha . c/ dao động vuông pha . d/ dao động lệch pha nhau 4 π . Bài 2 : Một sóng ngang truyền trên một dây rất dài có phương trình : u = 6cos(4πt + 0,02πx) . Trong đó x và u được tính bằng cm và t tính bằng giây(s) . Hãy xác định : a. Biên độ sóng . b. Bước sóng . c. Tần số sóng . d. tốc độ truyền sóng . e. độ dời u tại nơi có x = 16,6cm , lúc t = 4s . Bài 3 : Một người quan sát thấy khoảng cách giữa hai ngọn sóng biển liên tiếp là 1,5 m và trong thời gian 15 s có 7 ngọn sóng truyền qua vị trí quan sát . Xác định tốc độ truyền của sóng biển . Bài 4 : Một sóng có tần số 500 Hz và tốc độ truyền 350 m/s . Hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền cách nhau một khỏang bằng bao nhiêu để giữa chúng có độ lệch pha bằng 3 π ? Suy ra khoảng cách giữa hai điểm bất kì có độ lệch pha 3 π . Bài 5 : Một rợi dây cao su dài căng thẳng , đầu A của dây dao động theo phương trình : tu .40cos2 π = (cm) . Tốc độ truyền sóng trên dây là 2m/s . a/ Viết phương trình dao động tại điểm M cách A một khoảng AM = 15cm . GV biên soạn và hướng dẫn : Nguyễn Kiếm Anh _ THPT _ An Mỹ _ BD 13 BÀI TẬP LUYỆN TẬP DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 12 – NĂM HỌC 2010 – 2011 b/ Xét một điểm N cách A một khoảng d , tìm điều kiện để điểm N luôn dao động ngược pha với A . Vào thời điểm t dao động tại A có li độ là 1,6cm thì dao động tại N có li độ bằng bao nhiêu ? Hướng dẫn: Xem bài tập mẫu để viết phương trình dao động . Bài 6 : Nguồn sóng tại O dao động với tần số f = 20 Hz và biên độ 2 cm , sóng truyền đi với tốc độ 2 m/s trên phương Ox . Xét 3 điểm M, N , P liên tiếp theo phương truyền sóng có khoảng cách MN = 5 cm , NP = 12,5cm . Biết biên độ dao động không đổi và pha ban đầu của dao động tại N là 3 π . Hãy viết phương trình dao động tại M , N , P . Hướng dẫn: Xem lại bài tập mẫu để viết phương trình dao động . Bài 7 : Một rợi dây mảnh đàn hồi, rất dài, có đầu O dao động với tần số thay đổi được trong khoảng từ 40Hz đến 53Hz, theo phương vuông góc với dây. Sóng tạo thành lan truyền trên dây với vận tốc không đổi v = 5m/s và biên độ a . 1/Với f = 40Hz. a. Chu kì và bước sóng của sóng trên dây bằng bao nhiêu ? b. Giả sử sóng tại O có phương trình u o = a.cos ω t . Xác định phương trình sóng tại N. Biết ON = 50 cm . 2/ Điểm M cách O một khoảng d = 20 cm luôn luôn dao động cùng pha khi tần số f bằng bao nhiêu ? Đáp số : 1) a/ T = 0,025s ; λ = 12,5 cm . b/ Xem lại bài tập mẫu để viết phương trình dao động . 2) M và O dao động cùng pha → v dfd k π λ ππϕ 222 ===∆ → k k d kv f 25 2,0 5. === . Kết quả f = 50 Hz . Bài 8 : Một dây đàn hồi rất dài có đầu O dao động với tần số f thay đổi được trong khoảng từ 22 Hz đến 26 Hz theo phương vuông góc với rợi dây . Xét một điểm M trên dây và cách O một khoảng 28cm , người ta thấy M luôn luôn dao động lệch pha với O một góc 2 )12( π ϕ +=∆ k với Zk ∈ và tốc độ truyền sóng là 4 m/s. Tính bước sóng ? Hướng dẫn: làm tương tự như câu 2 bài 8 cho kết quả λ = 16cm . Bài 9 : Một rợi dây AB có chiều dài l và đầu B cố định , đầu A dao động với biên độ nhỏ . Phương trình sóng tại A là u A = Acos(2πft) cm . Coi sóng truyền từ A đến B với vận tốc v và biên độ không đổi . a. Xác định phương trình sóng tới ở B , từ đó suy ra biểu thức sóng phản xạ ở B . b. Xác định phương trình sóng tại điểm M là trung điểm của AB . Hướng dẫn: a/ Viết phương sóng tại B : u B có dạng :       −= λ ππ l ftAu B 22cos → sóng phản xạ BB uu −=' . b/ Sóng tại M là tổng hợp của sóng tơ và sóng phản xạ tại M . Bài 10 : Cho phương trình dao động của hai nguồn A và B trên mặt nước đều là tAu .cos ω = . Biên độ sóng do A và B truyền đi luôn bằng 1 mm . Tốc độ truyền sóng là 3 m/s . M cách A và B lần lượt là d 1 = 2m và d 2 = 2,5 m . Tần số dao động là 40 Hz . Tìm biên độ dao động tổng hợp tại M . Hướng dẫn: Do sóng tại 2 nguồn cùng pha nên biên độ dao động tổng hợp tại M sẽ là : A M = 2A.       − λ π 12 cos dd → A M Bài 11 : Hai âm thoa giốn nhau được coi như hai nguồn phát sóng âm kết hợp A và B cách nhau một khoảng AB = 1,5 m , cùng phát âm cơ bản có tần số f = 300 Hz . Hai nguồn A và B có cùng biên độ dao động , cùng pha ban đầuvà tốc độ truyền âm trong không khí là v = 360 m/s. Hãy xác định vị trí các điểm có biên độ dao động cực đại trên khoảng AB . Bài 12 : Trong một thí nghiệm giao thoa trên mặt nước , hai nguồn kết hợp A và B dao động với tần số f = 50 Hz và cùng pha . Tại một điểm M trên mặt nước cách A khỏang d 1 = 28cm cà cách B khỏang d 2 = 22 cm , sóng có biên độ cực đại Giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác . Tính tốc độ truyền sóng trên mặt nước . GV biên soạn và hướng dẫn : Nguyễn Kiếm Anh _ THPT _ An Mỹ _ BD 13 BÀI TẬP LUYỆN TẬP DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 12 – NĂM HỌC 2010 – 2011 Bài 13 : Trong một thí nghiệm giao thoa trên mặt nước , hai nguồn kết hợp A và B dao động với tần số f = 20 Hz và cùng pha . Tại một điểm M trên mặt nước cách A khỏang d 1 = 12 cm cà cách B khỏang d 2 = 17 cm , sóng có biên độ cực tiểu . Giữa M và đường trung trực của AB có 2 dãy cực đại khác . Tính tốc độ truyền sóng trên mặt nước . Bài 14 : Trong một thí nghiệm giao thoa trên mặt chất lỏng , hai nguồn kết hợp A và B dao động với tần số f = 30 Hz và cùng pha . Biết A và B cách nhau 8 cm và tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 36cm/s. Giữ A và B có bao nhiêu đường có biên độ cực đại ? Bài 15 : Trong một thí nghiệm giao thoa trên mặt chất lỏng , hai nguồn kết hợp A và B dao động với tần số f = 18 Hz và cùng pha . Biết A và B cách nhau 10 cm và tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 46,8 cm/s. Giữ A và B có bao nhiêu đường có biên độ cực tiểu ? Bài 16 : Người ta tạo ra trên mặt nước tại hai nguồn A và B dao động với phương trình tuu BA .10cos5 π == (cm) , t tính bằng giây . Biết tốc độ truyền sóng là 20cm/s , hãy viết phương trình dao động tại M trên mặt nước cách A , B lần lượt là 6cm và 7cm . Gợi ý & Đáp số : Do BA uu , cùng pha nên dao động tại M có biểu thức là : u M = 2A.cos       + −− λ π π λ π 21 12 . 2 cos).( dd t T dd ; Caùc em thay A = 5cm , π π ω 10 2 == T rad/s ; d 1 = 6cm , d 2 = 7 cm ; 4 2 . === ω π λ v f v cm sẽ xác định được biểu thức u M . Bài 17 : Một rợi dây đàn hồi một đầu được nối vào một nhánh của âm thoa , đầu kia giữa cố định . Khi âm thoa dao động với tần số 600Hz thì tạo ra sóng dừng trên dây có 4 điểm bụng, tốc độ truyền sóng trên dây là 400m/s . Coi đầu nhánh âm thoa là một điểm cố định , tính chiều dài của dây . Đáp số : 3 4 =l m. Bài 18 : Hai sóng dạng hình sin có cùng bước sóng và có cùng biên độ truyền ngược chiều nhau trên một rợi dây với tốc độ 10cm/s tạo ra một sóng dừng . Biết khoảng thời gian giữa hai thời điểm gần nhất mà dây duỗi thẳng là 0,5s. Xác định bước sóng ?( gợi ý : khoảng thời gian giữa hai thời điểm gần nhất mà dây duỗi thẳng bằng nữa chu kì ). Đáp số : λ = 10 cm . Bài 19 : Một rợi dây đàn hồi AB dài 1m được căng theo phương ngang , đầu A cố định , đầu B được rung với tần số f = 100 Hz nhờ một dụng cụ để tạo sóng dừng trên dây . Giữa A và B người ta quan sát thấy có 3 nút sóng . Tính tốc độ truyền sóng trên dây . Đáp số : v = 50 m/s Bài 20 : Một rợi dây đàn dài 60 cm, phát ra một âm có tần số f . Quan sát dây đàn thấy có thấy có 2 bụng sóng dừng . Biên độ dao động tại hai điểm M và N lần lượt cách A đoạn 30cm và 45cm như thế nào . Đáp số : Tại M là nút sóng (biên độ cực tiểu) . Tại N là bụng sóng (biên độ cực đại) Bài 21*: Một âm có cường độ 10 W/m 2 sẽ gây ra nhức tai . Giả sử một nguồn âm kích thước nhỏ (nguồn điểm) đặt cách tai khoảng d = 1m . a/ Để âm do nguồn phát ra làm nhức tai, thì công suất phát âm (P) của nguồn phải bằng bao nhiêu ? b/ Giả sử nguồn có công suất như câu a . Hỏi mức cường độ âm do nguồn gây ra tại điểm ở cách nguồn 1 km là bao nhiêu ? Cho cường độ âm chuần là : I 0 = 10 − 12 W/m 2 . Đáp số : a/ P = 40π (W) 125,6 (W) ; b/ L = 70 (dB) Bài 22*: Một cái loa (coi là nguồn điểm) có công suất P = 1W khi mở to hết công suất . a/ Tính mức cường độ âm do loa đó tạo ra tại một điểm cách loa 4m . b/ Để tại điểm ấy , mức cường độ âm chỉ là 70dB , phải điều chỉnh giảm nhỏ công suất của loa bao nhiêu lần ? Đáp số : I = 4,976.10 -3 (W/m 2 ) . giảm 497,6 lần . Bài 23*: Tại điểm A cách nguồn âm N (coi là nguồn điểm)một khoảng NA = 1m , mức cường độ âm là L A = 90dB , biết ngưỡng nghe của âm chuẩn là : I 0 = 10 − 12 W/m 2 . a/ Tính cường độ âm I A của âm đó tại A . GV biên soạn và hướng dẫn : Nguyễn Kiếm Anh _ THPT _ An Mỹ _ BD 13 BÀI TẬP LUYỆN TẬP DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 12 – NĂM HỌC 2010 – 2011 b/ Tính cường độ và mức cường độ của âm đó tại B nằm trên đường NA và cách N một đoạn NB = 10m. Coi môi trường không hấp thụ âm . c/ Giả sử nguồn âm và môi trường đều đẳng hướng . Tính công suất phát âm của nguồn N. Đáp số : a/ I A = 10 -3 W/m 2 . b/ I B = 10 -5 W/m 2 ; c/ P = I A .S A = 12,56 .10 -3 W . Bài 24*: Một người đứng cách một cái loa một khoảng 50cm , trước loa , nghe được âm ở mức cường độ 80dB Cho biết loa có dạng hình nón có nữa góc ở đỉnh là 30 0 , và cường độ âm chuẩn là I 0 = 10 - 12 W/m 2 . Bỏ qua sự hấp thụ âm của không khí . Công suất phát âm của loa bằng bao nhiêu ? Đáp số : Gợi ý về kiến thức để giải các bài 21,22,23,24 : Cường độ âm và công suất âm : S P I = (W/m 2 ) Trong đó : P là năng lượng dao động của nguồn truyền trong một giây hay còn gọi là công suất . S là diện tích năng lượng dao động truyền tới . - Nếu nguồn phát âm là nguồn điểm thì S là R diện tích mặt cầu : 2 .4 RS π = - Nếu nguồn phát âm là nguồn điểm phát âm (Nguồn âm) có đinh hướng theo hình quạt cầu thì S là diện h tích chỏm cầu : hRS 2 π = 2. Trắc nghiệm tổng hợp : 1/ Phát biểu nào sau đây không đúng ? A. Sóng cơ là những dao động cơ lan truyền theo thời gian trong môi trường vật chất . B. Sóng cơ truyền được trong các môi trường rắn, lỏng và khí . C. Sóng cơ là những chuyển động cơ truyển trong môi trường theo thời gian . D. Trong quá trình truyền sóng , pha dao động được truyền đi còn các phần tử vật chất chỉ dao động ở một vị trí cố định . 2/ Phát biểu nào sau đây là đúng đối với sóng cơ ? Sóng cơ là A. chuyển động tươmg đối của vật này so với vật khác . B. sự truyền chuyển động cơ trong môi trường . C. những dao động cơ lan truyền trong môi trường . D. sự co dãn tuần hòan giữa các phần tử của môi trường . 3/ Phát biểu nào sau đây là đúng đối với sóng cơ? Sóng ngang A. Truyền được trong chất rắn, chất lỏng và chất khí . B. Truyền được trong chất rắn, không truyền được trên bề mặt chất lỏng . C. Truyền được trong chất rắn và bề mặt chất lỏng. D. Không truyền được trong chất rắn chỉ truyền được trên bề mặt chất lỏng . 4/ Phát biểu nào sau đây là đúng ? Tốc độ truyền sóng cơ trong một môi trường : A. Phụ thuộc vào bản chất môi trường và năng lượng của sóng . B. Phụ thuộc vào bản chất môi trường và chu kì sóng . C. Phụ thuộc vào bản chất môi trường và cường độ sóng . D. Chỉ phụ thuộc vào độ đàn hồi , nhiệt độ , mật độ phân tử của môi trường truyền sóng . 5/ Chọn câu trả lời đúng . Tốc độ truyền sóng tăng dần khi truyền lần lượt qua các môi trường : A. Khí , rắn , lỏng . B. Khí , lỏng , rắn . C. Rắn , lỏng , khí . D. Lỏng , rắn , khí . 6/ Phát biểu nào sau đây là không đúng ? A. Phương trình sóng cơ là một hàm biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì là T . B. Phương trình sóng cơ là một hàm biến thiên tuần hoàn trong không gian với chu kì là λ . C. Sóng dọc là sóng có phương dao động của các phần tử vật chất trong môi trường trùng với phương nằm ngang . GV biên soạn và hướng dẫn : Nguyễn Kiếm Anh _ THPT _ An Mỹ _ BD 13 BÀI TẬP LUYỆN TẬP DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 12 – NĂM HỌC 2010 – 2011 D. Sóng ngang là sóng có phương dao động của các phần tử vật chất trong môi trường vuông góc với phương truyền sóng . 7/ Phát biểu nào sau đây là đúng ? Khi một sóng truyền từ không khí vào nước thì : A. Năng lượng và tần số không đổi . B. Bước sóng và tần số không đổi . C. Tốc độ và tần số không đổi . D. Tốc độ thay đổi , tần số không đổi . 8/ Phát biểu nào sau đây không đúng ? A. Những điểm cách nhau một số lẽ nữa bước sóng trên phương truyền thì dao động ngược pha . B. Chu kì dao động chung của các phần tử vật chất nơi sóng truyền qua là chu kì dao động của sóng . C. Khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng dao động cùng pha với nhau gọi là bước sóng . D Tốc độ truyền sóng chính là tốc độ truyền pha dao động , tốc độ sóng phụ thuộc vào môi trường truyền sóng và tần số sóng . 9/ Phát biểu nào sau đây không đúng ? A. Khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng gần nhau nhất và dao động cùng pha với nhau gọi là bước sóng . B. Những điểm cách nhau một số nguyên lần bước sóng trên phương truyền thì dao động cùng pha . C. Hai điểm cách nhau một khoảng bằng ¼ bước sóng thì dao động lệch pha nhau π/2 . D. Hai điểm cách nhau một số nguyên lần nửa bước sóng trên phương truyền sóng thì dao động cùng pha. 10/ Tìm phát biểu sai: A. Hai điểm cách nhau một số nguyên lần nửa bước sóng trên phương truyền sóng thì dao động ngược pha. B. Quá trình truyền sóng là một quá trình truyền năng lượng . C. Đối với sóng truyền từ một điểm trên mặt phẳng , khi sóng truyền ra càng xa thì biên độ sóng càng giảm . D. Bước sóng là quảng đường sóng truyền đi được trong một chu kì dao động . 11/ Sóng dọc truyền được trong các môi trường nào ? A. Rắn và lỏng . B. Khí và rắn . C. Rắn, lỏng và khí. D. Rắn và trên mặt môi trường lỏng . 12/ Trên một phương truyền sóng, hai điểm A và B cách nhau một khoảng d . Biểu thức nào sau đây cho biết A và B dao động cùng pha : A. d = kλ . B. d = k λ/2 . C. d = (2k + 1) λ/2 . D. d = (k + ¼)λ . 13/ Trên một phương truyền sóng, hai điểm A và B cách nhau một khoảng d . Biểu thức nào sau đây cho biết A và B dao động ngược pha : A. d = kλ . B. d = k λ/2 . C. d = (k + ¼)λ . D. d = (2k + 1) λ/2 . 14/ Trên một phương truyền sóng, hai điểm A và B cách nhau một khoảng d . Biểu thức nào sau đây cho biết A và B dao động vuông pha (lệch pha nhau 90 o ): A. d = kλ . B. d = k λ/2 . C. d = (k + ¼)λ . D. d = (2k + 1) λ/2 . 15/ Một sóng cơ học có tần số 120Hz truyền trong một môi trường với vận tốc 60m/s có bước sóng là : A. 0,25m B. 1m C. 0,5m . D. 2m 16/ Một sóng cơ học truyền trên mặt nước có bước sóng là 5m . khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động ngược pha nhau là : A. 1,25m B. 2,5m . C. 5m D. Tất cả A, B, C đều sai . 17/ Một sóng ngang truyền trên một dây đàn hồi rất dài với vận tốc v = 0,3m/s , chu kì dao động T = 10s . Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên dây dao động ngược pha nhau là : A. 2m . B. 1,5m . C. 1m . D. 0,5m . 18/ Một sóng cơ học có tần số 510Hz lan truyền trong không khí với vận tốc 340m/s. độ lệch pha của sóng tại hai điểm có hiệu đường đi từ nguồn tới bằng 50cm là : A. 2π/3(rad) . B. 3π/2(rad). C. π/2(rad) . D. π/3(rad) . 19/ Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng với vận tốc 1m/s. Phương trình sóng của một điển O trên phương truyền đó là : u o = 3cosπt (cm). Phương trình sóng tại một điểm M nằm sau O và cách O một khoảng 25cm là : A. u M = 3cos(πt - π/2) (cm) . B. u M = 3cos(πt + π/2) (cm) . C. u M = 3cos(πt + π/4) (cm) . D. u M = 3cos(πt - π/4) (cm). GV biên soạn và hướng dẫn : Nguyễn Kiếm Anh _ THPT _ An Mỹ _ BD [...]... thoa sóng vì : C Sóng dừng là sự chồng chất của các sóng trên cùng một phương truyền sóng A Sóng dừng là sự giao thoa của các sóng kết hợp trên cùng một phương truyền sóng B Sóng dừng chỉ xảy ra khi có sự gặp nhau của sóng tới và sóng phản xạ trên cùng một phương truyền sóng D Cả A, B, C đều đúng 41/ Tìm phát biểu sai : A Sóng âm là sóng dọc B Sóng âm mà tai ta không nghe được là các sóng siêu âm. .. Cường độ âm được xác định bởi : A Năng lượng mà sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương truyền âm trong một đơn vị thời gian B Năng lượng âm tại một điểm trong môi trường khi có sóng âm truyền qua C Bình phương biên độ âm tại một điểm trong môi trường khi có sóng âm truyền qua D Năng lượng mà sóng âm truyền đến tai ta trong một đơn vị thời gian, gây cho tai cảm giác âm 48/ Chọn... các sóng siêu âm C Dao động âm có tần số trong miền 16Hz - 20000Hz D Về bản chất vật lý, âm thanh, siêu âm và hạ âm là giống nhau, cũng không khác gì các sóng cơ học khác 42/ Âm sắc là đặc tính sinh lí của âm được hình thành dựa vào các đặc tính vật lí của âm là : A Tần số và bước sóng B Biên độ và bước sóng C Biên độ và tần số D Cường độ và tần số 43/ Sóng âm thanh là sóng cơ học có tần số trong... nút sóng liên tiếp bằng A một bước sóng B hai lần bước sóng C một phần tư bước sóng D nữa bước sóng 24/ Để có sóng dừng xảy ra trên một rợi dây đàn hồi với hai đầu dây đều là nút sóng thì : A chiều dài dây bằng một phần tư bước sóng B chiều dài dây bằng một số nguyên lần nữa bước sóng C chiều dài dây bằng một số lẽ lần một phần tư bước sóng D bước sóng luôn luôn bằng chiều dài dây 25/ Để có sóng. .. Hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách nhau 10cm, có chu kì dao động là 0,2s Vận tốc truyền sóng trong môi trường là 25cm/s Số cực đại giao thoa trong khoảng S1S2 là : A 5 B 3 C 7 D 1 54/ Độ to của âm phụ thuộc vào : A Năng lượng âm và biên độ âm B Cường độ âm và tần số âm C Cường độ âm và biên độ âm D Năng lượng âm và vận tốc truyền âm 55/ Phát biểu nào sau đây là sai ? A Mức cường độ âm L là lôga... bằng một phần tư bước sóng B chiều dài dây bằng một số nguyên lần nữa bước sóng C chiều dài dây bằng một số lẽ lần một phần tư bước sóng D chiều dài dây luôn luôn bằng bước sóng 26/ Một rợi dây AB dài 20cm, có đầu B gắn chặt và đầu A gắn vào một nhánh âm thoa có tần số f = 10Hz, cho âm thoa dao động ta quan sát thấy trên dây AB có 4 bụng sóng dừng Bước sóng và vận tốc truyền sóng trên dây là : A... Vận tốc truyền của sóng là : A 26m/s B 26cm/s C 27,6m/s D 27,6cm/s 39/ Khi một sóng mặt nước gặp một khe chắn hẹp có kích thức nhỏ hơn bước sóng thì A sóng vẫn tiếp tục truyền thẳng qua khe B sóng gặp khe bị phản xạ trở lại C sóng truyền qua khe giống như khe là một tâm phát sóng mới D sóng truyền qua khe và gây ra hiện tượng giao thoa 40/ Chọn câu trả lời đúng Người ta nói sóng dừng là một trường...BÀI TẬP LUYỆN TẬP DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 12 – NĂM HỌC 2010 – 2011 20/ Một sóng cơ học lan truyền trong môi trường vật chất, tại một điểm cách nguồn x(m) có phương trình sóng là u = 4cos(πt/3 - 2πx/3) (cm) Vận tốc tryền sóng trong môi trường đó có giá trị : A 2m/s B 1,5m/s C 1m/s D 0,5m/s 21/ Sóng cơ học truyền trong một môi trường dọc theo trục... to của âm đối với tai ta trùng với cường độ âm, cường độ âm lớn thì ta nghe âm to và ngược lại C Miền nằm giữa ngưỡng đau và ngưỡng nghe gọi là miền nghe được D Khi L = 1dB, thì I lớn gầp 1,26 lần Io Đó là mức cường độ âm nhỏ nhất mà tai ta có thể phân biệt được, với Io là ngưỡng nghe của âm có tần số f = 1000Hz 56/ Phát biểu nào sau đây là sai ? A Nguồn nhạc âm là những nguồn phát ra nhạc âm , như... nhạc âm chính, có nguyên tắc phát âm khác nhau Một lọai là các dây đàn, lọai khác là các cột khí của sáo và kèn C Hộp cộng hưởng trong mỗi lọai đàn có khả năng cộng hưởng đối với nhiều tần số khác nhau, và tăng cường những âm có các tần số đó D Đàn ghi ta và đàn bầu có âm sắc khác nhau vì chúng có số dây đàn khác nhau GV biên soạn và hướng dẫn : Nguyễn Kiếm Anh _ THPT _ An Mỹ _ BD 13 BÀI TẬP LUYỆN TẬP . của sóng tới và sóng phản xạ trên cùng một phương truyền sóng . D. Cả A, B, C đều đúng . 41/ Tìm phát biểu sai : A. Sóng âm là sóng dọc . B. Sóng âm mà tai ta không nghe được là các sóng siêu âm. C giao thoa biểu diễn các điểm đứng yên nhé”. Đáp số : N’ = 6 (vân) B. BÀI TẬP HS LUYỆN TẬP : 1. Bài tập tự luận: Bài 1 : Một sóng hình sin, tần số 110 Hz truyền trong không khí với tốc độ 340. D. 1 . 54/ Độ to của âm phụ thuộc vào : A. Năng lượng âm và biên độ âm . B. Cường độ âm và tần số âm . C. Cường độ âm và biên độ âm . D. Năng lượng âm và vận tốc truyền âm . 55/ Phát biểu nào