BÀI TẬP VỀ SÓNG ÂM Câu 1. Hai điểm M và N nằm ở cùng 1 phía của nguồn âm , trên cùng 1 phương truyền âm có L M = 30 dB , L N = 10 d B . Nếu nguồn âm đó dặt tại M thì mức cường độ âm tại N khi đó là A 12 B 7 C 9 D 11 Giải: Gọi P là công suất của nguồn âm L M =10lg 0 I I M L N =10lg 0 I I N L M – L N = 10 lg N M I I = 20 dB > N M I I = 10 2 = 100 I M = 2 4 M R P π ; I N = 2 4 N R P π ; > N M I I = 2 2 M N R R = 100 > M N R R =10 > R M = 0,1R N R NM = R N – R M = 0,9R N Khi nguồn âm đặt tại M L’ N =10lg 0 ' I I N với I’ N = 2 4 NM R P π = 2 .81,0.4 N R P π = 81,0 N I L’ N =10lg 0 ' I I N = 10lg( 81,0 1 0 I I N ) = 10lg 81,0 1 + L N = 0,915 +10 = 10,915 ≈ 11 dB. Đáp án D Câu 2. Tại một điểm nghe được đồng thời hai âm: am truyền tới có mức cường độ âm là 65dB, âm phản xạ có mức cường độ âm là 60dB. Mức cường độ âm toàn phần tại điểm đó là? A. 5dB B. 125dB C. 66,19dB D. 62,5dB Giải: Gọi I 1 và I 2 là cường độ âm tới và âm phản xạ tại điểm đó. Khi đó cường độ âm toàn phần là I = I 1 + I 2 lg 0 1 I I = 6,5 > I 1 = 10 6,5 I 0 lg 0 2 I I = 6, > I 2 = 10 6 I 0 > L = 10lg 0 21 I II + = 10lg(10 6,5 + 10 6 ) = 66,19 dB. Chọn đáp án C Câu 3. Cho 3 điểm A, B, C thẳng hàng, theo thứ tự xa dần nguồn âm. Mức cường độ âm tại A, B, C lần lượt là 40dB; 35,9dB và 30dB. Khoảng cách giữa AB là 30m và khoảng cách giữa BC là A. 78m B. 108m C. 40m D. 65m Giải: Giả sử nguồn âm tại O có công suât P I = 2 4 R P π L A - L B = 10lg B A I I = 4,1 dB > 2lg A B R R = 0,41 > R B = 10 0,205 R A L A – L C = 10lg C A I I = 10 dB > 2lg A C R R = 1 > R C = 10 0,5 R A R B – R A = ( 10 0,205 – 1) R A = BC = 30m > R A = 49,73 m R C – R B = (10 0,5 – 10 0,205 ) R A > BC = (10 0,5 – 10 0,205 ) 49,73 = 77,53 m ≈ 78 m Chọn đáp án A N • M • O • C • B • A • O • Câu 4: Trong một bản hợp ca, coi mọi ca sĩ đều hát với cùng cường độ âm và coi cùng tần số. Khi một ca sĩ hát thì mức cường độ âm là 68 dB Khi cả ban hợp ca cùng hát thì đo được mức cường độ âm là 80 dB Số ca sĩ có trong ban hợp ca là A. 16 người. B. 12 người. C. 10 người. D. 18 người Giải: gọi số ca sĩ là N =, cường độ âm của mỗi ca sĩ là I L N – L 1 = 10lg I NI = 12 dB > lgN = 1,2 > N = 15,85 = 16 người Chọn đáp án A Câu 5 .Tại O có 1 nguồn phát âm thanh đẳng hướng với công suất ko đổi.1 người đi bộ từ A đến C theo 1 đường thẳng và lắng nghe âm thanh từ nguồn O thì nghe thấy cường độ âm tăng từ I đến 4I rồi lại giảm xuống I .Khoảng cách AO bằng: A.AC (căn2)/2 B.AC (căn 3)/3 C.AC/3 D.AC/2 Giải: Do nguồn phát âm thanh đẳng hướng Cường độ âm tại điểm cách nguồn âm R I = 2 4 R P π . Giả sử người đi bộ từ A qua M tới C > I A = I C = I > OA = OC I M = 4I > OA = 2. OM. Trên đường thẳng qua AC I M đạt giá trị lớn nhất, nên M gần O nhất > OM vuông góc với AC và là trung điểm của AC AO 2 = OM 2 + AM 2 = 44 22 ACAO + > 3AO 2 = AC 2 > AO = 3 3AC , Chọn đáp án B Câu 6 Trên sợi dây đàn dài 65cm sóng ngang truyền với tốc độ 572m/s. Dây đàn phát ra bao nhiêu hoạ âm (kể cả âm cơ bản) trong vùng âm nghe được ? A. 45. B. 22. C. 30. D. 37. Giải: l = n 2 λ = n f v 2 > f = n l v 2 = 440n ≤ 20000Hz > 1 ≤ n ≤ 45. Chọn đáp án A Câu 7. Một người đứng giữa hai loa A và B. Khi loa A bật thì người đó nghe được âm có mức cường độ 76dB. Khi loa B bật thì nghe được âm có mức cường độ 80 dB. Nếu bật cả hai loa thì nghe được âm có mức cường độ bao nhiêu? Giải: L 1 = lg 0 1 I I > I 1 = 10 L1 I 0 = 10 7,6 I 0 L 1 = lg 0 2 I I > I 2 = 10 L2 I 0 = 10 8 I 0 L = lg 0 21 I II + = lg(10 7,6 + 10 8 ) = lg139810717,1 = 8,1455 B = 81,46dB Câu 8. Hai nguồn âm O 1 ,O 2 coi là hai nguồn điểm cách nhau 4m, phát sóng kết hợp cùng tần số 425 Hz, cùng biên độ 1 cm và cùng pha ban đầu bằng không (tốc độ truyền âm là 340 m/s). Số điểm dao động với biên độ 1cm ở trong khoảng giữa O 1 O 2 là: A. 18. B. 8. C. 9. D. 20 Giải: Bước sóng: λ = v/f = 340/425 = 0,8m. Xét điểm M trên O 1 O 2 dao động với biên độ cực đại M O C A O 1 M = d 1 ; Trên O 1 O 2 có sóng dừng với O 1 và O 2 là 2 nút. M là bụng sóng khi d 1 =(2n+1) 4 λ =(2n+1).0,2 0 < d 1 = 0,2(2n+1) < 4 0 ≤ n ≤ 9 : có 10 điểm dao động với biên độ cực đai 2cm Số điểm dao động với biên độ 1cm ở trong khoảng giữa O 1 O 2 là:10 x 2 = 20. Chọn đáp án D Câu 9: Hai điểm A, B nằm trên cùng một đường thẳng đi qua một nguồn âm và ở hai phía so với nguồn âm. Biết mức cường độ âm tại A và tại trung điểm của AB lần lượt là 50 dB và 44 dB. Mức cường độ âm tại B là A. 28 dB B. 36 dB C. 38 dB D. 47 dB Giải: Cường độ âm tại điểm cách nguồn âm khoảng R I = 2 4 R P π Với P là công suất của nguồn M A I I = 2 2 A M R R ; L A – L M = 10lg M A I I = 10lg 2 2 A M R R = 6 > 2 2 A M R R =10 0,6 > A M R R = 10 0,3 M là trung điểm của AB, nằm hai phía của gốc O nên: R M = OM = 2 AB RR − R B = R A + 2R M = (1+2.10 0,3 )R A > 2 2 A B R R = (1+2.10 0,3 ) 2 B A I I = 2 2 A B R R ; L A - L B = 10lg B A I I = 10lg 2 2 A B R R = 20 lg(1+2.10 0,3 ) = 20. 0,698 = 13,963 dB L B = L A – 13,963 = 36,037 dB ≈ 36 dB. Chọn đáp án B Câu 10. Một nguồn âm được coi là nguồn điểm phát sóng cầu và môi trường không hấp thụ âm.Tại một vị trí sóng âm biên độ 0,12mm có cường độ âm tại điểm đó bằng 2 1,80Wm − . Hỏi tại vị trí sóng có biên độ bằng 0,36mm thì sẽ có cường độ âm tại điểm đó bằng bao nhiêu ? A. 2 0,60Wm − B. 2 2,70Wm − C. 2 5,40Wm − D. 2 16,2Wm − Giải: Năng lượng của sóng âm tỉ lệ với bình phương của biên độ sóng âm W 1 ∼ a 1 2 Với a 1 = 0,12mm; W 2 ∼ a 2 2 Với a 2 = 0,36mm; 9 2 1 2 2 1 2 == a a W W Năng lượng của sóng âm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách đến nguồn phát 2 2 2 1 1 2 R R W W = P = I 1 S 1 với S 1 = 4πR 1 2 ; R 1 là khoảng cách từ vị trí 1 đến nguồn âm P = I 2 S 2 Với S 2 = 4πR 2 2 ; R 1 là khoảng cách từ vị trí 1 đến nguồn âm O 2 O 1 • B • O • M • A 12 2 1 2 2 2 2 2 1 1 2 99 II a a R R I I =⇒=== = 16,2W/m 2 Chọn đáp án D Câu 11: Một máy bay bay ở độ cao 100 m, gây ra ở mặt đất ngay phía dưới tiếng ồn có mức cường độ âm L = 130 dB. Giả thiết máy bay là nguồn điểm. Nếu muốn giảm tiếng ồn xuống mức chịu đựng được là L’ = 100 dB thì máy bay phải bay ở độ cao A. 1300 m. B. 4312 m. C. 316 m. D. 3162 m. Giải: Gọi P là công suát nguồn âm do máy bay phát ra Ta có L – L’ = lg 'I I = 3 B Với I = 2 4 h P π ; I’ = 2 '4 h P π ; > 'I I = 2 2 ' h h 'I I = 10 3 > 2 2 ' h h = 10 3 > h’ = h 3 10 = 3162m. Đáp án D Câu 12: Đặt một âm thoa phía trên miệng của một ống hình trụ. Khi rót nước vào ống một cách từ từ, người ta nhận thấy âm thanh phát ra nghe to nhất khi khoảng cách từ mặt chất lỏng trong ống đến miệng trên của ống nhận hai giá trị liên tiếp là h 1 =75cm và h 2 = 25cm .Tần số dao động của âm thoa là f = 340Hz. Tốc độ truyền âm trong không khí là A. 310m/s B. 338m/s. C. 340m/s. D. 342m/s. Giải: Âm thanh phát ra nghe to nhất khi ở miệng ống là bụng sóng còn ở mặt nước là nút h 1 = (2n 1 +1) 4 λ ; h 2 = (2n 2 +1) 4 λ với n 2 = n 1 -1 2 1 h h = 12 12 2 1 + + n n = 12 12 1 1 − + n n = 3 > n 1 = 1 Bước sóng λ = 12 4 1 1 +n h = 100cm = 1m. Tốc độ truyền âm trong không khí v = λf = 340m/s. Đáp án C Câu 13: Một nguồn âm P phát ra âm đẳng hướng. Hai điểm A, B nằm cùng trên một phương truyền sóng có mức cường độ âm lần lượt là 40dB và 30dB. Điểm M nằm trong môi trường truyền sóng sao cho ∆AMB vuông cân ở A. Xác định mức cường độ âm tại M? A. 37,54dB B. 32,46dB C. 35,54dB D. 38,46dB Giải: Gọi P là công suất của nguồn âm OA = R; OB = R B = R + r ; AB = AM = r OM = R M R M 2 = R 2 + r 2 .(*) L A = 10lg 0 I I A ; L B = 10lg 0 I I B ; L M = 10lg 0 I I M Với I = 2 4 R P π L A - L B = 10lg 0 I I A -10lg 0 I I B = 10lg B A I I = 10lg 2 2 A B R R L A - L B = 10dB >10lg 2 2 A B R R = 10 > 2 2 A B R R =10 > R B 2 = 10R A 2 (R + r) 2 = 10R 2 > r 2 +2rR – 9R 2 = 0 > r = R( 10 - 1) (**) R M 2 = R 2 + r 2 = R 2 ( 12 - 2 10 ) • O • B • M • A L A – L M = 10lg 2 2 A M R R =10lg 2 2 R R M =10lg(12-2 10 ) = 7,54 dB > L M = L A – 7,54 = 32,46 dB. Chọn đáp án B Câu 14. Hai loa nhỏ giống hết nhau đặt cách nhau AB = 2,5 (m) âm phát ra theo mọi hướng cùng pha có bước sóng 1,00( )m λ = . M là một điểm không nghe được âm thanh của cả hai loa. Cho MA = 3,5 (m) và MB > MA. Khoảng cách ngắn nhất từ điểm M đến B có thể là: A. MB min = 4,25 m. B. MB min = 4 m. C. MB min = 3,7 m. D. MB min = 4,5 m. Giải: Tại M không nghe được âm nên MB – MA = (2k + 1) 2 λ = 0,5(2k +1) = k + 0,5 (m) MB = MA + k + 0,5 = 4 + k > MB min = 4 m. khi k = 0 (vì MB > MA = 3,5m). Chọn đáp án B Câu 15: Ba điểm O, M, N cùng nằm trên một nửa đường thẳng xuất phát từ O. Tại O đặt một nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng ra không gian, môi trường không hấp thụ âm. Mức cường độ âm tại M là 70 dB, tại N là 30dB. Nếu chuyển nguồn âm đó sang vị trí M thì mức cường độ âm tại trung điểm MN khi đó là A. 36,1 dB. B. 41,2 dB. C. 33,4 dB. D. 42,1 dB. Giải: Gọi P là công suất của nguồn âm I = 2 4 R P π L M – L N = lg N M I I = lg( OM ON ) 2 = 7 – 4 = 3 lg OM ON = 1,5 > ON = 31,62 OM > MN = ON – OM = ON(1- 62,31 1 ) = ON 62,31 62,30 L H – L’ N = lg N H I I ' = lg( MH MN ) 2 = 2lg2 = 0,602B (*) L’ N – L N = lg N N I I ' = lg( MN ON ) 2 = 2lg 62,30 62,31 = 0,028B >L’ N = L N + 0,028 = 3,028 B (**) L H = 3,028 + 0,602 = 3,63 B = 36,3 dB. Đáp án A Câu 16 : Vận tốc truyền sóng trên dây đàn là v = m F , với F là lực căng dây, m là khối lượng một đơn vị dài của dây. Một dây đàn bằng thép có đường kính d = 0,4mm, chiều dài l = 50 cm, khối lượng riêng của thép là D = 7800 kg/m 3 . Lực căng dây để âm cơ bản mà nó phát ra là một nốt đô có tần số 256Hz là A. 29,3 N B. 32,7N C. 64,2N D. 128,0N Giải: Ta có m = l VD = 4 2 d π D ( V = Sl = 4 2 d π l) Âm cơ bản mà sóng trên dây phát ra là một nốt đô có tần số 256Hz ứng với bước sóng dài nhất trên dây 2 λ = l > λ = 2l = 1m. > Vận tốc truyền sóng trên dây: v = λf = 256 m/s Từ v = m F > F = mv 2 = 4 2 d π Dv 2 = 4 10.16,14,3 8− .7,8.10 3 . 256 2 = 64,2N. Đáp án C Câu 17. Một con dơi bay vuông góc với một bức tường và phát ra một sóng siêu âm có tần số f = 45kHz. Con dơi nghe được hai âm thanh có tần số f 1 và f 2 là bao nhiêu? Biết vận tốc truyền âm trong không khí là V = 340m/s và vận tốc của dơi là u = 6m/s A. 46,6.10 4 Hz và 43,710 4 Hz B. 43,7.10 4 Hz và 46,6.10 4 Hz C. 46,6.10 3 Hz và 43,710 3 Hz D. 43,44.10 3 Hz và 46,6.10 3 Hz • N • H • M • O Giải: Dơi sẽ nghe được hai âm thanh có tần số f 1 do sóng tới từ nguồn âm và tần số f 2 do sóng phản xạ từ tường. * Tần số f 1 : Cả nguồn âm và máy thu cùng chuyển động có hướng ra xa nhau: f 1 = v uv − uv v + f = uv uv + − f = 346 334 45.10 3 Hz = 43,44.10 3 Hz * Tần số f 2 Tần số của sóng phản xạ từ tường là f’ 2 do nguồn âm chuyển động và tường đứng yên: f’ 2 = uv v − f ( nguồn âm chuyển động lại gần tường đứng yên). Dơi nghe được âm có tần số f 2 = v uv + f’ 2 = uv uv − + f = 334 346 .45.10 3 Hz = 46,6.10 3 Hz f 1 = 43,44.10 3 Hz và f 2 = 46,6.10 3 Hz . Đáp án D. Có sai số ? Câu 18: Một sóng âm có tần số 100 (Hz) truyền hai lần từ điểm A đến điểm B. Lần thứ nhất tốc độ truyền sóng là v 1 = 330 m/s, lần thứ hai do nhiệt độ tăng lên nên tốc độ truyền sóng là v 2 = 340 m/s. Biết rằng trong hai lần thì số bước sóng giữa hai điểm vẫn là số nguyên nhưng hơn kém nhau một bước sóng. Khoảng cách AB bằng A. 112,2 m. B. 150 m. C. 121,5 m. D. 100 m. Giải: Gọi AB = l; k 1 và k 2 là số bước sóng lần thứ nhất và lần thứu hai Bước sóng trong các lần truyền: λ 1 = v 1 /f = 3,3m; λ 2 = v 2 /f = 3,4m l = k 1 λ 1 = k 2 λ 2 Do λ 1 < λ 2 nên k 2 = k 1 -1 > 3,3k 1 = 3,4(k 1 – 1) > k 1 = 34. Do đó AB = 3,3 x 34 = 112,2 m. Chọn đáp án A Câu 19. Cột khí trong ống thuỷ tinh có độ cao l có thể thay đổi được nhờ điều chỉnh mực nước trong ống. Đặt một âm thoa trên miệng ống thuỷ tinh đó. Khi âm thoa dao động, nó phát ra âm cơ bản, ta thấy trong cột khí có một sóng dừng ổn định. Khi độ cao của cột khí nhỏ nhất l 0 = 13cm ta nghe được âm to nhất, biết đầu A hở là một bụng sóng, đầu B là nút, tốc độ truyền âm là 340m/s. Tần số âm do âm thoa phát ra là: A. 563,8Hz B. 658Hz C. 638,8Hz D. 365,8Hz Đây là BT của thầy Vũ Hoàng. Nhờ thầy, cô giải chi tiết giúp em! Em xin chân thành cảm ơn! Giải: Khoảng cách từ bụng sóng đến nút liền kề là λ/4 Do đó l 0 = λ/4 = 13cm > Bước sóng λ = 52 cm = 0,52m Suy ra f = v/λ = 340/0,52 = 638,8 Hz. Chọn đáp án C Câu 20: Khi truyền âm từ không khí vào trong nước, kết luận nào không đúng? A. Tần số âm không thay đổi. B. Vận tốc âm giảm. C. Vận tốc âm tăng. D. Bước sóng thay đổi. Vận tốc âm trong không khí < vận tốc âm trong chất lỏng < c=vận tốc âm trong chất rắn. Chọn đáp án B Câu 21: Từ một khẩu đại bác, một viên đạn được bắn lên với vận tốc v 0 = 400 m/s theo hướng chếch với phương ngang một góc α = 60 0 . Đạn rơi xuống mặt đất tại một điểm cùng độ cao với nơi bắn và nổ ở đó. Bỏ qua sức cản của không khí, tốc độ truyền âm trong không khí là v = 340 m/s, lấy g = 9,81 m/s 2 . Người pháo thủ nghe được tiếng đạn nổ sau khoảng thời gian là A. 112 s. B. 121 s. C. 132 s. D. 88 s. Giải: l 0 λ/4 B A Thời gian từ lúc bắn đến khi đạn nổ: t 1 = g v α sin2 0 = 81,9 60sin400.2 0 = 70,624s Khoảng cách từ nơi bắn đến nơi đạn nổ; S = v 0 cosα .t 1 = 14124,8m Thời gian từ khi đạn nổ đến khi nghe được âm là t 2 = S/v = 41,544s Người pháo thủ nghe được tiếng đạn nổ sau khoảng thời gian là t = t 1 + t 2 = 112,17s = 112s. Đáp án A . BÀI TẬP VỀ SÓNG ÂM Câu 1. Hai điểm M và N nằm ở cùng 1 phía của nguồn âm , trên cùng 1 phương truyền âm có L M = 30 dB , L N = 10 d B . Nếu nguồn âm đó dặt tại M thì mức cường độ âm tại. Một nguồn âm được coi là nguồn điểm phát sóng cầu và môi trường không hấp thụ âm. Tại một vị trí sóng âm biên độ 0,12mm có cường độ âm tại điểm đó bằng 2 1,80Wm − . Hỏi tại vị trí sóng có biên. không đúng? A. Tần số âm không thay đổi. B. Vận tốc âm giảm. C. Vận tốc âm tăng. D. Bước sóng thay đổi. Vận tốc âm trong không khí < vận tốc âm trong chất lỏng < c=vận tốc âm trong chất rắn.