Bài tập trắc nghiệm môn vật lý lớp 12 (45)

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM GIAO THOA SÓNG Bài 1: (ĐH-2010) mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn kết hợp A B cách 20(cm) dao động theo phương thẳng đứng với phương trình U A = 2.cos(40π t )(mm) U B = 2.cos (40π t + π )(mm) Biết tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 30(cm/s) Xét hình vuông ABCD thuộc mặt chất lỏng Số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn BD : A 17 Giải: B 18 C.19 D.20 BD = AD + AB = 20 2(cm) D I C 2π 2π = = 0, 05( s ) ω 40π Với ω = 40π (rad / s) ⇒ T = Vậy : λ = v.T = 30.0, 05 = 1,5cm A O B Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn DB DC Nghĩa điểm C lúc đóng vai trò điểm B Do hai nguồn dao động ngược pha nên số cực đại đoạn BD thoã mãn : λ   d − d1 = (2k + 1)   AD − BD < d − d1 < AB − O Suy : AD − BD < (2k + 1) 2(20 − 20 2) 2.20 < 2k + < 1,5 1,5 (vì điểm λ < − AB D≡B Hay : nên vế phải AC thành AB BC thành B.B=O) 2( AD − BD) AB < 2k + < λ λ Thay số : => −11, 04 < 2k + < 26, 67 Vậy: -6,02 có giá trị k Trên S 1M có điểm cực đại Chọn C Bài 4: Trên mạt nước nằm ngang có hai nguồn sóng kết hợp pha A B cách 6,5cm, bước sóng λ=1cm Xét điểm M có MA=7,5cm, MB=10cm.Msố điểm dao động với biên độ cực tiêu đoạn MB là: A.6 B.9 C.7 D.8 d d Giải 1: Ta tìm số điểm dao động với biên độ cực tiểu AB 0< k + 3,5 < 6,5 => - < k < A Xét điểm M: d1 – d2 = - 2,5 cm = ( -3 + 0,5) λ Vậy M điểm dao động với biên độ cực tiểu ứng với k = -3 I B Do số điểm số điểm dao động với biên đọ cực tiêu đoạn MB ứng với – ≤ k ≤ dao động với biên đọ cực tiêu Chọn B Tức MB M có điểm d2 d − d1 10 − 7,5 = = 2,5 λ Giải 2: * Xét điểm M ta có * Xét điểm B ta có d1 B A d − d1 − 6,5 = = −6,5 λ 6,5cm Số cực tiểu đoạn MB số nghiệm bất phương trình: − 6,5 < k + 0,5 ≤ 2,5 ↔ −7 < k ≤ Vậy có tất điểm Chọn B Bài : Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt chất lỏng, hai nguồn AB dao động ngược pha với tần số f =20 Hz, vận tốc truyền sóng mặt chất lỏng v = 40 cm/s Hai điểm M, N mặt chất lỏng có MA = 18 cm, MB =14 cm, NA = 15 cm, NB = 31 cm Số đường dao động có biên độ cực đại hai điểm M, N A đường B 10 đường Giải: MA – MB = 4cm; λ= v = 2cm f ta có C 11 đường D đường NA – NB = -16 cm −16 ≤ (2k + 1) λ ≤ ⇔ −16 ≤ 2k + ≤ ⇒ −7,5 ≤ k ≤ 1,5 k nhận giá trị Bài : Hai nguồn kết hợp A,B cách 16cm dao động vuông góc với mặt nước theo phương trình : x = a cos50 π t (cm) C điểm mặt nước thuộc vân giao thoa cực tiểu, C trung trực AB có vân giao thoa cực đại Biết AC= 17,2cm BC = 13,6cm Số vân giao thoa cực đại qua cạnh AC : A 16 đường B đường C đường D đường Giải: ∆ d = 13,6 – 17,2 = - 3,6 (cm) Điểm C thuộc vân giao thoa cực tiểu ứng với k = -2 công thức: d = nên ta có -3,6 = ( -2 + 0,5) λ ⇒k Chọn D = ⇒λ -1; = 2,4 (cm) Xét điều kiện: -3,6 0; …; Có ≤ giá ( k + )λ , k 2,4 ≤ 16 trị k Bài : Tại hai điểm mặt nước, có hai nguồn phát sóng A B có phương trình u = acos(40πt) (cm), vận tốc truyền sóng 50(cm/s), A B cách 11(cm) Gọi M điểm mặt nước có MA = 10(cm) MB = 5(cm) Số điểm dao động cực đại đoạn AM A B C 2π Giải : Chọn D HD: λ = VT = 50 40π D = 2,5(cm) d1 − d = 5(cm) = 2λ ⇒ Gọi n số đường cực đại AB AB AB Ta có: − λ11 < K < λ ⇔− 11 11 11, 04 ≤ 2k + < 26, 67 Vậy: 5,02≤ k < 12,83 => k= 6,7,8,9,10,11,12 : có điểm cực đại MA Chọn C Bài 10 : Tại hai điểm S1 S2 mặt nước cách 20(cm) có hai nguồn phát sóng dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u1 = 2cos(50π t)(cm) u2 = 3cos(50π t -π )(cm) , tốc độ truyền sóng mặt nước 1(m/s) ĐiểmM mặt nước cách hai nguồn sóng S1,S2 12(cm) 16(cm) Số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn S2M A.4 B.5 Giải : Bước sóng λ = C.6 D.7 v 100 = = 4cm f 25 Hai nguồn ngược pha nên điểm N cực đại Xét điểm M có d − d1 16 − 12 = =1; λ Xét điểm S2 có d − d1 =k+ λ d − d1 − 20 = = −5 λ Số cực đại S2M ứng với k= -4,5; -3,5; -2,5; -1,5; -0,5; 0,5 : Có điểm Bài 11 ( HSG Nghệ AN 07-08) Hai nguồn sóng kết hợp S1 S2 cách 2m dao động điều hòa pha, phát hai sóng có bước sóng 1m Một điểm A nằm khoảng cách l kể từ S1 AS1⊥S1S2 a)Tính giá trị cực đại l để A có cực đại giao thoa b)Tính giá trị l để A có cực tiểu giao thoa Giải: a) Điều kiện để A có cực đại giao thoa hiệu đường từ A đến hai nguồn sóng phải số nguyên lần bước sóng (xem hình 12): Với k=1, 2, l + d − l = kλ 2 Khi l lớn đường S1A cắt cực đại giao thoa có bậc nhỏ (k bé), ứng với giá trị lớn l để A có cực đại nghĩa A đường S1A cắt cực đại bậc (k=1) k=2 S1 d l A k=1 k=0 S2 Hình 12 Thay giá trị cho vào biểu thức ta nhận được: l + − l = ⇒ l = 1,5(m) b) Điều kiện để A có cực tiểu giao thoa là: λ l + d − l = ( 2k + 1) Ta suy λ  d − (2k + 1)  ra: l = 2  (2k + 1)λ Trong biểu thức k=0, 1, 2, 3, Vì l > nên k = k = 1.Từ ta có giá trị l : * Với k =0 l = 3,75 (m ) * Với k= l ≈ 0,58 (m)