đại cương về sóng cơ và các đề thi từ năm 2007-2017

đại cương về sóng cơ và các đề thi từ năm 2007-2017 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn...

Tài liệu ôn thi đh Ths.Trần Văn Hùng 1: ĐẠI CƯƠNG SĨNG CƠ HỌC I Đại cương sóng học: Định nghĩa: Sóng học lan truyền dao động học môi trường vật chất đàn hồi theo thời gian a Sóng dọc: Là sóng có phương dao động phần tử trùng với phương truyền sóng Sóng dọc có khả lan truyền trạng thái môi trường vật chất Rắn, lỏng, khí b Sóng ngang: Là sóng có phương dao động phần tử vng góc với phương truyền sóng Sóng ngang lan truyền chất rắn bề mặt chất lỏng, sóng ngang khơng lan truyền chất lỏng chất khí Các đại lượng đặc trưng sóng hình sin: a Vận tớc trùn sóng (v): Gọi ∆S qng đường sóng truyền thời gian ∆t Vận tớc truyền sóng là: v= 2π t T= = = ( s) ω f N −1 b Chu kì sóng: (N số lần nhô lên điểm hay số đỉnh sóng qua vị trí sớ lần sóng dập vào bờ thời gian t(s)) c Tần sớ sóng f:: ƒ = = (Hz) d Bước sóng: Bước sóng quãng đường sóng truyền chu kì khoảng cách ngắn giữahai điểm dao động pha phương truyền sóng λ = v.T = (m) e Biên độ sóng: Biên độ sóng điểm biên độ dao động phần tử sóng điểm f Năng lượng sóng Ei: Năng lượng sóng điểm Ei lượng dao động phần tử sóng điểm Phương trình sóng: - Tại điểm O: u0 = acos(ωt + ϕ) 2π - Tại điểm M1 : uM1 = acos[ω(t - ) + ϕ] = acos(ωt + ϕ - d1 λ ) d 2π λ - Tại điểm M2 : uM2 = acos(ωt + ϕ + ) với: d1 k/c từ nguồn phát sóng đến điểm M1 - Bước sóng : v = ==> λ = vT = - Gọi k/c điểm M N phương truyền sóng d, k/c từ điểm đến nguồn sóng d2d1, d2 Ta có: d =  d1 – d2  - Gọi độ lệch pha điểm M N phương truyền sóng ∆ϕ, độ lệch pha : ∆ϕ = d M - Vậy điểm M N phương truyền sóng sẽ: + dao động pha khi: d = kλ với k = 0, ±1, ±2 + dao động ngược pha khi: d = (2k + 1) + dao động vuông pha khi: d = (2k + 1) d1 Lưu ý: Đơn vị x, x1, x2, λ v phải tương ứng với Trong tượng truyền sóng sợi dây, dây kích thích dao động0 nam châm điện vớiNN tần số dịng điện f tần số dao động dây 2f II - BÀI TẬP MẪU Ví dụ 1: Một quan sát viên khí tượng quan sát mặt biển Nếu mặt mặt biển người quan sát thấy 10 sóng trước mắt cách 90m Hãy xác định bước sóng sóng mặt biển? A 9m B 10m C 8m D 11m Đại cương sóng Tài liệu ơn thi đh Ths.Trần Văn Hùng Ví dụ 2: Quan sát sóng mặt nước, ta thấy sóng ℓiên tiếp cách 40cm Nguồn sóng dao động với tần số f = 20 Hz Xác định vận tớc truyền sóng mơi trường A 80 cm/s B 80m/s C 4m.s D 8m/s có phương trình U0 = 4cos(20πt) cm Sóng truyền theo phương ON với vận tớc 20 cm/s Hãy xác định phương trình sóng điểm N cách nguồn O cm? A UN = 4cos(20πt - 5π) cm B UN = 4cos(20πt - π) cm C UN = 4cos(20πt - 2,5π) cm D UN = 4cos(20πt - 5,5π) cm Ví dụ 4: Một nguồn sóng có phương trình U = 4cos(20πt) cm Sóng truyền theo phương ONM với vận tốc 20 cm/s Hãy xác độ ℓệch pha hai điểm MN, biết MN = cm A 2π rad B π rad C D Ví dụ 5: Tại hai điểm AB phương truyền sóng cách cm có phương trình ℓần ℓượt sau: u M = 2cos(4πt + ) cm; uN = 2cos(4πt + ) cm Hãy xác định sóng truyền nào? A Truyền từ N đến M với vận tốc 96m/s B Truyền từ N đến M với vận tốc 0,96m/s C Truyền từ M đến N với vận tốc 96m/s D Truyền từ M đến N với vận tớc 0,96m/s Ví dụ 6: Một sóng truyền với phương trình u = 5cos(20πt - ) cm (trong x tính m, t tính giây) Xác định vận tớc truyền sóng mơi trường A 20m/s B 40 cm/s C 20 cm/s D 40 m/s Ví dụ 7: Một sóng truyền với phương trình u = 5cos(20πt - ) cm (trong x tính m, t tính giây) Tại t1 u = 4cm Hỏi t = (t1 + 2) s độ dời sóng ℓà bao nhiêu? A - 4cm B cm C cm D - cm Ví dụ 8: Một mũi nhọn S chạm nhẹ vào mặt nước dao động điều hịa với tần sớ 20 Hz thấy hai điểm A B mặt nước nằm phương truyền sóng cách khoảng d = 10 cm ℓuôn ℓuôn dao động ngược pha với Tớc độ truyền sóng có giá trị (0,8 m/s ≤ v ≤ m/s) ℓà: A v = 0,8 m/s B v = m/s C v = 0,9 m/s D 0,7m/s Ví dụ 9: Một nguồn sóng O dao động với phương trình x = Acos(ωt + ) cm Tại điểm M cách O khoảng điểm dao động với ℓi độ cm Hãy xác định biên độ sóng A cm B cm C 8cm D cm III - BÀI TẬP THỰC HÀNH Câu Tớc độ truyền sóng học phụ thuộc vào yếu tố nào? A Tần số sóng B Bản chất mơi trường truyền sóng C Biên độ sóng D Bước sóng Câu Quá trình truyền sóng ℓà: A q trình truyền pha dao động B trình truyền ℓượng C trình truyền phần tử vật chất D Cả A B Câu Điều sau nói bước sóng A Bước sóng ℓà quãng đường mà sóng truyền chu kì B Bước sóng ℓà khoảng cách hai điểm dao động pha phương truyền sóng C Bước sóng ℓà khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động pha D Cả A C Câu Một sóng học ℓan truyền sợi dây đàn hồi Bước sóng sóng khơng phụ thuộc vào A Tớc độ truyền sóng B Chu kì dao động sóng C Thời gian truyền sóng D Tần sớ dao động sóng Câu Mới ℓiên hệ bước sóng λ, vận tớc truyền sóng v, chu kì T tần sớ f sóng ℓà A f = = B v = = C λ = = D λ = = v.f Câu Phát biểu sau đại ℓượng đặc trưng sóng học ℓà khơng đúng? A Chu kỳ sóng chu kỳ dao động phần tử dao động B Tần sớ sóng tần sớ dao động phần tử dao động C Tớc độ sóng tớc độ dao động phần tử dao động D Bước sóng ℓà quãng đường sóng truyền chu kỳ Câu Sóng học ℓan truyền môi trường đàn hồi với tốc độ v khơng đổi, tăng tần sớ sóng ℓên ℓần bước sóng Đại cương sóng Tài liệu ôn thi đh Ths.Trần Văn Hùng A tăng ℓần B tăng ℓần C không đổi D giảm ℓần Câu Một sóng truyền đường thẳng truyền theo chiều điểm cách sớ ngun ℓần bước sóng phương truyền dao động; A pha với B ngược pha với C vuông pha với D ℓệch pha Câu Một sóng truyền sợi dây đàn hồi dài điểm dây cách sớ ℓẻ ℓần nửa bước sóng dao động: A pha với B ngược pha với C vng pha với D ℓệch pha Câu 10 Một sóng mặt nước Hai điểm gần phương truyền sóng dao động vng pha với cách đoạn bằng: A bước sóng B nửa bước sóng C hai ℓần bước sóng D phần tư bước sóng Câu 11 Về sóng học, phát biểu sau sai? A Sóng có hạt vật chất mơi trường dao động theo phương song song với phương truyền sóng ℓà sóng dọc B Sóng ngang khơng truyền chất ℓỏng chất khí, trừ vài trường hợp đặc biệt C Sóng ngang sóng dọc truyền chất rắn với tớc độ D Sóng tạo ℓị xo ℓà sóng dọc sóng ngang Câu 12 Khi biên độ sóng điểm tăng ℓên gấp đơi, tần sớ sóng khơng đổi A ℓượng sóng điểm khơng thay đổi B ℓượng sóng điểm tăng ℓên ℓần C ℓượng sóng điểm tăng ℓên ℓần D ℓượng sóng điểm tăng ℓên ℓần Câu 13 Trong trình truyền sóng âm khơng gian, ℓượng sóng truyền từ nguồn điểm A giảm tỉ ℓệ với khoảng cách đến nguồn B giảm tỉ ℓệ với bình phương khoảng cách đến nguồn C giảm tỉ ℓệ với ℓập phương khoảng cách đến nguồn D không đổi Câu 14 Một quan sát viên đứng bờ biện nhận thấy rằng: khoảng cách sóng ℓiên tiếp ℓà 12m Bước sóng ℓà: A 2m B 1,2m C 3m D 4m Câu 15 Đầu A dây cao su căng ngang ℓàm cho dao động theo phương vng góc với dây, chu kỳ 2s Sau 4s, sóng truyền 16m dọc theo dây Bước sóng dây nhận giá trị nào? A 8m B 24m C 4m D 12m Câu 16 Một mũi nhọn S gắn vào đầu A ℓá thép nằm ngang chạm vào mặt nước Khi ℓá thép nằm ngang chạm vào mặt nước Lá thép dao động với tần số f = 100Hz, S tạo mặt nước vòng tròn đồng tâm, biết khoảng cách 11 gợn ℓồi ℓiên tiếp ℓà 10cm Vận tốc truyền sóng mặt nước nhận giá trị giá trị sau đây? A v = 100cm/s B v = 50cm/s C v = 10m/s D 0,1m/s Câu 17 Tại điểm O mặt thoáng chất ℓỏng yên ℓặng, ta tạo dao động điều hòa vng góc với mặt thống có chu kì 0,5s Từ O có vịng trịn ℓan truyền xa xung quanh, khoảng cách hai vòng ℓiên tiếp ℓà 0,5m Vận tớc truyền sóng nhận giá trị giá trị sau: A 1,5m/s B 1m/s C 2,5m/s D 1,8m/s Câu 18 (ĐH 2009) Bước sóng ℓà khoảng cách hai điểm A phương truyền sóng mà dao động hai điểm ngược pha B gần phương truyền sóng mà dao động hai điểm pha C gần mà dao động hai điểm pha D phương truyền sóng mà dao động hai điểm pha Câu 19 (ĐH 2009) Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = 4cos(4πt - ) cm Biết dao động hai điểm gần phương truyền sóng cách 0,5 m có độ ℓệch pha ℓà Tớc độ truyền sóng ℓà: A 1,0 m/s B 2,0 m/s C 1,5 m/s D 6,0 m/s Câu 20 (ĐH 2010) Tại điểm mặt chất ℓỏng có nguồn dao động với tần sớ 120 Hz, tạo sóng ổn định mặt chất ℓỏng Xét gợn ℓồi ℓiên tiếp phương truyền sóng, phía so với nguồn, gợn thứ cách gợn thứ năm 0,5 m Tốc độ truyền sóng ℓà A 12 m/s B 15 m/s C 30 m/s D 25 m/s Câu 21 (CĐ 2010)Một sóng truyền môi trường dọc theo trục Ox với phương trình u = 5cos(6πt1 Đại cương sóng Tài liệu ôn thi đh Ths.Trần Văn Hùng πx) (cm) (x tính mét, t tính giây) Tớc độ truyền sóng A m/s B m/s C m/s D m/s Câu 22 (ĐH 2011) Phát biểu sau ℓà nói sóng cơ? A Bước sóng ℓà khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng mà dao động hai điểm pha B Sóng truyền chất ℓỏng ℓn ℓà sóng ngang C Sóng truyền chất rắn ℓn ℓà sóng dọc D Bước sóng ℓà khoảng cách hai điểm phương truyền sóng mà dao động hai điểm pha Câu 23 (ĐH 2011) Một sóng hình sin truyền theo phương Ox từ nguồn O với tần số 20 Hz, có tớc độ truyền sóng nằm khoảng từ 0,7 m/s đến m/s Gọi A B ℓà hai điểm nằm Ox, phía so với O cách 10 cm Hai phần tử môi trường A B ℓuôn dao động ngược pha với Tớc độ truyền sóng ℓà A 90 cm/s B 80 cm/s C 85 cm/s D 100 cm/s Câu 24 (ĐH 2012): Khi nói truyền sóng mơi trường, phát biểu sau đúng? A Những phần tử môi trường cách sớ ngun lần bước sóng dao động pha B Hai phần tử môi trường cách phần tư bước sóng dao động lệch pha 900 C Những phần tử môi trường hướng truyền sóng cách số ngun lần bước sóng dao động pha D Hai phần tử môi trường cách nửa bước sóng dao động ngược pha Câu 25 (ĐH 2012): Hai điểm M, N nằm hướng truyền sóng cách phần ba bước sóng Biên độ sóng khơng đổi q trình truyền Tại thời điểm, li độ dao động phần tử M cm li độ dao động phần tử N -3 cm Biên độ sóng 3 A cm B cm C cm D cm Câu 26 (ĐH 2013): Một nguồn phát sóng dao động điều hịa tạo sóng trịn đồng tâm O truyền mặt nước với bước sóng λ Hai điểm M N thuộc mặt nước, nằm hai phương truyền sóng mà phần tử nước dao động Biết OM = 8λ, ON = 12λ OM vng góc với ON Trên đoạn MN, số điểm mà phần tử nước dao động ngược pha với dao động nguồn O A B C D Câu 27 (Đh2013)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 + 0,3 (s) (đường liền nét) Tại thời điểm t 2, vận tốc điểm N A -39,3cm/s B 65,4cm/s C -65,4cm/s D 39,3cm/s (ĐH 2014) : Một sóng truyền dọc theo sợi dây đàn hồi dài với biên độ mm Tại thời điểm, hai phần tử dây lệch khỏi vị trí cân mm, chuyển động ngược chiều cách khoảng ngắn cm (tính theo phương truyền sóng) Gọi δ tỉ sớ tớc độ dao động cực đại phần tử dây với tớc độ truyền sóng δ gần giá trị sau đây? A 0,105 B 0,179 C 0,079 D 0,314 Câu 29 : (Đh2014)Một sóng truyền sợi dây dài với tớc độ 1m/s chu kì 0,5s Sóng có bước sóng A 150 cm B 100 cm C 50 cm D 25 cm Câu 30 (ĐH 2015): Một sóng có tần sớ f, truyền dây đàn hồi với tốc độ truyền sóng v bước sóng λ Hệ thức A v = f B v = C v = C v = f λ πλ f λ λ f Câu 28 Đại cương sóng Tài liệu ôn thi đh Câu 31 (ĐH 2015): Ths.Trần Văn Hùng Một sóng dọc truyền mơi trường phương dao động phần tử môi trường A phương ngang B phương thẳng đứng C trùng với phương truyền sóng D vng góc với phương truyền sóng Câu 32 (ĐH 2015): Một sóng truyền dọc theo trục Ox có phương trình u = Acos(20πt – πx) (cm), với t tính s Tần sớ sóng A 15 Hz B 10 Hz C Hz D 20 Hz Câu 33 (Dh 2016) Khi nói sóng cơ, phát biểu sau sai? A Sóng lan truyền chân khơng B Sóng lan truyền chất rắn C Sóng lan truyền chất khí D Sóng lan truyền chất lỏng Câu 34 (Đh 2016): Một sóng truyền dọc theo trục Ox Phương trình dao động phần tử điểm phương truyền sóng u = 4cos(20πt – π) (u tính mm, t tính s) Biết tớc độ truyền sóng 60cm/s Bước sóng sóng A cm B cm C cm D cm Đáp án 12A 4.Đáp án CLLX 1B 5C 6B 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 B D A A A B B D C A B A A B B D C 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 C C A D C C C C B D C A C D B B A D D Z 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 A C D A A D B D B D A D C D D C B 5.Đáp án Cắt ghép lò xo 1D 2C 3A 4C 5D 6A 7C 8D 9A 10D 15C 16B 17B 18A 19A 20A 21A 22C 23C 24C Chiều dài lò xo, lực đàn hồi, lực phục hồi 1D 2D 3D 4A 5D 6A 7C 8D 9B 10B 11A 16D 17B 18C 19D 20A 21D 22B 23D 24B 25A 26A 31A 32B 33D 34B 35B 36B 37A 38D 39D 40D 41D Con lắc đơn 1C 2D 3C 4A 5D 6A 7A 8C 9D 10C 15B 16D 17A 18C 19A 20D 21C 22D 23B 24B 29C 30C 31C 32B 33B 34C 35C 46D 37D 38A 43B 44D 45C 46C 47C 48B 49D 50D 51C 52D 57A 58D 59C 60A 61C 62D 63C 64B 65B 66C 8.A Nang lượng Con lắc lò xo; 8B Nang lượng lắc đơn 1AC 4A 5A 6A 7D 8B 9D 10D 11B 12B 17B 18C 19A 20B 21D 22C Đại cương sóng 11A 25C 12D 27A 42A 12D 26D 13B 28C 43A 13D 27D 14C 28D 14A 29D 44C 15C 30A 45B 11B 25D 39D 53A 67A 12C 26B 40B 54A 68B 13B 27A 41A 55B 69B 14A 28A 42D 56A 13A 14D 15B 16A ... ℓà nói sóng cơ? A Bước sóng ℓà khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng mà dao động hai điểm pha B Sóng truyền chất ℓỏng ℓn ℓà sóng ngang C Sóng truyền chất rắn ℓn ℓà sóng dọc D Bước sóng ℓà... Một sóng học ℓan truyền sợi dây đàn hồi Bước sóng sóng khơng phụ thuộc vào A Tớc độ truyền sóng B Chu kì dao động sóng C Thời gian truyền sóng D Tần sớ dao động sóng Câu Mới ℓiên hệ bước sóng. .. phương truyền sóng ℓà sóng dọc B Sóng ngang khơng truyền chất ℓỏng chất khí, trừ vài trường hợp đặc biệt C Sóng ngang sóng dọc truyền chất rắn với tốc độ D Sóng tạo ℓị xo ℓà sóng dọc sóng ngang