Chuyên đề sóng cơ và sóng âm

Đơn vị biên soạn: Trường THPT Sơn Dương+THPT Kháng Nhật Đơn vị thẩm định: THPT Xuân Huy +THPT Trung Sơn TÀI LIỆU ÔN TẬP THI KÌ THI THPT QUỐC GIA NĂM 2018 Môn: Vật Li Chuyên đề 2: Sóng sóng âm –Lớp 12 (6t) BUỔI SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ GIAO THOA SÓNG A KIẾN THỨC CƠ BẢN I Sóng học dao động học lan truyền môi trường liên tục Trong sóng truyền đi, phần tử sóng dao động chỗ xung quanh VTCB Quá trình truyền sóng trình truyền lượng Sóng ngang sóng mà phần tử môi trường dao động vuông góc với phương truyền sóng Sóng dọc sóng mà phần tử môi trường dao động theo phương truyền sóng II Các đại lượng đặc trưng sóng 1) Chu kỳ sóng chu kỳ dao động phần từ môi trường có sóng truyền qua Kí hiệu T đơn vị giây (s) 2) Tần số sóng tần số dao động phần từ môi trường có sóng truyền qua; đại lượn nghịch đảo chu kỳ Kí hiệu f đơn vị héc (Hz) 3) Tốc độ sóng tốc độ truyền pha dao động Kí hiệu v, đơn vị m/s 4) Biên độ sóng điểm biên độ dao động phần tử môi trường điểm có sóng truyền qua Kí hiệu a, đơn vị m cm 5) Bước sóng: + Là khoảng cách gần hai điểm dao động pha phương truyền sóng + Là quàng đường sóng truyền thời gian chu kỳ Kí hiệu λ, đơn vị m cm 6) Năng lượng sóng điểm lượng đơn vị thể tích môi trường dao động điểm Năng lượng tỉ lệ với bình phương biên độ sóng Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền mặt phẳng (sóng phẳng) lượng sóng tỉ lệ nghịch với quãng đường truyền sóng r Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền không gian (sóng cầu) lượng sóng tỉ lệ nghịch với bình phương quãng đường truyền sóng r2 Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền đường thẳng (lí tưởng) lượng sóng không đổi (Biên độ không đổi) v 7) Liên hệ chu kỳ, tần số, bước sóng, tốc độ truyền λ = v.T = f 8) Phương trình sóng điểm phương trình dao động môi trường điểm Nó cho ta xác định li độ dao động phần tử môi trường cách gốc toạ độ khoảng x thời điểm t Phương trình sóng có dạng: x t x 2πx uM = acosω(t − ) = acos2π( − ) = acos(ωt − ) v T λ λ Trong a biên độ sóng, ω tần số góc, T chu kỳ sóng, v tốc độ truyền sóng, λ bước sóng 9) Sóng có tinh chất tuần hoàn theo thời gian Sau khoảng thời gian chu kỳ T tất điểm sóng lặp lại chuyển động cũ, nghĩa toàn sóng có hình dạng cũ Sóng có tính chất tuần hoàn theo không gian Những điểm phương truyền sóng cách khoảng nguyên lần bước sóng λ dao động pha, có nghĩa thời điểm cách khoảng bước sóng theo phương truyền sóng hình dạng sóng lại lặp lại trước Sóng có đại lượng đặc trưng là: tần số f hay chu kỳ T, biên độ sóng A, tốc độ truyền sóng λ v, bước sóng λ, lượng sóng Liên hệ : ∆ v = = λ.f T III) Độ lệch pha hai điểm phương truyền sóng 2πd2 2πd1 2π ) − (ωt − ) = (d1 − d2 ) + ∆ϕ = (ωt − λ λ λ + Nếu hai điểm dao động pha ∆ϕ = 2kπ hay d1 - d2 = kλ Những điểm dao động pha cách nguyên lần bước sóng λ π + Nếu hai điểm dao động ngược pha ∆ϕ = (2 k + 1) hay d1 − d = (2k + 1) Những điểm dao 2 động ngược pha cách lẻ lần nửa bước sóng IV) Giao thoa sóng 1, Định nghĩa: Giao thoa sóng tổng hợp hai hay nhiều sóng kết hợp không gian, có chỗ cố định biên độ sóng tăng cường giảm bớt trí triệt tiêu 2, Điều kiện có giao thoa: Hai sóng giao thoa hai sóng kết hợp Đó hai sóng có tần số (hay chu kỳ) truyền theo phương điểm chúng gặp có độ lệch pha không đổi Hai sóng kết hợp hai sóng gây từ hai nguồn sóng kết hợp, nguồn có tần số (hay chu kỳ) độ lệch pha không đổi c, Phương trình sóng điểm miền giao thoa Cực đại giao thoa cực tiểu giao thoa: *Nếu phương trình sóng hai nguồn là: 2π d1 2π d u1 = a cos(ωt + ϕ1 − ) ; u2 = a cos(ωt + ϕ2 − ) phương trình sóng tai điểm M λ λ miền giao thoa cách nguồn lượt khoảng d d2 là: π ( d − d1 ) ∆ϕ ϕ + ϕ2 π ( d1 + d ) uM = 2a cos( − )cos(ω t+ + ) với ∆ϕ = ϕ2 − ϕ1 λ 2 λ - Những điểm dao động với biên độ cực đại có hiệu đường từ hai nguồn sóng tới thỏa mãn: ∆ϕ d − d1 = k λ + λ với k = 0; ±1; ±2; ±3; 2π ∆ϕ k = 0; ±1; ±2; ±3; λ - Những điểm dao động với biên độ cực tiểu: d − d1 = (k + )λ + 2π l ∆ϕ l ∆ϕ ≤k≤ − - Số CĐGT đoạn thẳng nối nguồn: − − với l khoảng cách λ 2π λ 2π nguồn l ∆ϕ l ∆ϕ ≤k≤ − − - Số CTGT đoạn thẳng nối nguồn: − − − λ 2π λ 2π V ϕ = k π k * Nếu hai nguồn pha ( đồng bộ) tức với = 0; ±1; ±2; ±3; phương 2π d1 2π d ) u2 = a cos(ωt − ) trình rút về: u1 = a cos(ωt − λ λ π ( d − d1 ) π (d1 + d ) uM = 2a cos( )cos(ω t + ) λ λ Cực đại giao thoa thỏa mãn: d − d1 = k λ Cực tiểu giao thoa thỏa mãn: d − d1 = (k + )λ l l - Số CĐGT đoạn thẳng nối nguồn: − ≤ k ≤ λ λ l l − − ≤k ≤ − Số CTGT đoạn thẳng nối nguồn: λ λ - Khi tượng giao thoa xảy mặt chất lỏng mặt chất lỏng xuất vân giao thoa, hệ vân bao gồm vân cực đại cực tiểu xen kẽ với - Giao thoa tượng đặc trưng trình truyền sóng B LUYỆN TẬP Dạng : Tìm chu kỳ, tần số, bước sóng, độ lệch pha giữ hai điểm phương truyền * Phương pháp giải + Để tìm đại lượng đặc trưng sóng ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm Lưu ý: Các đơn vị đại lượng phải tương thích: bước sóng, khoảng cách tính cm vận tốc phải dùng đơn vị cm/s; bước sóng, khoảng cách tính m vận tốc phải dùng đơn vị m/s *Vi dụ minh họa Bài Trên mặt chất lỏng có sóng cơ, quan sát thấy khoảng cách 15 đỉnh sóng liên tiếp 3,5 m thời gian sóng truyền khoảng cách s Xác định bước sóng, chu kì tần số sóng 3,5 3,5 HD: Khoảng cách 15 đỉnh sóng 14λ ð λ = = 0,25 m; v = = 0,5 m/s; 14 λ v T = = 0,5 s; f = = Hz v λ Bài Một sóng có tần số 500 Hz tốc độ lan truyền 350 m/s Hỏi hai điểm gần phương π truyền sóng cách khoảng để chúng có độ lệch pha ? v 2πd π λ HD: Ta có: λ = = 0,7 m; ∆ϕ = = ð d = = 0,0875 m = 8,75 cm f λ   Bài Một nguồn phát sóng dao động theo pt u = cos  4π t − π ÷( cm) Biết dao động hai 4 điểm gần phương truyền sóng cách 0,5 m có độ lệch pha π Xác định chu kì, tần số tốc độ truyền sóng 2πd π 2π λ HD: Ta có: ∆ϕ = = ð λ = 6d = m; T = = 0,5 s; f = = Hz; v = = m/s λ ω T T Dạng : Viết phương trình dao động điểm phương truyền sóng * Phương pháp giải + Để viết phương trình sóng điểm M biết phương trình sóng nguồn O chủ yếu ta tìm x OM pha ban đầu sóng M: ϕM = ϕ - 2π = ϕ - 2π λ λ Lưu ý: - Nếu M trước O theo chiều truyền sóng x < 0; M sau O theo chiều truyền sóng x > - Hàm cos hàm sin hàm tuần hoàn với chu kì 2π nên pha ban đầu phương trình sóng ta cộng vào trừ số chẵn π để pha ban đầu phương trình có trị tuyệt đối nhỏ 2π *Vi dụ minh họa Bài Một sóng ngang truyền từ M đến O đến N phương truyền sóng với vận tốc π v = 18 m/s Biết MN = m MO = ON Phương trình sóng O u O = 5cos(4π t - ) (cm) Viết phương trình sóng M N v.2π π 2π MO π HD Ta có: λ = vT = = m; uM = 5cos(4π t + ) = 5cos(4π t + ) (cm) ω λ π 2π MO π uN = 5cos(4π t ) = 5cos(4π t - ) (cm) λ Bài Dao động nguồn O có phương trình u= acos20πt cm Vận tốc truyền sóng 1m/s Phương trình dao động điểm M cách O đoạn 2,5 cm có dạng: A u = acos(20πt + π/2) cm B u = acos(20πt) cm C u = acos(20πt - π/2) cm D u = - acos(20πt) cm HD: Dạng : Viết phương trình sóng điểm miền giao thoa, tìm CĐGT CTGT đoạn thẳng nối hai nguồn • Phương pháp giải Nếu phương trình sóng hai nguồn là: 2π d1 2π d u1 = a cos(ωt + ϕ1 − ) u2 = a cos(ωt + ϕ2 − ) phương trình sóng tai điểm M λ λ miền giao thoa cách nguồn lượt khoảng d d2 là: π ( d − d1 ) ∆ϕ ϕ + ϕ2 π (d1 + d ) uM = 2a cos( − )cos(ω t+ + ) với ∆ϕ = ϕ − ϕ1 λ 2 λ - Những điểm mà hiệu đường từ hai nguồn sóng tới đódao động với biên độ cực đại thỏa mãn: Vϕ d − d1 = k λ + λ với k = 0; ±1; ±2; ±3; 2π Vϕ k = 0; ±1; ±2; ±3; λ - Những điểm dao động với biên độ cực tiểu: d − d1 = (k + )λ + 2π l ∆ϕ l ∆ϕ ≤k≤ − - Số CĐGT đoạn thẳng nối nguồn: − − với l khoảng cách λ 2π λ 2π nguồn l ∆ϕ l ∆ϕ ≤k≤ − − - Số CTGT đoạn thẳng nối nguồn: − − − λ 2π λ 2π * Nếu hai nguồn pha ( đồng bộ) tức Vϕ = k 2π với k = 0; ±1; ±2; ±3; phương 2π d1 2π d ) u2 = a cos(ωt − ) trình rút về: u1 = a cos(ωt − λ λ π ( d − d1 ) π (d1 + d ) uM = 2a cos( )cos(ω t + ) λ λ Cực đại giao thoa thỏa mãn: d − d1 = k λ Cực tiểu giao thoa thỏa mãn: d − d1 = (k + )λ l l - Số CĐGT đoạn thẳng nối nguồn: − ≤ k ≤ λ λ l l − − ≤k≤ − Số CTGT đoạn thẳng nối nguồn: λ λ * Vi dụ minh họa Bài : Trong thí nghiệm giao thoa sóng người ta tạo mặt nước nguồn sóng A, B dao động với phương trình uA = uB = 5cos10πt (cm) Vận tốc sóng 20 cm/s Coi biên độ sóng không đổi Viết pt dao động điểm M cách A, B 7,2 cm 8,2 cm 2π HD Ta có: T = = 0,2 s; λ = vT = cm; ω π (d − d1 ) π (d + d1 ) π uM = 2Acos cos(ωt) = 2.5.cos cos(10πt – 3,85π) λ λ uM= cos(10πt + 0,15π)(cm) Bài : Trong thí nghiệm giao thoa sóng, người ta tạo mặt nước hai nguồn sóng A, B dao động với phương trình uA = uB = 5cos10πt (cm) Tốc độ truyền sóng mặt nước 20 cm/s Điểm N mặt nước với AN – BN = - 10 cm nằm đường dao động cực đại hay cực tiểu thứ mấy, kể từ đường trung trực AB? 2π AN − BN HD Ta có: λ = vT = v = cm; = - 2,5 ð AN – BN = - 2,5λ = (-3 + )λ ω λ Vậy N nằm đường đứng yên thứ kể từ đường trung trực AB phía A Bài :Ở bề mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S S2; với S1S2 = 20 cm Hai nguồn dao động theo phương thẳng đứng với pt u1 = 5cos40πt(mm); u2=5cos(40πt+π)(mm) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 80 cm/s Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn thẳng S1S2 2π SS SS ∆ϕ ∆ϕ HD Ta có: λ = vT = v = cm; − + ≤ k≤ + ω λ 2π λ 2π ð = - 4,5 ≤ k ≤ 5,5; k ∈ Z nên k nhận 10 giá trị, S1S2 có 10 cực đại Bài : Ở mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A B cách 20 cm, với uA = 2cos40πt (cm) uB = 2cos(40πt + π) (cm) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 30 cm/s Xét hình vuông AMNB thuộc mặt thoáng chất lỏng Tìm số điểm dao động cực đại đoạn BM 2π HD Ta có: λ = vT = v = 1,5 cm; ω BB − AB ∆ϕ BM − AM ∆ϕ ≤ k≤ + + λ 2π λ 2π ð - 12,8 ≤ k ≤ 6,02; k ∈ Z nên k nhận 19 giá trị, BM có 19 cực đại Bài 5: Trong thí nghiệm giao thoa sóng người ta tạo mặt nước nguồn sóng A, B dao động với phương trình uA = uB = 5cos10πt (cm) Vận tốc sóng 20 cm/s Coi biên độ sóng không đổi Viết phương trình dao động điểm M cách A, B 7,2 cm 8,2 cm 2π * Hướng dẫn giải đáp số: Ta có: T = = 0,2 s; λ = vT = cm; ω π ( d − d1 ) π (d + d1 ) uM = 2Acos cos(ωt )= λ λ π uM =2.5.cos cos(10πt – 3,85π) = cos(10πt + 0,15π)(cm) Bài 6: Hai nguồn kết hợp A B cách đoạn cm dao động với tần số 40 Hz, tốc độ truyền sóng 0,6 m/s Tìm số điểm dao động cực đại A B trường hợp: a) Hai nguồn dao động pha b) Hai nguồn dao động ngược pha v * Hướng dẫn giả i đáp số: Ta có: λ = = 0,015 m = 1,5 cm f AB AB ≤k≤ a) Hai nguồn pha: − ð - 4,7 ≤ k ≤ 4,7; k ∈ Z nên k nhận giá trị, λ λ số điểm cực đại AB π AB π ≤k ≤ b) Hai nguồn ngược pha: + + ð- 4,2 ≤ k ≤ 5,3; k ∈ Z nên k nhận 10 λ 2π λ 2π giá trị, số điểm cực đại 10 C CÁC CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Cấp độ 1,2 Câu 1: Khi nói sóng cơ, phát biểu sai? A Sóng dọc sóng mà phương dao động phần tử vật chất nơi sóng truyền qua trùng với phương truyền sóng B Sóng không truyền chân không C Sóng ngang sóng mà phương dao động phần tử vật chất nơi sóng truyền qua vuông góc với phương truyền sóng D Khi sóng truyền đi, phần tử vật chất nơi sóng truyền qua truyền theo sóng Câu 2: Phát biểu sau nói sóng học? A Sóng dọc sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng B Sóng âm truyền chân không C Sóng ngang sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng D Sóng dọc sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng Câu 3:Tốc độ truyền sóng tốc độ: A chuyển động phần tử vật chất B dao động nguồn sóng C truyền pha dao động D dao động phần tử vật chất Câu 4:Tại hai điểm A, B mặt nước nằm ngang có hai nguồn sóng kết hợp, biên độ, pha, dao động theo phương thẳng đứng Coi biên độ sóng lan truyền mặt nước không đổi trình truyền sóng Phần tử nước thuộc trung điểm đoạn AB A dao động với biên độ nhỏ biên độ dao động nguồn B không dao động C dao động với biên độ cực đại D dao động với biên độ biên độ dao động nguồn Câu 5: Một sóng âm truyền không khí, số đại lượng: biên độ sóng, tần số sóng, vận tốc truyền sóng bước sóng; đại lượng không phụ thuộc vào đại lượng lại A tần số sóng B biên độ sóng C vận tốc truyền sóng D bước sóng Câu 6: Âm sắc đặc tính sinh lí âm A phụ thuộc vào biên độ B phụ thuộc vào tần số C phụ thuộc vào cường độ âm D phụ thuộc vào tần số biên độ Câu 7:Một sóng học có bước sóng λ truyền theo đường thẳng từ điểm M đến điểm N Biết khoảng cách MN = d Độ lệch pha Δϕ dao động hai điểm M N 2π d πd πλ 2πλ A ∆ϕ = B ∆ϕ = C ∆ϕ = D ∆ϕ = λ λ d d Câu 8:Một nguồn dao động đặt điểm A mặt chất lỏng nằm ngang phát dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với phương trình uA = acos ωt Sóng nguồn dao động tạo truyền mặt chất lỏng có bước sóng λ tới điểm M cách A khoảng x Coi biên độ sóng vận tốc sóng không đổi truyền phương trình dao động điểm M A uM = acos ωt B uM = acos(ωt −πx/λ) C uM = acos(ωt + πx/λ) D uM = acos(ωt −2πx/λ) Câu 9:Trên mặt nước nằm ngang có hai nguồn kết hợp S1 S2 dao động theo phương thẳng đứng, pha, với biên độ a không thay đổi trình truyền sóng Khi có giao thoa hai sóng mặt nước dao động trung điểm đoạn S1S2 có biên độ A a B cực tiểu C a/2 D cực đại Câu 10: Khi nói sóng học, phát biểu sau sai? A Sóng học truyền tất môi trường rắn, lỏng, khí chân không B Sóng học lan truyền mặt nước sóng ngang C Sóng học lan truyền dao động học môi trường vật chất D Sóng âm truyền không khí sóng dọc Câu 11: Mối liên hệ bước sóng λ, vận tốc truyền sóng v, chu kì T tần số f sóng T v T f T A f = = B v = = C λ = = D λ = = vf f λ T λ v v v Câu 12: Một nguồn âm A chuyển động đều, tiến thẳng đến máy thu âm B đứng yên không khí âm mà máy thu B thu có tần số A tần số âm nguồn âm A B nhỏ tần số âm nguồn âm A C không phụ thuộc vào tốc độ chuyển động nguồn âm A D lớn tần số âm nguồn âm A Câu 13: Một âm có tần số xác định truyền nhôm,nước ,không khí với tốc độ tương ứng v1,v2, v.3.Nhận định sau A v1 >v2> v.3 B v3 >v2> v.1 C v2 >v3> v.2 D v2 >v1> v.3 Câu 14: Tại hai điểm A B mặt nước nằm ngang có hai nguồn sóng kết hợp, dao động theo phương thẳng đứng Có giao thoa hai sóng mặt nước Tại trung điểm đoạn AB, phần tử nước dao động với biên độ cực đại Hai nguồn sóng dao động A lệch pha góc π/3 B pha C ngược pha D lệch pha góc π/2 Câu 15: Khi nói sóng cơ, phát biểu sau sai? A Bước sóng khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng mà dao động hai điểm ngược pha B Sóng phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng gọi sóng dọc C Sóng phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng gọi sóng ngang D Tại điểm môi trường có sóng truyền qua, biên độ sóng biên độ dao động phần tử môi trường Câu 16: Sóng siêu âm A không truyền chân không B truyền nước nhanh sắt C truyền không khí nhanh nước D truyền chân không Câu 17: Đối với sóng âm, hiệu ứng Đốp – ple tượng A Cộng hưởng xảy hộp cộng hưởng nhạc cụ B Giao thoa hai sóng tần số có độ lệch pha không đổi theo thời gian C Tần số sóng mà máy thu khác tần số nguồn phát sóng có chuyển động tương đối nguồn sóng máy thu D Sóng dừng xảy ống hình trụ sóng tới gặp sóng phản xạ Câu 18: Khoảng cách hai điểm phương truyền sóng gần dao động pha với gọi A vận tốc truyền sóng B độ lệch pha C chu kỳ D bước sóng Câu 19: Một sóng âm truyền từ không khí vào nước A tần số bước sóng thay đổi B tần số bước sóng không thay đổi C tần số không thay đổi, bước sóng thay đổi D tần số thay đổi, bước sóng không thay đổi Câu 20: Tại điểm, đại lượng đo lượng lượng mà sóng âm truyền qua đơn vị diện tích đặt điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng đơn vị thời gian A cường độ âm B độ cao âm C độ to âm D mức cường độ âm Câu 21: Điều kiện có giao thoa sóng gì? A Có hai sóng chuyển động ngược chiều giao B Có hai sóng tần số có độ lệch pha không đổi C Có hai sóng bước sóng giao D Có hai sóng biên độ, tốc độ giao Câu 22: Thế sóng kết hợp? A Hai sóng chuyển động chiều tốc độ B Hai sóng kèm với C Hai sóng có tần số có độ lệch pha không đổi theo thời gian D Hai sóng có bước sóng có độ lệch pha biến thiên tuần hoàn Câu 23: Có tượng xảy sóng mặt nước gặp khe chắn hẹp có kích thước nhỏ bước sóng? A Sóng tiếp tục truyền thẳng qua khe B Sóng gặp khe phản xạ trở lại C Sóng truyền qua khe giống tâm phát sóng D Sóng gặp khe dừng lại Câu 24: Hiện tượng giao thoa xảy có: A hai sóng chuyển động ngược chiều B hai dao động chiều, pha gặp C hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động pha, biên độ gặp D hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động pha, pha gặp Câu 25: Phát biểu sau không đúng? Hiện tượng giao thoa sóng xảy hai sóng tạo từ hai tâm sóng có đặc điểm sau: A tần số, pha B tần số, ngược pha C tần số, lệch pha góc không đổi D biên độ, pha Câu 26: Phát biểu sau đúng? A Hiện tượng giao thoa sóng xảy có hai sóng chuyển động ngược chiều B Hiện tượng giao thoa sóng xảy có hai dao động chiều, pha gặp C Hiện tượng giao thoa sóng xảy có hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động pha, biên độ D Hiện tượng giao thoa sóng xảy có hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động tần số, pha Câu 27: Phát biểu sau không đúng? A Khi xảy tượng giao thoa sóng mặt chất lỏng, tồn điểm dao động với biên độ cực đại B Khi xảy tượng giao thoa sóng mặt chất lỏng, tồn điểm không dao động C Khi xảy tượng giao thoa sóng mặt chất lỏng, điểm không dao động tạo thành vân cực tiểu D Khi xảy tượng giao thoa sóng mặt chất lỏng, điểm dao động mạnh tạo thành đường thẳng cực đại Câu 28: Trong tượng giao thoa sóng mặt nước, khoảng cách hai cực đại liên tiếp nằm đường nối hai tâm sóng bao nhiêu? A hai lần bước sóng B bước sóng C nửa bước sóng D phần tư bước sóng Cấp độ 3,4 Câu 29: Một sóng âm có tần số 200 Hz lan truyền môi trường nước với vận tốc 1500 m/s Bước sóng sóng môi trường nước A 3,0 km B 75,0 m C 30,5 m D 7,5 m Câu 30: Một sóng truyền môi trường với vận tốc 110 m/s có bước sóng 0,25 m Tần số sóng A 50 Hz B 220 Hz C 440 Hz D 27,5 Hz Câu 31:Quan sát sóng dừng sợi dây đàn hồi, người ta đo khoảng cách nút sóng liên tiếp 100 cm Biết tần số sóng truyền dây 100 Hz, vận tốc truyền sóng dây là: A 50 m/s B 100 m/s C 25 m/s D 75 m/s Câu 32:sóng có tần số 50 Hz truyền môi trường với vận tốc 160 m/s Ở thời điểm, hai điểm gần phương truyền sóng có dao động pha với nhau, cách A 3,2m B 2,4m C 1,6m D 0,8m Câu 33: Một sóng có chu kì 0,125s tần số sóng A 8Hz B 4Hz C 16Hz D 10Hz Câu 34: Một sóng ngang truyền theo chiều dương trục Ox, có phương trình sóng u=6cos(4πt0,02πx); u x tính cm, t tính s Sóng có bước sóng A 150 cm B 50 cm C 100 cm D 200 cm., Câu 35: Một sóng có tần số 0,5 Hz truyền sợi dây đàn nhồ đủ dài với tốc độ 0,5 m/s Sóng có bước sóng A 1,2 m B 0,5 m C 0,8 m D m Câu 36: Trên sợi dây đàn hồi dài 1m, hai đầu cố định, có sóng dừng với bụng sóng Bước sóng sóng truyền A 1m B 0,5m C 2m D 0,25m Câu 37: Trên sợi dây đàn hồi có sóng dừng Biết khoảng cách ngắn nút sóng vị trí cân bụng sóng 0,25m Sóng truyền dây với bước sóng A 0,5 m B 1,5 m C 1,0 m D 2,0 m Câu 38: Một sóng âm truyền không khí với tốc độ 340 m/s bước sóng 34 cm Tần số sóng âm A 500 Hz B 2000 Hz C 1000 Hz D 1500 Hz Câu 39: Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số 50Hz đo khoảng cách hai vân tối liên tiếp nằm đường nối hai tâm dao động 2mm Bước sóng sóng mặt nước bao nhiêu? A λ = 1mm B λ = 2mm C λ = 4mm D λ = 8mm Câu 40: Tạo sóng ngang O dây đàn hồi Một điểm M cách nguồn phát sóng O khoảng d = 20cm có phương trình dao động uM = 5cos2π(t - 0,125) cm Vận tốc truyền sóng dây 80cm/s Phương trình dao động nguồn O phương trình dao động phương trình sau? A uo = 5cos(2πt - π/2) cm B uo= 5cos(2πt + π/2) cm C uo = 5cos(2πt + π/4) cm D uo= 5cos(2πt - π/4) cm Câu 41: Lúc t = đầu O dây cao su căng thẳng nằm ngang bắt đầu dao động lên từ vị trí cân theo chiều dương với biên độ 1,5cm, chu kì T = 2s Hai điểm gần dây dao động pha cách 6cm Viết phương trình dao động M cách O 1,5 cm A uM = 1,5 cos(πt - π/2) cm B uM = 1,5 cos(2πt - π/2) cm C uM = 1,5 cos(πt - 3π/2) cm D uM= 1,5 cos(πt - π) cm Câu 42: Một dao động lan truyền môi trường từ điểm M đến điểm N cách M đoạn 0,9(m) với vận tốc 1,2(m/s) Biết phương trình sóng N có dạng uN= 0,02cos 2πt (m) Viết biểu thức sóng M: A uM = 0,02cos2πt (m) B uM = 0,02cos(2πt + 3π/2) (m) C uM = 0,02cos(2πt -3 π/2) (m) D uM = 0,02cos(2πt - π) (m) Câu 43: Thực hiên giao thoa sóng mặt chất lỏng với hai nguồn S1, S2 cách 130 cm Phương trình dao động S1, S2 u = 2cos40 πt Vận tốc truyền sóng 8m/s Biên độ sóng không đổi, số điểm cực đại đoạn S1, S2 bao nhiêu? A B C 10 D 12 Câu 44: Tại điểm A,B cách 40 cm mặt chất lỏng có nguồn sóng kết hợp dao động pha với bước sóng 2cm M điểm thuộc đường trung trực AB cho AMB tam giác cân Tìm số điểm đứng yên MB A 19 B 20 C 21 D 40 Câu 45: Tại mặt nước nằm ngang có hai nguồn kết hợp A, B dao động theo phương thẳng đứng với phương trình là: u1 = a1cos(40pt + π/6) cm, u2= a2cos(40πt + π/2) cm Hai nguồn tác động lên mặt nước hai điểm A, B cách 18 cm Biết v = 120cm/s Gọi C D hai điểm thuộc mặt nước cho A, B, C, D hình vuông số điểm dao động cực tiểu đoạn C, D là: A B C D Hướng dẫn giải số câu: Câu 40: C Câu 41: D Câu 42: B Câu 43: A Câu 44: B 10 Câu 45: B v λ = = 6(cm) f Gọi M điểm dao động với biên độ cực tiểu đoạn CD Ta có độ lệch pha sóng truyền tới M là: 2π ( d1 − d ) 2π (d1 − d ) π ∆ϕ = + (ϕ − ϕ1 ) = + với d1 = MA ; d = MB λ Tại M biên độ dao động cực tiểu nên: ∆ϕ = (2k + 1)π π (d1 − d ) π ⇒ d1 − d = 6k + ⇔ + = (2k + 1)π 3 Mà AD − AB ≤ d1 − d ≤ AC − BC ⇔ −1,575 ≤ k ≤ 0,908 Vậy có giá trị k là: -1; tức có CTGT CD 11 BUỔI SÓNG DỪNG SÓNG ÂM A KIẾN THỨC CƠ BẢN I Sóng dừng - Sóng dừng sóng có nút bụng cố định không gian - Sóng dừng kết giao thoa sóng tới sóng phản xạ - Bụng sóng điểm dao động với biên độ cực đại, nút sóng điểm không dao động - Ứng dụng: để xác định vận tốc truyền sóng - Sóng tới sóng phản xạ truyền theo phương, giao thoa với nhau, tạo hệ sóng dừng - Trong sóng dừng có số điểm luôn đứng yên gọi nút, số điểm luôn dao động với biên độ cực đại gọi bụng Khoảng cách hai nút liên tiếp hai bụng liên tiếp bước sóng - Sóng tới sóng phản xạ truyền phương, giao thoa với nhau, tạo hệ sóng dừng - Trong sóng dừng có số điểm luôn đứng yên gọi nút, số điểm luôn dao động với biên độ cực đại gọi bụng λ - Khoảng cách nút bụng liền kề sóng dừng λ - Khoảng cách nút bụng liền kề sóng dừng - Hai điểm đối xứng qua bụng sóng dao động pha, hai điểm đối xứng qua nút sóng dao động ngược pha λ λ - Để có bụng sóng điểm M cách vật cản cố định khoảng d thì: d = k + ; k ∈ Z λ - Để có nút sóng điểm M cách vật cản cố định khoảng d thì: d = k ; k ∈ Z λ - Để có bụng sóng điểm M cách vật cản tự khoảng d thì: d = k ; k ∈ Z λ λ - Để có nút sóng điểm M cách vật cản tự khoảng d thì: d = k + ; k ∈ Z - Điều kiện để có sóng dừng sợi dây có chiều dài l: λ kv + Hai đầu hai nút hai bụng thì: l = k = 2f λ (2k + 1)v + Một đầu nút, đầu bụng thì: l = (2k + 1) = 4f II Sóng âm Một số khái niệm - Sóng âm sóng học dọc truyền môi trường khí, lỏng, rắn - Nguồn âm vật dao động phát âm - Tần số dao động nguồn tần số sóng âm - Âm nghe (âm thanh) có tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz - Âm có tần số 16 Hz gọi hạ âm - Âm có tần số 20000 Hz gọi siêu âm -Siêu âm có tần số lớn, có nhiều ứng dụng quan trọng kỹ thuật y học - Nhạc âm âm có tần số xác định, tạp âm âm tần số xác định - Âm không truyền chân không - Trong môi trường, âm truyền với tốc độ xác định Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ môi trường nhiệt độ môi trường Khi âm truyền từ môi trường sang môi trường khác vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng sóng âm thay đổi tần số âm không thay đổi 12 - Âm không truyền qua chất xốp bông, len, , chất gọi chất cách âm Đặc trưng vật lý âm - Cường độ âm I điểm đại lượng đo lượng mà sóng âm tải qua đơn vị diện tích đặt điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng đơn vị thời gian; đơn vị W/m 2: I W P = = St S Với nguồn âm có công suất P âm phát theo hướng cường độ âm điểm P cách nguồn âm khoảng R là: I = ; với 4πR diện tích mặt cầu bán kính R 4πR + Ngưỡng nghe: cường độ âm nhỏ mà tai người nghe rỏ Ngưỡng nghe phụ thuộc vào tần số âm Âm có tần số 1000 Hz đến 5000 Hz, ngưỡng nghe khoảng 10-12 W/m2 + Ngưỡng đau: cường độ âm cực đại mà tai người nghe có cảm giác đau nhức Đối với tần số âm ngưỡng đau ứng với cường độ âm 10 W/m2 + Miền nghe được: miền nằm ngưỡng nghe ngưỡng đau I - Mức cường độ âm: L = lg với I0 chuẩn cường độ âm (âm nhỏ vừa đủ nghe, thường lấy I0 chuẩn cường độ âm I0 = 10-12 W/m2 với âm có tần số 1000 Hz) gọi mức cường độ âm âm có cường độ I Đơn vị mức cường độ âm ben (B) Trong thực tế người ta thường dùng ước số ben đêxiben (dB): 1dB = 0,1 B - Tần số dao động âm: Khi nhạc cụ phát âm có tần số f nhạc cụ đồng thời phát loạt âm có tần số 2f0, 3f0, có cường độ khác Âm có tần số f0 gọi âm hay họa âm thứ nhất, âm có tần số 2f 0, 3f0, … gọi họa âm thứ 2, thứ 3, … Biên độ họa âm lớn, nhỏ không nhau, tùy thuộc vào nhạc cụ Tập hợp họa âm tạo thành phổ nhạc âm Tổng hợp đồ thị dao động tất họa âm nhạc âm ta đồ thị dao động nhạc âm v + Tần số sóng âm dây đàn có chiều dài l phát (hai đầu cố định): f = k ; k = 1, âm phát 2l âm bản; k = 2, 3, 4, …, âm phát họa âm v Tần số sóng âm ống sáo có chiều dài l phát (một đầu bịt kín, đầu để hở): f = (2k + 1) ; 4l k = 0, âm phát âm hay họa âm thứ nhất, k = 1, 2, 3, …, âm phát họa âm thứ 2, thứ 3, thứ Đặc trưng sinh lí sóng âm: Độ cao, độ to, âm sắc - Độ cao: đặc trưng sinh lí phụ thuộc vào tần số âm, không phụ thuộc vào lượng âm - Độ to: đặc trưng sinh lí phụ thuộc vào tần số âm mức cường độ âm + Giá trị nhỏ cường độ âm mà tai nghe thấy ngưỡng nghe, ngưỡng nghe phụ thuộc vào tần số + Giá trị lớn cường độ âm mà tai nghe thấy ngưỡng đau, ngưỡng đau phụ thuộc vào tần số âm + Độ to âm phụ thuộc vào cường độ âm tần số âm - Âm sắc: đặc trưng âm giúp ta phân biệt âm phát từ nguồn khác Âm sắc liên quan đến đồ thị dao động âm Âm sắc phụ thuộc vào tần số biên độ hoạ âm B LUYỆN TẬP Dạng 1: Tìm tần số sóng dừng, số bụng, số nút sóng dừng sợi dây *Phương pháp giải Áp dụng kiến thức sau: 13 - Vận tốc truyền sóng: v = λ f = λ T - Để có bụng sóng điểm M cách vật cản cố định khoảng d thì: d = k λ λ + ; k ∈ Z λ ; k ∈ Z λ - Để có bụng sóng điểm M cách vật cản tự khoảng d thì: d = k ; k ∈ Z λ λ - Để có nút sóng điểm M cách vật cản tự khoảng d thì: d = k + ; k ∈ Z - Điều kiện để có sóng dừng sợi dây có chiều dài l: λ kv + Hai đầu hai nút thì: l = k = ; Số bụng = k ; Số nút = k+1 2f (2k + 1)v λ + Một đầu nút, đầu bụng thì: l = (2k + 1) = ; Số nút = số bụng = k+1 4f *Vi dụ minh họa Bài Một sợi dây đàn hồi căng ngang, hai đầu cố định Trên dây có sóng dừng, tốc độ truyền sóng không đổi Khi tần số sóng dây 42 Hz dây có điểm bụng Tính tần số sóng dây dây có điểm bụng HD Vì hai đầu cố định nút nên ta có: v v λ λ' k' f l=k =k = k’ = k’ ð f’ = = 63 Hz 2f 2f ' 2 k Bài Quan sát sóng dừng sợi dây AB, đầu A dao động điều hòa theo phương vuông góc với sợi dây (coi A nút) Với đầu B tự tần số dao động đầu A 22 Hz dây có nút Nếu đầu B cố định coi tốc độ truyền sóng dây cũ, để có nút tần số dao động đầu A phải bao nhiêu? HD Khi B tự thì: v v λ λ l = (2k + 1) = (2k + 1) Khi B cố định thì: l = k = k f1 f2 2kf1 2.5.22 ð f2 = Vì dây có nút nên k = Vậy: f2 = = 20 (Hz) 2k + 2.5 + Bài Một sợi dây AB dài 100 cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với nhánh âm thoa dao động điều hòa với tần số 40 Hz Trên dây AB có sóng dừng ổn định, A coi nút sóng Tốc độ truyền sóng dây 20 m/s Tìm số nút sóng bụng sóng dây, kể A B AB v AB HD Ta có: λ = = 0.5 m = 50 cm Trên dây có: N = λ = = bụng sóng Vì có bụng sóng f λ với hai nút hai đầu nên có nút (kể hai nút A B) - Để có nút sóng điểm M cách vật cản cố định khoảng d thì: d = k Bài Một sợi dây AB dài 50 cm Đầu A dao động với tần số f = 50 Hz Đầu B cố định Trên dây AB có sóng dừng ổn định, A coi nút sóng Tốc độ truyền sóng dây m/s Hỏi điểm M cách A khoảng 3,5 cm nút hay bụng thứ kể từ A dây có nút, bụng kể A B v λ λ HD Ta có: λ = = 0,02 m = cm; AM = 3,5 cm = = (2.3 + 1) f 4 Bài Trong ống sáo đầu kín đầu hở có sóng dừng với tần số 110 Hz Biết tốc độ truyền âm không khí 330 m/s Tìm độ dài ống sáo 14 v =3 m Đầu kín ống sáo nút, đầu hở bụng sóng dừng nên chiều dài f λ ống sáo là: L = = 0,75 m Dạng 2: Tinh cường độ âm mức cường độ âm điểm, công suất nguồn âm *Phương pháp giải W P w = - Cường độ âm điểm: I = ( 2) St S m Với nguồn âm có công suất P âm phát theo hướng cường độ âm điểm P cách nguồn âm khoảng R là: I = ; với 4πR2 diện tích mặt cầu bán kính R 4πR I - Mức cường độ âm: L = lg với I0 chuẩn cường độ âm (âm nhỏ vừa đủ nghe, thường lấy I0 chuẩn cường độ âm I0 = 10-12 W/m2 với âm có tần số 1000 Hz) gọi mức cường độ âm âm có cường độ I Đơn vị mức cường độ âm ben (B) Trong thực tế người ta thường dùng ước số ben đêxiben (dB): 1dB = 0,1 B *Vi dụ minh họa Bài Một nguồn sóng âm (được coi nguồn điểm) có công suất μW Cường độ âm mức cường độ âm điểm cách nguồn m là: A 8,842.10-9 W/m2; 39,465 dB B 8,842.10-9 W/m2; 394,65 dB -10 C 8,842.10 W/m ; 3,9465 dB D 8,842.10-9 W/m2; 3,9465 dB HD: Đáp án A HD Ta có: λ = Bài Loa máy thu có công suất P = W a) Tính mức cường độ âm loa tạo điểm cách máy m b) Để điểm mức cường độ âm 70 dB, phải giảm nhỏ công suất loa lần? I P HD a) Ta có: L = lg = lg = 10 B = 100 dB I0 4π R I P P' P P b) Ta có: L – L’ = lg - lg = lg ð = 10L - L’ = 1000 2 4πR I 4πR I P' P' Vậy phải giảm nhỏ công suất loa 1000 lần Bài Mức cường độ âm nguồn S gây điểm M L; cho nguồn S tiến lại gần M khoảng D mức cường độ âm tăng thêm dB a) Tính khoảng cách từ S đến M biết D = 62 m b) Biết mức cường độ âm M 73 dB Tính công suất nguồn HD a) Ta có: L’ – L P P SM = lg - lg = lg 4π ( SM − D ) I 4πSM I ( SM − D) SM 5.D ) = 10L’ – L = 100,7 = ð SM = = 112 m SM − D −1 P P b) Ta có: L = lg ð = 10L ð P = 4πSM2I010L = 3,15 W 4πSM I 4πSM I ð( Dạng 3: Bài tập liên quan đến tần số họa âm *Phương pháp giải 15 v ; k = 1, âm phát 2l âm hay họa âm thứ nhất, k = 2, 3, …, âm phát họa âm thứ 2, thứ 3, thứ v Tần số sóng âm ống sáo có chiều dài l phát (một đầu bịt kín, đầu để hở): f = (2k + 1) ; 4l k = 0, âm phát âm bản, k = 1, 2, 3, …, âm phát họa âm thứ 2, 3, *Vi dụ minh họa Bài 1: Trong ống sáo đầu kín đầu hở có sóng dừng với tần số 110 Hz Biết tốc độ truyền âm không khí 330 m/s Tìm độ dài ống sáo v HD Ta có: λ = =3 m Đầu kín ống sáo nút, đầu hở bụng sóng dừng nên chiều dài f λ ống sáo là: L = = 0,75 m Bài 2: Hai họa âm liên tiếp dây đàn phát có tần số 56 Hz Tính tần số họa âm thứ ba dây đàn phát HD Ta có: kf – (k – 1)f = 56 ð Tần số âm bản: f = 56 Hz ð Tần số họa âm thứ là: f = 3f = 168 Hz C CÁC CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Cấp độ 1,2 Câu 1: Khi nói siêu âm, phát biểu sau sai? A Siêu âm truyền chất rắn B Siêu âm bị phản xạ gặp vật cản C Siêu âm có tần số lớn 20 KHz D Siêu âm truyền chân không Câu 2: Một sóng âm truyền không khí, số đại lượng: biên độ sóng, tần số sóng, vận tốc truyền sóng bước sóng; đại lượng không phụ thuộc vào đại lượng lại A bước sóng B tần số sóng C biên độ sóng D vận tốc truyền sóng Câu 3: Một sóng âm truyền không khí, số đại lượng: biên độ sóng, tần số sóng, vận tốc truyền sóng bước sóng; đại lượng không phụ thuộc vào đại lượng lại A tần số sóng B biên độ sóng C vận tốc truyền sóng D bước sóng Câu 4: Âm sắc đặc tính sinh lí âm A phụ thuộc vào biên độ B phụ thuộc vào tần số C phụ thuộc vào cường độ âm D phụ thuộc vào tần số biên độ Câu 5: Quan sát sợi dây thấy có sóng dừng với biên độ bụng sóng A Tại điểm sợi dây cách bụng sóng phần tư bước sóng có biên độ dao động A.a/2 B C a/4 D a Câu 6:Trên sợi dây có chiều dài l , hai đầu cố định, có sóng dừng Trên dây có bụng sóng Biết vận tốc truyền sóng dây v không đổi Tần số sóng v v 2v v A B C D 2l 4l l l Câu 7: Khi nói sóng học, phát biểu sau sai? A Sóng học truyền tất môi trường rắn, lỏng, khí chân không B Sóng học lan truyền mặt nước sóng ngang C Sóng học lan truyền dao động học môi trường vật chất D Sóng âm truyền không khí sóng dọc Câu 8: Khi có sóng dừng sợi dây đàn hồi, khoảng cách từ bụng đến nút gần A số nguyên lần bước sóng B nửa bước sóng C bước sóng D phần tư bước sóng Câu 9: Một âm có tần số xác định truyền nhôm,nước ,không khí với tốc độ tương ứng v1,v2, v.3.Nhận định sau - Tần số sóng âm dây đàn có chiều dài l phát (hai đầu cố định): f = k 16 A v1 >v2> v.3 B v3 >v2> v.1 C v2 >v3> v.2 D v2 >v1> v.3 Câu 10: Sóng siêu âm A không truyền chân không B truyền nước nhanh sắt C truyền không khí nhanh nước D truyền chân không Câu 11:Tại vị trí môi trường truyền âm ,một sóng âm có cường độ âm I.Biết cường độ âm chuẩn I0 Mức cường độ âm L sóng âm vị trí tính công thức I I I I A L( dB) =10 lg B L( dB) =10 lg C L( dB) = lg D L( dB) = lg I0 I0 I I Câu 12: Khi có sóng dừng dây, khoảng cách hai nút liên tiếp A số nguyên lần bước sóng B phần tư bước sóng C nửa bước sóng D bước sóng Câu 13: Khi có sóng dừng sợi dây đàn hồi khoảng cách hai bụng sóng liên tiếp A hai bước sóng B bước sóng C phần tư bước sóng D nửa bước sóng Câu 14Một sóng âm truyền từ không khí vào nước A tần số bước sóng thay đổi B tần số bước sóng không thay đổi C tần số không thay đổi, bước sóng thay đổi D tần số thay đổi, bước sóng không thay đổi Câu 15: Tại điểm, đại lượng đo lượng lượng mà sóng âm truyền qua đơn vị diện tích đặt điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng đơn vị thời gian A cường độ âm B độ cao âm C độ to âm D mức cường độ âm Câu 16: Ta quan sát thấy tượng dây có sóng dừng? A Tất phần tử dây đứng yên B Trên dây có bụng sóng xen kẽ với nút sóng C Tất điểm dây dao động với biên độ cực đại D Tất điểm dây chuyển động với tốc độ Câu 17: Sóng truyền sợi dây hai đầu cố định có bước sóng λ Muốn có sóng dừng dây chiều dài L dây phải thoả mãn điều kiện nào? λ A l = λ B l = C l= 2λ D l =λ2 Câu 18: Khi có sóng dừng sợi dây đàn hồi thì: A tất điểm dây dừng dao động B nguồn phát sóng dừng dao động C dây có điểm dao động với biên độ cực đại xen kẽ với điểm đứng yên D dây sóng phản xạ, sóng tới dừng lại Câu 19: Sóng dừng xảy dây đàn hồi cố dịnh khi: A Chiều dài dây phần tư bước sóng B Chiều dài bước sóng gấp đôi chiều dài dây C Chiều dài dây bước sóng D Chiều dài bước sóng số lẻ chiều dài dây Câu 20: Phát biểu sau đúng? A Khi có sóng dừng dây đàn hồi tất điểm dây dừng lại không dao động B Khi có sóng dừng dây đàn hồi nguồn phát sóng ngừng dao động điểm dây dao động C Khi có sóng dừng dây đàn hồi dây có điểm dao động mạnh xen kẽ với điểm đứng yên D Khi có sóng dừng dây đàn hồi dây sóng phản xạ, sóng tới bị triệt tiêu 17 Câu 21: Hiện tượng sóng dừng dây đàn hồi, khoảng cách hai nút sóng liên tiếp bao nhiêu? A hai lần bước sóng B bước sóng C nửa bước sóng D phần tư bước sóng Cấp độ 3,4 Câu 22: Một sóng âm có tần số 200 Hz lan truyền môi trường nước với vận tốc 1500 m/s Bước sóng sóng môi trường nước A 3,0 km B 75,0 m C 30,5 m D 7,5 m Câu 23:Trên sợi dây dài 0,9 m có sóng dừng.Kể hai nút hai đầu dây dây có 10 nút sóng.Biết tần số sóng truyền dây 200Hz Sóng truyền dây có tốc độ A 90 cm/s B 40 m/s C 40 cm/s D 90 m/s Câu 24:Quan sát sóng dừng sợi dây đàn hồi, người ta đo khoảng cách nút sóng liên tiếp 100 cm Biết tần số sóng truyền dây 100 Hz, vận tốc truyền sóng dây là: A 50 m/s B 100 m/s C 25 m/s D 75 m/s Câu 25: Một sóng có chu kì 0,125s tần số sóng A 8Hz B 4Hz C 16Hz D 10Hz Câu 26: Một sóng ngang truyền theo chiều dương trục Ox, có phương trình sóng u=6cos(4πt0,02πx); u x tính cm, t tính s Sóng có bước sóng A 150 cm B 50 cm C 100 cm D 200 cm., Câu 27: sợi dây đàn hồi có độ dài AB = 80cm, đầu B giữ cố định, đầu A gắn với cần rung dao động điều hòa với tần số 50Hz theo phương vuông góc với AB Trên dây có sóng dừng với bụng sóng, coi A B nút sóng Vận tốc truyền sóng dây A 40m/s B 20m/s C 10m/s D 5m/s Câu 28: Trên sợi dây đàn hồi dài 1m, hai đầu cố định, có sóng dừng với bụng sóng Bước sóng sóng truyền A 1m B 0,5m C 2m D 0,25m Câu 29: Trên sợi dây đàn hồi có sóng dừng Biết khoảng cách ngắn nút sóng vị trí cân bụng sóng 0,25m Sóng truyền dây với bước sóng A 0,5 m B 1,5 m C 1,0 m D 2,0 m Câu 30: Một sóng âm truyền không khí với tốc độ 340 m/s bước sóng 34 cm Tần số sóng âm A 500 Hz B 2000 Hz C 1000 Hz D 1500 Hz Câu 31: Một dây đàn dài 40cm, căng hai đầu cố định, dây dao động với tần số 600Hz ta quan sát dây có sóng dừng với hai bụng sóng Bước sóng dây A λ = 13,3cm B λ = 20cm C λ = 40cm D λ = 80cm Câu 32: Một dây đàn dài 40cm, căng hai đầu cố định, dây dao động với tần số 600Hz ta quan sát dây có sóng dừng với hai bụng sóng Tốc độ sóng dây A v = 79,8m/s B v = 120m/s C v = 240m/s D v = 480m/s Câu 33: Dây AB căng nằm ngang dài 2m, hai đầu A B cố định, tạo sóng dừng dây với tần số 50Hz, đoạn AB thấy có nút sóng Tốc độ truyền sóng dây A v = 100m/s B v = 50m/s C v = 25cm/s D v = 12,5cm/s Câu 34: Một ống sáo dài 80cm, hở hai đầu, tạo sóng đứng ống sáo với âm cực đại hai đầu ống, khoảng ống sáo có hai nút sóng Bước sóng âm A λ = 20cm B λ = 40cm C λ = 80cm D λ = 160cm Câu 35: Một sợi dây đàn hồi dài 60cm, rung với tần số 50Hz, dây tạo thành sóng dừng ổn định với bụng sóng, hai đầu hai nút sóng Tốc độ sóng dây A v = 60cm/s B v = 75cm/s C v = 12m/s D v = 15m/s Câu 36: Tại điểm M nằm môi trường truyền âm có mức cường độ âm L M = 80 dB Biết ngưỡng nghe âm I0 = 10-10 W/m2 Cường độ âm M có độ lớn A 10 W/m2 B W/m2 C 0,1 W/m2 D 0,01 W/m2 Câu 37: Một sóng âm truyền không khí Mức cường độ âm điểm M điểm N 40 dB 80 dB Cường độ âm N lớn cường độ âm M 18 A 1000 lần B 40 lần C lần D 10000 lần π Câu 38: Một nguồn phát sóng theo phương trình u = 4cos(4πt - ) (cm) Biết dao động hai π điểm gần phương truyền sóng cách 0,5 m có độ lệch pha Tốc độ truyền sóng A 1,0 m/s B 2,0 m/s C 1,5 m/s D 6,0 m/s Câu 39: Trong ống thẳng, dài m, hai đầu hở, tượng sóng dừng xảy với âm có tần số f Biết ống có nút sóng tốc độ truyền âm 330 m/s Tần số f có giá trị A 165 Hz B 330 Hz C 495 Hz D 660 Hz Câu 40: Một sợi dây đàn hồi, hai đầu cố định có sóng dừng Khi tần số sóng dây 20 Hz dây có bụng sóng Muốn dây có bụng sóng phải 20 A tăng tần sồ thêm Hz B Giảm tần số 10 Hz 20 C tăng tần số thêm 30 Hz D Giảm tần số Hz Câu 41 Mức cường độ âm điểm A môi trường truyền âm LA = 90 dB Cho biết ngưỡng nghe âm chuẩn I0 = 10-12 W/m2 Cường độ âm IA âm nhận giá trị sau đây? A 10-21 W/m2 B 10-3 W/m2 C 103 W/m2 D 1021 W/m2 Câu 42 Cho điểm A, B, C thẳng hàng, theo thứ tự xa dần nguồn âm Mức cường độ âm A, B, C 40 dB; 35,9 dB 30 dB Khoảng cách AB 30 m khoảng cách BC A 65 m B 40 m C 78 m D 108 m Câu 43 Nguồn âm điểm S phát sóng âm truyền môi trường đẳng hướng Có hai điểm A B nằm nửa đường thẳng xuất phát từ S Mức cường độ âm A LA = 40dB B LB = 60dB Bỏ qua hấp thụ âm Mức cường độ âm trung điểm C AB là: A 45,19dB B 46,67dB C 50dB D 52,26dB Câu 44 Một nguồn âm có kích thước nhỏ, phát sóng âm sóng cầu Bỏ qua hấp thụ phản xạ âm môi trường Cường độ âm chuẩn I0 = 10-12 W/m2 Tại điểm mặt cầu có tâm nguồn phát âm, bán kính 1m, có mức cường độ âm 105 dB Công suất nguồn âm : A 0,1256 W B 0,3974 W C 0,4326 W D 1,3720 W Câu 45 Một nguồn phát âm điểm N, phát sóng âm theo hướng không gian Hai điểm A, B nằm đường thẳng qua nguồn, bên so với nguồn Cho biết AB = 3NA mức cường độ âm A 5,2 B va A, B phía so với nguồn mức cường độ âm B là: A B B B C 3,6 B D B Hướng dẫn giải số câu: Câu 41: B Câu 42: C Giả sử nguồn âm O có công suất P ta có Câu 43: A nên nên Suy SA = 10SB Cho (Thực nhìn đề ta bấm máy 19 SA = 10SB, sau ta xét tỉ lệ nên cho SA = 10, SB = 1) Câu 44: B Câu 45: D Ta có 20 ĐỀ ÔN TẬP/ LUYỆN TẬP/ KIỂM TRA CHƯƠNG II – SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM Câu 1: Khi nói siêu âm, phát biểu sau sai? A Siêu âm truyền chất rắn B Siêu âm bị phản xạ gặp vật cản C Siêu âm có tần số lớn 20 KHz D Siêu âm truyền chân không Câu 2: Khi nói sóngcơ học, phát biểu sau sai? A Sóng học lantruyền daođộng học môi trường vật chất B Sóng học truyền tất cảcác môi trường rắn,lỏng, khí chân không C Sóng học có phương dao động vuông góc với phươngtruyền sóng sóng ngang D Sóng âmtruyền không khí sóng dọc Câu 3: Khi nói sóng cơ, phát biểu sai? A Sóng dọc sóng mà phương dao động phần tử vật chất nơi sóng truyền qua trùng với phương truyền sóng B Sóng không truyền chân không C Sóng ngang sóng mà phương dao động phần tử vật chất nơi sóng truyền qua vuông góc với phương truyền sóng D Khi sóng truyền đi, phần tử vật chất nơi sóng truyền qua truyền theo sóng Câu 4: Phát biểu sau nói sóngcơ học? A Sóng dọc sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng B Sóng âmtruyền chân không C Sóng ngang sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng D Sóng dọc sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng Câu 5: Một sóng âm truyền không khí, số đại lượng: Biênđộsóng, tần số sóng, vận tốc truyền sóng bước sóng; đại lượng không phụ thuộc vào đại lượng lại A bước sóng B tần số sóng C biên độ sóng D vận tốc truyền sóng Câu 6: Tại hai điểm A, B mặt nước nằm ngang có hai nguồn sóng kết hợp, biên độ, pha, dao động theo phương thẳng đứng Coi biên độ sóng lan truyền mặt nước không đổi trình truyền sóng Phần tử nước thuộc trung điểm đoạn AB A dao động với biên độnhỏ biên độ dao động mỗinguồn B không dao động C dao động với biên độcực đại D dao động với biên độbằng biên độ dao động nguồn Câu 7: Một sóng âm truyền trongkhông khí, số đại lượng: Biên độ sóng,tần số sóng,vận tốc truyền sóng bước sóng; đại lượng không phụ thuộc vào đại lượng lại A tần số sóng B biên độ sóng C vận tốc truyền sóng D bước sóng Câu 8: Âm sắc đặc tính sinh lí âm A phụ thuộc vào biên độ B phụ thuộc vào tần số C phụ thuộc vào cường độ âm D phụ thuộc vào tần số biên độ Câu 9: Quan sát sợi dây thấy có sóng dừng với biên độ bụng sóng A Tại điểm sợi dây cách bụng sóng phần tư bước sóng có biên độ dao động A.a/2 B C a/4 D a Câu 10: Một sóng học có bước sóng λ truyền theo đường thẳng từ điểm M đến điểm N Biết khoảng cách MN = d Độ lệch pha Δϕ dao động hai điểm M N 2π d πd πλ 2πλ A ∆ϕ = B ∆ϕ = C ∆ϕ = D ∆ϕ = λ λ d d Câu 11: Một nguồn dao động đặt điểm A mặt chất lỏng nằm ngang phát dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với phương trình uA=acosωt Sóng nguồn dao động tạo truyền mặt chất lỏng có bước sóng λ tới điểm M cách A khoảng x Coi biên độ sóng vận tốc sóng không đổi truyền phương trình dao động điểm M 21 A uM = acos ωt B uM = acos(ωt −πx/λ) C uM = acos(ωt + πx/λ) D uM = acos(ωt −2πx/λ) Câu 12: Trên mặt nước nằm ngang có hai nguồn kết hợp S1 S2 dao động theo phương thẳng đứng, pha,với biên độ akhông thay đổi trình truyền sóng.Khi có giao thoa hai sóng mặt nước dao động trung điểm đoạn S1S2có biênđộ A a B cực tiểu C a/2 D cực đại Câu 13: Trên sợi dây có chiều dài l, hai đầu cố định, có sóng dừng Trên dây có bụng sóng Biết vận tốc truyền sóng dây v không đổi Tần số sóng v v 2v v A B C D 2l 4l l l Câu 14: Khi nói sóng học, phát biểu sau sai? A Sóng học truyền tất môi trường rắn, lỏng, khí chân không B Sóng học lan truyềntrên mặt nước sóng ngang C Sóng học lan truyềndaođộngcơ học môi trườngvật chất D Sóng âmtruyền khôngkhí làsóng dọc Câu 15: Khi có sóng dừng sợi dây đàn hồi, khoảng cách từ bụng đến nút gần A số nguyên lần bước sóng B nửabước sóng C bước sóng D phần tư bước sóng Câu 16: Mối liên hệ bước sóngλ,vận tốctruyền sóng v, chu kì T tần số f sóng T v T f T A f = = B v = = C λ = = D λ = = vf f λ T λ v v v Câu 17: Một nguồn âm A chuyển động đều, tiến thẳng đến máy thuâm B đứng yên không khí âm mà máy thu B thu có tần số A tần số âmcủa nguồnâmA B nhỏ tần số âmcủa nguồnâmA C không phụ thuộc vào tốc độ chuyển động nguồnâmA D lớn tần số âmcủa nguồn âmA Câu 18: Một âm có tần số xác định truyền nhôm,nước ,không khí với tốc độ tương ứng v1,v2, v.3.Nhận định sau A v1 >v2> v.3 B v3 >v2> v.1 C v2 >v3> v.2 D v2 >v1> v.3 Câu 19: Tại hai điểm A B mặt nước nằm ngang có hai nguồn sóng kết hợp, dao động theo phương thẳng đứng Có giao thoa hai sóng mặt nước Tại trung điểm đoạn AB, phần tử nước dao động với biên độcực đại Hai nguồn sóng dao động A lệch pha góc π/3 B pha C ngược pha D lệch pha góc π/2 Câu 20: Khi nói sóng cơ, phát biểu sau sai? A Bước sóng khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng mà dao động hai điểm ngược pha B Sóng phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng gọi sóng dọc C Sóng phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng gọi sóng ngang D Tại điểm môi trường có sóng truyền qua, biên độ sóng biên độ dao động phần tử môi trường Câu 21: Sóng siêu âm A không truyền chân không B truyền nước nhanh sắt C truyền không khí nhanh nước D truyền chân không D Sóng dừng xảy ống hình trụ sóng tới gặp sóng phản xạ Câu 22: Tại điểm, đại lượng đo lượng lượng mà sóng âm truyền qua đơn vị diện tích đặt điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng đơn vị thời gian 22 A cường độ âm B độ cao âm C độ to âm D mức cường độ âm Câu 23: Tại vị trí môi trường truyền âm ,một sóng âm có cường độ âm I.Biết cường độ âm chuẩn I0 Mức cường độ âm L sóng âm vị trí tính công thức I I A L( dB) =10 lg B L( dB) =10 lg I0 I I I C L( dB) = lg D L( dB) = lg I0 I Câu 24: Khi có sóng dừng dây, khoảngcách hai nút liên tiếp A số nguyên lần bước sóng B phần tư bước sóng C nửabước sóng D bước sóng Câu 25: Khi có sóng dừng sợi dây đàn hồi khoảng cách hai bụngsóngliên tiếpbằng A hai bước sóng B bước sóng C phần tư bước sóng D nửa bước sóng Câu 26: Khoảng cách hai điểm phương truyền sóng gần dao động pha với gọi A vận tốc truyền sóng B độ lệch pha C chu kỳ D bước sóng Câu 27: Một sóng âmtruyền từ không khí vào nước A tần sốvàbước sóng thay đổi B tần sốvàbước sóng không thay đổi C tần số không thay đổi, bước sóng thay đổi D tần số thay đổi, bước sóng không thay đổi Câu 28: Một sóng âm có tần số 200 Hz lan truyền môi trường nướcvới vận tốc1500m/s.Bước sóng sóng môi trườngnước A 3,0 km B 75,0m C 30,5m D 7,5m Câu 29: Một sóng truyền môi trường với vận tốc 110m/s có bước sóng 0,25m Tần số sóng A 50 Hz B 220 Hz C 440 Hz D 27,5 Hz Câu 30: Trên sợi dây dài 0,9 m có sóng dừng.Kể hai nút hai đầu dây dây có 10 nút sóng.Biết tần số sóng truyền dây 200Hz Sóng truyền dây có tốc độ A 90 cm/s B 40 m/s C 40 cm/s D 90 m/s Câu 31: Quan sát sóng dừng sợi dây đàn hồi, người ta đo khoảng cách nút sóng liên tiếp 100 cm.Biết tần số sóng truyền dây 100 Hz, vận tốc truyền sóng dây là: A 50m/s B 100m/s C 25m/s D 75m/s Câu 32: sóng có tần số 50 Hz truyền môi trường với vận tốc 160 m/s Ở thời điểm, hai điểm gần phương truyền sóng có dao động pha với nhau, cách A 3,2m B 2,4m C 1,6m D 0,8m Câu 33: Một sóng có chu kì 0,125s tần số sóng A 8Hz B 4Hz C 16Hz D 10Hz Câu 34: Một sóng ngang truyền theo chiều dương trục Ox, có phương trình sóng u=6cos(4πt0,02πx); u x tính cm, t tính s Sóng có bước sóng A 150 cm B 50 cm C 100 cm D 200 cm., Câu 35: Một sợi dây đàn hồi có độ dài AB = 80cm, đầu B giữ cố định, đầu A gắn với cần rung dao động điều hòa với tần số 50Hz theo phương vuông góc với AB Trên dây có sóng dừng với bụng sóng, coi A B nút sóng Vận tốc truyền sóng dây A 40m/s B 20m/s C 10m/s D 5m/s Câu 36: Một sóng có tần số 0,5 Hz truyền sợi dây đàn nhồ đủ dài với tốc độ 0,5 m/s Sóng có bước sóng A 1,2 m B 0,5 m C 0,8 m D m 23 Câu 37: Trên sợi dây đàn hồi dài 1m, hai đầu cố định, có sóng dừng với bụng sóng Bước sóng sóng truyền A 1m B 0,5m C 2m D 0,25m Câu 38: Hai nguồn kết hợp A, B cách 10cm có phương trình dao động u A = uB = 5cos20 π t(cm) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 1m/s Phương trình dao động tổng hợp điểm M mặt nước trung điểm AB A uM = 10cos(20 π t) (cm) B uM = 5cos(20 π t - π )(cm) C uM = 10cos(20 π t- π )(cm) D uM = 5cos(20 π t + π )(cm) Câu 39: Trên mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn kết hợp A, B có phương trình dao động u A = uB = 2cos10 π t(cm).Tốc độ truyền sóng 3m/s Phương trình dao động sóng M cách A, B khoảng d1 = 15cm; d2 = 20cm π π 7π 7π A u = 2cos sin(10 π t )(cm) B u = 4cos cos(10 π t )(cm) 12 12 12 12 π 7π π 7π C u = 4cos cos(10 π t + )(cm) D u = cos sin(10 π t )(cm) 12 12 Câu 40: Ba điểm O, A, B nằm nửa đường thẳng xuất phát từ O Tại O đặt nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng không gian, môi trường không hấp thụ âm Mức cường độ âm A 60 dB, B 20 dB Mức cường độ âm trung điểm M đoạn AB A 40 dB B 34 dB C 26 dB D 17 dB Câu 41: Giả sử nguồn O có sóng dao động theo phương trình: u O = A cos ωt Sóng truyền dọc theo trục Ox với tốc độ v, bước sóng λ Phương trình sóng điểm M nằm phương Ox cách nguồn sóng khoảng d là: d d A u M = A sin ω( t − ) B u M = A cos(ωt + 2π ) v λ d d C u M = A cos ω( t + ) D u M = A cos(ωt − 2π ) v λ Câu 42: Một sóng học lan truyền phương truyền sóng với tốc độ 40cm/s Phương trình sóng điểm O phương truyền u O = 2cos2 π t(cm) Phương trình sóng điểm N nằm trước O cách O đoạn 10cm A uN = 2cos(2 π t + π /2)(cm) B uN = 2cos(2 π t - π /2)(cm) π π C uN = 2cos(2 t + /4)(cm) D uN = 2cos(2 π t - π /4)(cm) Câu 43: Một sóng học lan truyền môi trường vật chất điểm cách nguồn x(m) π 2π có phương trình sóng u = 4cos( t x)(cm) Tốc môi trường có giá trị 3 A 0,5m/s B 1m/s C 1,5m/s D 2m/s π π π Câu 44: Cho phương trình u = Acos(0,4 x + t + /3) Phương trình biểu diễn A sóng chạy theo chiều âm trục x với tốc độ 0,15m/s B sóng chạy theo chiều dương trục x với tốc độ 0,2m/s C sóng chạy theo chiều dương trục x với tốc độ 0,15m/s D sóng chạy theo chiều âm trục x với tốc độ 17,5m/s Câu 45: Một nguồn sóng dao động điều hoà theo phương trình: u = Acos(5 π t + π /2)(cm) Trong t đo giây Khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng mà pha dao động lệch π /2 0,75m Bước sóng tốc độ truyền sóng là: A 1,0m; 2,5m/s B 1,5m; 5,0m/s C 2,5m; 1,0m/s D 0,75m; 1,5m/s -%- 24 ... có CTGT CD 11 BUỔI SÓNG DỪNG SÓNG ÂM A KIẾN THỨC CƠ BẢN I Sóng dừng - Sóng dừng sóng có nút bụng cố định không gian - Sóng dừng kết giao thoa sóng tới sóng phản xạ - Bụng sóng điểm dao động với... Nguồn âm vật dao động phát âm - Tần số dao động nguồn tần số sóng âm - Âm nghe (âm thanh) có tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz - Âm có tần số 16 Hz gọi hạ âm - Âm có tần số 20000 Hz gọi siêu âm -Siêu âm. .. A tần số sóng B biên độ sóng C vận tốc truyền sóng D bước sóng Câu 4: Âm sắc đặc tính sinh lí âm A phụ thuộc vào biên độ B phụ thuộc vào tần số C phụ thuộc vào cường độ âm D phụ thuộc vào tần