Chuyên đề sóng cơ luyện thi THPT quốc gia

CHUYÊN ĐỀ: SÓNG CƠ A TÓM TẮT LÝ THUYẾT: I.SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SĨNG CƠ : 1.Sóng cơ- Định nghĩa- phân loại + Sóng dao động lan truyền môi trường + Khi sóng truyền có pha dao động phần tử vật chất lan truyền phần tử vật chất dao động xung quanh vị trí cân cố định + Sóng ngang sóng đó phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng Ví dụ: sóng mặt nước, sóng sợi dây cao su + Sóng dọc sóng đó phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng Ví dụ: sóng âm, sóng lò xo 2.Các đặc trưng sóng hình sin + Biên độ sóng A: biên độ dao động phần tử môi trường có sóng truyền qua + Chu kỳ sóng T: chu kỳ dao động phần tử môi trường sóng truyền qua T + Tần số f: đại lượng nghịch đảo chu kỳ sóng : f = + Tốc độ truyền sóng v : tốc độ lan truyền dao động mơi trường + Bước sóng : quảng đường mà sóng truyền chu kỳ  = vT = v f +Bước sóng  khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động pha λ λ +Khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng mà dao động vuông pha +Khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng mà dao động ngược pha +Khoảng cách hai điểm phương truyền sóng mà dao động pha là: k  +Khoảng cách hai điểm phương truyền sóng mà dao động ngược pha là: (2k+1) λ +Lưu ý: Giữa n đỉnh (ngọn) sóng có (n - 1) bước sóng 2λ λ A E B I C Phương truyền sóng H F D J  G Phương trình sóng: a.Tại nguồn O: uO =Aocos(t) b.Tại M phương truyền sóng:  u uM=AMcos(t- t) sóng Nếu bỏ qua mát lượng trình truyền sóng biên độ sóng O M nhau: Ao = AM = A x t x Thì:uM =Acos(t - ) =Acos 2(  ) Với t x/v v T  c.Tổng quát: Tại điểm O: uO = Acos(t + ) x O A M x u biên độ sóng d.Tại điểm M cách O đoạn x phương truyền sóng * Sóng truyền theo chiều dương trục Ox thì: x x uM = AMcos(t +  -  ) = AMcos(t +  - 2 ) t  x/v v  * Sóng truyền theo chiều âm trục Ox thì: x O -A Bước sóng  Trang x x ) v  -Tại điểm M xác định môi trường sóng: x =const; uM hàm điều hòa theo t với chu kỳ T -Tại thời điểm xác định t= const ; uM hàm biến thiên điều hòa theo không gian x với chu kỳ  uM = AMcos(t +  +  ) = AMcos(t +  + 2 e Độ lệch pha hai điểm cách nguồn khoảng xM, xN:  MN   +Nếu điểm M N dao động pha thì: x N  xM x  xM  2 N v  x N  xM  2k  xN  xM  k   (kZ) xN  xM   (2k  1)  xN  xM  (2k  1)  (kZ) x x     MN  (2k  1)  2 N M  (2k  1)  xN  xM  (2k  1)  (kZ)  MN  2k  2 +Nếu điểm M N dao động ngược pha thì:  MN  (2k  1)  2 +Nếu điểm M N dao động vng pha thì: -Nếu điểm M N nằm phương truyền sóng cách khoảng x thì:    (Nếu điểm M N phương truyền sóng cách khoảng d :  = ) - Vậy điểm M N phương truyền sóng sẽ: + dao động pha khi: d = k + dao động ngược pha khi: d = (2k + 1) + dao động vuông pha khi: d = (2k + 1) với k = 0, ±1, ±2 d1 Lưu ý: Đơn vị x, x1, x2,d,  v phải tương ứng với x x  2 v  d2 d N M f Trong tượng truyền sóng sợi dây, dây kích thích dao động nam châm điện với tần số dòng N điện f tần số dao động dây 2f II GIAO THOA SÓNG Điều kiện để có giao thoa: Hai sóng hai sóng kết hợp tức hai sóng tần số có độ lệch pha không đổi theo thời gian (hoặc hai sóng pha) Lý thuyết giao thoa: Giao thoa hai sóng phát từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách khoảng l: +Phương trình sóng nguồn :(Điểm M cách hai nguồn d 1, d2) u1  Acos(2 ft  1 ) u2  Acos(2 ft  2 ) +Phương trình sóng M hai sóng từ hai nguồn truyền tới: u1M  Acos(2 ft  2 d1 d  1 ) u2 M  Acos(2 ft  2   )   +Phương trình giao thoa sóng M: uM = u1M + u2M d1 S1 M d2 S2 d1  d 1  2 � � d1  d  � � uM  Acos �   c os  ft    �  � �  � � � � � d1  d  �  �với     1 � �   +Biên độ dao động M: AM  A cos � 2.1.Tìm số điểm dao động cực đại, số điểm dao động cực tiểu hai nguồn: Cách : Trang * Số cực đại:  * Số cực tiểu: Cách 2: l  l   k   2  2 (k �Z) l  l     k     2  2 (k �Z) Ta lấy: S1S2/ = n, p (n nguyên dương, p phần thập phân sau dấu phảy) Số cực đại là: 2n +1( hai nguồn pha) Số cực tiểu là:+Trường hợp 1: Nếu p Số giá trị nguyên k thoả mãn biểu thức số đường cần tìm 2.5.Tìm số điểm dao động cực đại, dao động cực tiểu hai điểm M N: Các công thức tổng quát :  M   M  1M  với     1 2 (d1  d )    (1) d1M C d2N d1N b Hiệu đường sóng từ hai nguồn đến M là: ( d1  d )  (  M   ) N M a Độ lệch pha hai sóng từ hai nguồn đến M là:  2 d2M (2) S -Chú ý: +     1 độ lệch pha hai sóng thành phần nguồn so với nguồn S2 +  M  2 M  1M độ lệch pha hai sóng thành phần M nguồn so với nguồn sóng từ nguồn nguồn truyền đến c Số điểm (đường) dao động cực đại, cực tiểu hai điểm M, N thỏa mãn : dM  (d1  d )  ( M   )  2  dN (3) ( Hai điểm M, N cách hai nguồn d1M, d2M, d1N, d2N ) Ta đặt dM= d1M - d2M ; dN = d1N - d2N, giả sử: dM < dN Với số giá trị nguyên k thỏa mãn biểu thức số điểm (đường) cần tìm hai điểm M N Chú ý: Trong công thức (3) Nếu M N trùng với nguồn khơng dủng dấu BẰNG Trang (chỉ dùng dấu < ) Vì nguồn điểm đặc biệt khơng phải điểm cực đại cực tiểu! d.Tìm số đường dao động cực đại không dao động hai điểm M, N Hai điểm M, N cách hai nguồn d1M, d2M, d1N, d2N Đặt dM = d1M - d2M ; dN = d1N - d2N giả sử dM < dN + Hai nguồn dao động pha: * Cực đại: dM < k < dN * Cực tiểu: dM < (k+0,5) < dN + Hai nguồn dao động ngược pha: * Cực đại: dM < (k+0,5) < dN * Cực tiểu: dM < k < dN Số giá trị nguyên k thoả mãn biểu thức số đường cần tìm III SĨNG DỪNG - Định Nghĩa: Sóng dừng sóng có nút(điểm đứng yên) bụng (biên độ dao động cực đại) cố định không gian - Nguyên nhân: Sóng dừng kết giao thoa sóng tới sóng phản xạ, sóng tới sóng phản xạ truyền theo phương Một số ý * Đầu cố định đầu dao động nhỏ nút sóng Đầu tự bụng sóng * Hai điểm đối xứng với qua nút sóng dao động ngược pha * Hai điểm đối xứng với qua bụng sóng dao động pha * Các điểm dây đều dao động với biên độ không đổi  lượng không truyền * Bề rông bụng 4A, A biên độ sóng tới sóng phản xạ * Khoảng thời gian hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử qua VTCB) nửa chu kỳ Điều kiện để có sóng dừng sợi dây dài l: * Hai đầu nút sóng: l  k  ( k �N * ) Q P Số bụng sóng = số bó sóng = k ; Số nút sóng = k + Một đầu nút sóng đầu bụng sóng: l  (2k  1)  ( k �N ) k Số bó (bụng) sóng nguyên = k; Số bụng sóng = số nút sóng = k + Đặc điểm sóng dừng: -Khoảng cách nút bụng liền kề -Khoảng cách nút bụng liền kề   -Khoảng cách hai nút (bụng, múi) sóng : k -Tốc độ truyền sóng: v = f = P  Q k  T Phương trình sóng dừng sợi dây (đầu P cố định dao động nhỏ nút sóng) * Đầu Q cố định (nút sóng): Phương trình sóng tới sóng phản xạ Q: u B  Acos2 ft u 'B   Acos2 ft  Acos(2 ft   ) Phương trình sóng tới sóng phản xạ M cách Q khoảng d là: d d ) u 'M  Acos(2 ft  2   )   Phương trình sóng dừng M: uM  uM  u 'M uM  Acos(2 ft  2 Trang d   d   )cos(2 ft  )  Asin(2 ) cos(2 ft  )  2  d  d Biên độ dao động phần tử M: AM  A cos(2  )  A sin(2 )   * Đầu Q tự (bụng sóng): Phương trình sóng tới sóng phản xạ Q: u B  u 'B  Acos2 ft uM  Acos(2 Phương trình sóng tới sóng phản xạ M cách Q khoảng d là: uM  Acos(2 ft  2 d d ) u 'M  Acos(2 ft  2 )   Phương trình sóng dừng M: uM  uM  u 'M ; uM  Acos(2 Biên độ dao động phần tử M: AM  A cos(2 d )cos(2 ft )  d )  x )  x * Với x khoảng cách từ M đến đầu bụng sóng biên độ: AM  A cos(2 )  Lưu ý: * Với x khoảng cách từ M đến đầu nút sóng biên độ: AM  A sin(2 IV SĨNG ÂM Sóng âm: Sóng âm sóng trùn mơi trường khí, lỏng, rắn.Tần số sóng âm tần số âm +Âm nghe có tần số từ 16Hz đến 20000Hz gây cảm giác âm tai người +Hạ âm : Những sóng học tần số nhỏ 16Hz gọi sóng hạ âm, tai người không nghe +siêu âm :Những sóng học tần số lớn 20000Hz gọi sóng siêu âm , tai người không nghe Các đặc tính vật lý âm a.Tần số âm: Tần số của sóng âm tần số âm W P P b.+ Cường độ âm: I= = Cường độ âm điểm cách nguồn đoạn R: I= 4 R tS S Với W (J), P (W) lượng, công suất phát âm nguồn.S (m ) diện tích mặt vng góc với phương trùn âm (với sóng cầu S diện tích mặt cầu S=4πR2) + Mức cường độ âm: I I I I I I I L(B) = lg  10 L Hoặc L(dB) = 10.lg L - L1 = lg  lg  lg   10 L2  L1 => => I0 I0 I0 I0 I1 I1 I0 Với I0 = 10-12 W/m2 gọi cường độ âm chuẩn f = 1000Hz Đơn vị mức cường độ âm Ben (B), thường dùng đềxiben (dB): 1B = 10dB c.Âm hoạ âm : Sóng âm nhạc cụ phát tổng hợp nhiều sóng âm phát lúc Các sóng có tần số f, 2f, 3f, ….Âm có tần số f hoạ âm bản, âm có tần số 2f, 3f, … hoạ âm thứ 2, thứ 3, … Tập hợp hoạ âm tạo thành phổ nhạc âm nói -Đồ thị dao động âm : nhạc âm nhạc cụ khác phát hồn tồn khác Các nguồn âm thường gặp: +Dây đàn: Tần số đàn phát (hai đầu dây cố định  hai đầu nút sóng) f k v v ( k �N*) Ứng với k =  âm phát âm có tần số f1  2l 2l k = 2,3,4… có hoạ âm bậc (tần số 2f 1), bậc (tần số 3f1)… +Ống sáo: Tần số ống sáo phát (một đầu bịt kín (nút sóng), đầu để hở (bụng sóng)  ( đầu nút sóng, đầu bụng sóng) f  (2k  1) v v ( k �N) Ứng với k =  âm phát âm có tần số f1  4l 4l k = 1,2,3… có hoạ âm bậc (tần số 3f 1), bậc (tần số 5f1)… CHỦ ĐỀ 1: SÓNG CƠ V À SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ Trang Dạng : Xác định đại lượng đặc trưng sóng: –Kiến thức cần nhớ : -Chu kỳ (T), vận tốc (v), tần số (f), bước sóng () liên hệ với : f  v s ; λ  vT  ; v  với s quãng đường sóng truyền thời gian t T f t + Quan sát hình ảnh sóng có n sóng liên tiếp có n-1 bước sóng Hoặc quan sát thấy từ sóng thứ n đến sóng thứ m (m > n) có chiều dài l bước sóng λ  l ; m n + Số lần nhô lên mặt nước N khoảng thời gian t giây T  t N1 -Độ lệch pha: Độ lệch pha điểm nằm phương truyền sóng cách khoảng d   2d  - Nếu dao động pha  2k - Nếu dao động ngược pha  (2k  1) –Phương pháp : B1: Tóm tắt đề: Đề cho gì?, hỏi gì? Và đổi đơn vị sang đơn vị hợp pháp B2 : Xác lập mối quan hệ đại lượng cho đại lượng tìm thơng qua cơng thức: v 2d -Áp dụng công thức chứa đại lượng đặc trưng: f  ; λ vT  ;   f  T B3: Suy biểu thức xác định đại lượng tìm theo đại lượng cho kiện B4: Thực tính tốn để xác định giá trị đại lượng tìm lựa chọn câu trả lời 3.VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1: Một người ngồi bờ biển trông thấy có 10 sóng qua mặt 36 giây, khoảng cách hai sóng 10m Tính tần số sóng biển.và vận tốc truyền sóng biển A 0,25Hz; 2,5m/s B 4Hz; 25m/s C 25Hz; 2,5m/s D 4Hz; 25cm/s Hướng dẫn giải: Xét điểm có 10 sóng truyền qua ứng với chu kì T= động f  36 = 4s Xác định tần số dao 1  10   0, 25Hz Vận tốc truyền sóng:  =vT � v=   2,5 m/ s Đáp án A T T Ví dụ 2: Một sóng truyền sợi dây đàn hồi dài Phương trình sóng điểm dây: u = .x 4cos(20t )(mm).Với x: đo met, t: đo giây Tốc độ truyền sóng sợi dây có giá trị A 60mm/s B 60 cm/s C 60 m/s D 30mm/s Hướng dẫn giải: Ta có .x 2.x = => λ = m => v = λ.f = 60 m/s (chú ý: x đo met) Đáp án C  4.Các tập rèn luyện dạng có hướng dẫn: Bài : Một người quan sát phao mặt biển thấy phao nhấp nhô lên xuống chỗ 16 lần 30 giây khoảng cách đỉnh sóng liên tiếp 24m Tốc độ truyền sóng mặt biển A v = 4,5m/s B v = 12m/s C v = 3m/s D v = 2,25 m/s Bài 2: Một sóng truyền dọc theo trục Ox có phương trình u  5cos(6 t   x) (cm), với t đo s, x đo m Tốc độ truyền sóng A m/s B 60 m/s C m/s D 30 m/s Trang Bài 3: Sóng truyền môi trường dọc theo trục Ox với phương trình u = cos(20t - 4x) (cm) (x tính mét, t tính giây) Tốc độ truyền sóng môi trường A m/s B m/s C 40 cm/s D 50 cm/s Bài Một phao nhô lên cao 10 lần 36s, khoảng cách hai đỉnh sóng lân cận 10m Vận tốc truyền sóng A 25/9(m/s) B 25/18(m/s) C 5(m/s) D 2,5(m/s) Bài 5: Tại điểm mặt chất lỏng có nguồn dao động với tần số 120Hz, tạo sóng ổn định mặt chất lỏng Xét gợn lồi liên tiếp phương truyền sóng, về phía so với nguồn, gợn thứ cách gợn thứ năm 0,5m Tốc độ truyền sóng A 30 m/s B 15 m/s C 12 m/s D 25 m/s Bài : Tại điểm O mặt nước yên tĩnh, có nguồn sóng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số f = 2Hz Từ O có gợn sóng tròn lan rộng xung quanh Khoảng cách gợn sóng liên tiếp 20cm Tốc độ truyền sóng mặt nước : A.160(cm/s) B.20(cm/s) C.40(cm/s) D.80(cm/s) Bài 7: Nguồn phát sóng S mặt nước tạo dao động với tần số f = 100Hz gây sóng tròn lan rộng mặt nước Biết khoảng cách gợn lồi liên tiếp 3cm Vận tốc truyền sóng mặt nước bao nhiêu? A 25cm/s B 50cm/s * C 100cm/s D 150cm/s Bài 8: Tại O có nguồn phát sóng với với tần số f = 20 Hz, tốc độ truyền sóng 1,6 m/s Ba điểm thẳng hàng A, B, C nằm phương truyền sóng phía so với O Biết OA = cm; OB = 24,5 cm; OC = 42,5 cm Số điểm dao động pha với A đoạn BC A B C D Bài 9: Hai điểm M, N nằm phương truyền sóng cách /3 Tại thời điểm t, li độ dao động M uM = + cm li độ dao động N uN = - cm Biên độ sóng : A A = cm B A = cm C A = cm D A = 3 cm Bài 10: Sóng có tần số 20Hz truyền chất lỏng với tốc độ 200cm/s, gây dao động theo phương thẳng đứng phần tử chất lỏng Hai điểm M N thuộc mặt chất lỏng phương truyền sóng cách 22,5cm Biết điểm M nằm gần nguồn sóng Tại thời điểm t điểm N hạ xuống thấp Hỏi sau đó thời gian ngắn điểm M hạ xuống thấp nhất? A ( s) 20 B (s) 80 C (s) 160 D ( s) 160 Bài 11: Một sóng học lan truyền mặt thoáng chất lỏng nằm ngang với tần số 10 Hz, tốc độ truyền sóng 1,2 m/s Hai điểm M N thuộc mặt thoáng, phương truyền sóng, cách 26 cm (M nằm gần nguồn sóng hơn) Tại thời điểm t, điểm N hạ xuống thấp Khoảng thời gian ngắn sau đó điểm M hạ xuống thấp A 11/120 s B 1/ 60s C 1/120 s D 1/12 s Bài 12: Sóng truyền theo phương ngang sợi dây dài với tần số 10Hz Điểm M dây thời điểm vị trí cao thời điểm đó điểm N cách M 5cm qua vị trí có li độ nửa biên độ lên Coi biên độ sóng không đổi truyền Biết khoảng cách MN nhỏ bước sóng sóng dây Chọn đáp án cho tốc độ truyền sóng chiều truyền sóng A 60cm/s, truyền từ M đến N B 3m/s, truyền từ N đến M C 60cm/s, từ N đến M D 30cm/s, từ M đến N Bài 13: Một dây đàn hồi dài có đầu A dao động theo phương vuông góc với sợi dây Tốc độ truyền sóng dây 4m/s Xét điểm M dây cách A đoạn 40cm, người ta thấy M luôn dao động lệch pha so với A góc  = (k + 0,5) với k số nguyên Tính tần số, biết tần số f có giá trị khoảng từ Hz đến 13 Hz A 8,5Hz B 10Hz C 12Hz D 12,5Hz Bài 14: Một sợi dây đàn hồi dài có đầu A dao động với tần số f theo phương vuông góc với sợi dây Biên độ dao động 4cm, vận tốc truyền sóng (m/s) Xét điểm M dây cách A đoạn 28cm, người ta thấy M luôn dao động lệch pha với A góc   (2k  1)  với k = 0, 1, 2 Tính bước sóng ? Biết tần số f có giá trị khoảng từ 22Hz đến 26Hz A 12 cm B cm C 14 cm D 16 cm Bài 15: Sóng ngang truyền mặt chất lỏng với số f = 10Hz Trên phương truyền sóng, ta thấy hai điểm cách 12cm dao động pha với Tính tốc độ truyền sóng Biết tốc độ sóng nầy khoảng từ 50cm/s đến 70cm/s A 64cm/s B 60 cm/s C 68 cm/s D 56 cm/s Trang Bài 16: Một âm thoa có tần số dao động riêng 850 Hz đặt sát miệng ống nghiệm hình trụ đáy kín đặt thẳng đứng cao 80 cm Đổ dần nước vào ống nghiệm đến độ cao 30 cm thấy âm khuếch đại lên mạnh Biết tốc độ truyền âm khơng khí có giá trị nằm khoảng từ 300 m/s đến 350 m/s Hỏi tiếp tục đổ nước thêm vào ống có thêm vị trí mực nước cho âm khuếch đại mạnh? A.3 B C D Bài 17: Nguồn sóng O dao động với tần số 10 Hz , dao động truyền với vận tốc 0,4 m/s phương Ox Trên phương có điểm P Q theo chiều truyền sóng với PQ = 15 cm Cho biên độ sóng a = cm biên độ không thay đổi sóng truyền Nếu thời điểm đó P có li độ cm li độ Q là: A cm B – cm C D 0,5 cm Hướng dẫn tập rèn luyện : Bài 1: Giải: Ta có: (16-1)T = 30 (s)  T = (s) Khoảng cách đỉnh sáng liên tiếp: 4 = 24m  24m   = 6(m) v  Bài 2: Giải : Phương trình có dạng u a cos(t  2    (m/s) T 2 6 x ) Suy ra:  6 (rad / s )  f  3( Hz ) ;  2 2 x    2m  v =  f = 2.3 = 6(m/s)  = x =>   Bài 3: Giải: Ta có: T  Đáp án C 2  2x    ( s); 4 x    (m)  v  5(m / s )  10  T Đáp án C Đáp án A Bài 4: Giải: Chọn D HD: phao nhô lên cao 10 lần 36s  9T = 36(s)  T = 4(s) Khoảng cách đỉnh sóng lân cận 10m   = 10m � v  10   2,5 m/s T Bài 5: Giải : 4 = 0,5 m   = 0,125m  v = 15 m/s  Bài 6: Giải:.khoảng cách hai gợn sóng :  20 cm  v=  f 40cm / s Đáp án D Đáp án B Đáp án C Bài 7: Giải: Chọn B HD: 6  3 cm �   0,5 cm � v  .f  100.0,5  50 cm/s v OA OB OC = cm Ta có: = 1,25 ; = 3,0625 ; = 5,3125 f     Số điểm pha với A có khoảng cách đến nguồn O 0,25 ; 2,25 ; 3,25 ; 4,25 ; 5,25 … Mà thuộc đoạn BC  điểm đó có khoảng cách đến nguồn O 3,25 ; 4,25 ; 5,25 Vậy có điểm BC dao động pha với A Đáp án C Bài 9: Giải: Trong MN = /3 (gt)  dao động M N lệch pha góc 2/3 Giả sử dao động M sớm pha dao động N 2 C1: (Dùng phương trình sóng) Taa có thể viết: uM = Acos(t) = +3 cm (1), uN = Acos(t ) = -3 cm (2) 2 ab ab (1) + (2)  A[cos(t) + cos(t )] = Áp dụng : cosa + cosb = 2cos cos 2      5  2Acos cos(t - ) =  cos(t - ) =  t - =  k , k  Z  t = + k, k  Z 3 3 5 5  A Thay vào (1), ta có: Acos( + k) = Do A > nên Acos( - ) = Acos(- ) = = (cm)  A = cm 6 C2: (Dùng liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn đều !) uuuur uuuur ON ' (ứng với uN) sau véctơ OM ' (ứng với uM) chúng hợp với 2  2 -3 O +3 u góc  = (ứng với MN = , dao động M N lệch pha góc ) 3 Do vào thời điểm xét t, uM = + cm, uN = -3 cm (Hình vẽ), nên ta có N’ M’ Bài 8: Giải:  = N’OK = KOM’ =    =  Asin = (cm)  A = cm Đáp án C 3 K Trang Bài 10: Giải: + Ta có : λ = v/f = 10 cm � MN  22.5    2  Vậy M N dao động vuông pha 10 4 + Tại thời điểm t điểm N hạ xuống thấp sau đó thời gian ngắn 3T/4 điểm M hạ xuống thấp  t  MN Bài 11:  = 12 cm ;  3T 3   s Chọn B 4 f 80 26  = 12 = + hay MN = 2 +  Dao động M sớm pha dao động N   Dùng liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn đều dễ dàng thấy : a Ở thời điểm t, uN = -a (xuống thấp nhất) uM =  lên 5T 1  Thời gian tmin = = 60 s  12 s , với T = f  10 s Chọn D M góc Bài 12: Giải: Từ kiện toán, ta vẽ đường tròn  N M,N lệch pha /3 5/3 N  M bước sóng  ứng với 2 => /3 ứng với /6 5/3 ứng với 5/6 Với MN =5cm suy  có trường hợp: /6 =5 => =30cm; =>Tốc độ v=.f =30.10=3m/s N 5/6 =5 =>  =6cm; =>Tốc độ v=.f =6.10 = 60 cm/s Vậy đáp án phải : 3m/s, từ M đến N; hoặc: 60cm/s, truyền từ N đến M.Với đề cho ta chọn Đáp án C Bài 13: 2d 2df 2df v   (k  0,5)  f  k  0,5 5 k  0,5 Hz Giải 1:+ Độ lệch pha M A:    v v 2d + Do : Hz  f 13Hz   k  0,5.5 13  1,1 k 2,1  k 2  f 12,5 Hz Đáp án D Bài 14: Bài 15: Giải: Khoảng cách điểm dao động pha k=12cm Chọn B v 12 f 12.10 120 120    70cm / s =>chọn K = => v = 60cm/s => k  12  v  Với: 50cm / s  v  f k k k k Bài 16: Giải 1: Trong ống có tượng tạo sóng dừng đầu cố định đầu tự 850 2lf � � � �v k � � k  � �v  Ta có: l  � với l = 0,5 m, f=850Hz => v  k  0,5 k  0,5 � �2 � �2 f v 350 � m / s 1,92 k 2,33 Vậy có giá trị k thỏa mãn Nên có vị trí => B Mà 300m / s �� PQ PQ 3 = 3,75 hay PQ = 3 + 0,75 ;  = 2 = 7,5 hay  = 0,75.2 =   3 (Nhớ: Ứng với khoảng cách  độ lệch pha 2 ; ứng với 0,75  = 0,75.2 = ) 3  dao động P sớm pha dao động Q góc hay dao động P trễ pha dao động Q góc   Lúc uP = cm = a uQ = Chọn C Bài 17: Tính  = cm ; Dạng 2: Bài tập liên quan đến phương trình sóng: –Kiến thức cần nhớ : +Tổng quát: Nếu phương trình sóng nguồn O u  A cos(t   ) 2 x + Phương trình sóng M uM  A cos( t   m * Sóng truyền theo chiều dương trục Ox thì:  ) x O x M Trang 10 Trang 114 2.Dạng 2:Xác định Cường độ âm -Mức cường độ âm B1: Tóm tắt đề: Đề cho gì?, hỏi gì? Và đổi đơn vị sang đơn vị hợp pháp B2 : Xác lập mối quan hệ đại lượng cho đại lượng tìm thông qua công thức: W P P = Cường độ âm điểm cách nguồn đoạn R: I= 4 R tS S Với W (J), P (W) lượng, công suất phát âm nguồn.S (m 2) diện tích mặt vng góc với phương trùn âm (với sóng cầu S diện tích mặt cầu S=4πR2) + Mức cường độ âm: I I2 I1 I2 I2 I I L L(B) = lg  10 L2  L1 => I  10 Hoặc L(dB) = 10.lg => L - L1 = lg  lg  lg  I0 I0 I0 I1 I1 I0 + Cường độ âm: I= Với I0 = 10-12 W/m2 gọi cường độ âm chuẩn f = 1000Hz Đơn vị mức cường độ âm Ben (B), thường dùng đềxiben (dB): 1B = 10dB + Cường độ âm A, B cách nguồn O : I A OB  I B OA *Càng xa nguồn âm cường độ âm giảm tỉ lệ nghịch với bình phương khồng cách * Tai người cảm thụ âm : 0dB đến 130dB Chú ý: +Khi I tăng lên 10n lần L tăng thêm 10n (dB) + Khi cho mức cường độ âm L:    I M  I 10 L( B )  I 10 ( L( dB ) 10 ) Lg(10x) = x a =lgx � x=10a lg( a ) = lga-lgb b B3 :Suy biểu thức xác định đại lượng tìm theo đại lượng cho kiện B4: Thực tính tốn để xác định giá trị đại lượng tìm lựa chọn câu trả lời Trắc nghiệm rèn luyện dạng 2: Câu 1: Hai âm có mức cường độ âm chênh lệch 40 dB Tỉ số cường độ âm chúng A 102 B 4.103 C 4.102 D 104 Câu 2: Mức cường độ âm vị trí cách loa m 50 dB Một người xuất phát từ loa, xa nó thấy: cách loa 100 m khơng nghe âm loa đó phát Lấy cường độ âm chuẫn I = 10-12 W/m2, coi sóng âm loa đó phát sóng cầu Xác định ngưỡng nghe tai người A 25dB B 60dB C.10 dB D 100dB Câu 3: Một nguồn O phát sóng âm có công suất không đổi môi trường đẳng hướng không hấp thụ âm Tại điểm A , mức cường độ âm 40dB Nếu tăng công suất nguồn âm lên lần không đổi tần số thi mức cường độ âm A : A 52dB B 67dB C.46 dB D 160dB Câu 4: Nguồn âm đặt O có công suất truyền âm không đổi Trên nửa đường thẳng qua O có ba điểm A, B, C theo thứ tự có khoảng cách tới nguồn tăng dần Mức cường độ âm B mức cường độ âm A b  B  ; mức cường độ âm B mức cường độ âm C 3b  B  Biết 4OA  3OB Coi sóng âm sóng cầu môi trường truyền âm đẳng hướng Tỉ số A 346 56 B 256 81 OC bằng: OA C 276 21 D 75 81 Câu 5(ĐH-2012): Tại điểm O môi trường đẳng hướng, không hấp thụ âm, có nguồn âm điểm, giống với công suất phát âm không đổi Tại điểm A có mức cường độ âm 20 dB Để trung điểm M đoạn OA có mức cường độ âm 30 dB số nguồn âm giống nguồn âm cần đặt thêm O A B C D Trang 115 Câu 6: Trong buổi hòa nhạc tổ chức Nhà Hát lớn Hà Nội kỉ niệm 1000 năm Thăng Long Một người ngồi khán đài nghe âm đàn giao hưởng phát có mức cường độ âm 12 dB Khi dàn nhạc giao hưởng thực hợp xướng người đó cảm nhận âm 2,376 B Hỏi dàn nhạc giao hưởng đó có người? A người B 18 người C 12 người D 15 người Câu 7: Một nguồn âm coi nguồn điểm phát sóng cầu mơi trường khơng hấp thụ âm Tại vị trí sóng âm có biên độ 0,12mm có cường độ âm điểm đó 1,80W/m Hỏi vị trí sóng có biên độ 0,36mm có cường độ âm điểm đó ? A 0,60W/m2 B 2,70W/m2 C 5,40W/m2 D 16,2W/m2 Câu 8: Một nguồn âm S phát âm có tần số xác định Năng lượng âm truyền phân phối đều mặt cầu tâm S bán kính d Bỏ qua phản xạ sóng âm mặt đất vật cản Tai điểm A cách nguồn âm S 100 m, mức cường độ âm 20 dB Xác định vị trí điểm B để đó mức cường độ âm A 1000m B 100m C 10m D 1m Câu 9: Ba điểm A, B, C thuộc nửa đường thẳng từ A Tại A đặt nguồn phát âm đẳng hướng có công suất thay đổi Khi P = P1 mức cường độ âm B 60 dB, C 20dB Khi P = P mức cường độ âm B 90 dB mức cường độ âm C A 50dB B 60dB C 10dB D 40dB Câu 10: Ba điểm O, M, N 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 M 70 dB, N 30dB Nếu chuyển nguồn âm đó sang vị trí M mức cường độ âm trung điểm MN đó A 36,1 dB B 41,2 dB C 33,4 dB D 42,1 dB Câu 11: Một nguồn âm P phát âm đẳng hướng Hai điểm A, B nằm phương truyền sóng có mức cường độ âm 40dB 30dB Điểm M nằm môi trường truyền sóng cho ∆AMB vuông cân A Xác định mức cường độ âm M? A 37,54dB B 32,46dB C 35,54dB D 38,46dB Câu 12: công suất âm cực đại máy nghe nhạc 10W cho truyền 1m lượng âm lại bị giảm 5% so với lượng ban đầu hấp thụ môi trường biết cường độ âm chuẩn I  1012W / m mức cường độ âm lớn khoảng cách 6m gần bao nhiêu? A 10,21dB B 10,21B C 1,21dB D 7,35dB Câu 13 : Nguồn âm O có công suất không đổi Trên đường thẳng qua O có ba điểm A, B, C nằm về phía O theo thứ tự xa có khoảng cách tới nguồn tăng dần Mức cường độ âm B mức cường độ âm OC OB Tính tỉ số OA 81 27 32 A B C D 16 27 Câu 14 : Mức cường độ âm L 30  dB  Hãy tính cường độ âm theo đơn vị W / m Biết A a (dB), mức cường độ âm B mức cường độ âm C 3a (dB) Biết OA =    12 W / m Mức cường độ âm tính theo đơn vị (dB) là: cường độ âm chuẩn I 10 A.10-18W/m2 B 10-9W/m2 C 10-3W/m2 D 10-4W/m2 Câu 15: hai điểm nam phía nguồn âm,trên phương truyền âm cách khoàng a ,có muc cường độ âm LM=30dB LN=10dB.biết nguồn âm đẳng hướng.nếu nguồn âm đó dặt điểm M mức cường độ âm N A.12dB B.7dB C.11dB D.9dB Câu 16 *: Tại phòng nghe nhạc , vị trí : mức cường độ âm tạo từ nguồn 75dB , mức cường độ âm phản xạ tường phía sau 72dB Tinh cường độ âm toàn phần vị trí đó la (bức tường khơng hấp thụ âm ) A 77dB B 79dB C 81dB D 83dB Đáp án: Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu 10 D C C B B D D A A A Câu 11 Câu 12 Câu 13 Câu 14 Câu 15 Câu 16 Câu 17 Câu 18 Câu 19 Câu 20 Trang 116 B B A Hướng dẫn chi tiết dạng 2: B A Giải câu 1: Theo đề: LA – LB = 40dB  10lg(IA/I0) - 10lg(IB/I0) = 40  lg(IA/IB) = suy IA/IB = 104 Chọn D P P I �R1 � Câu 2: Giải: Ta có: I1 =  � � = 10-4  I2 = 10-4I1 ; I2 =  4R1 4R2 I1 �R2 � 4 I2 I1 10 I1 L2 = lg = lg = lg + lg10-4 = L1 – = – = (B) = 10 (dB) Chọn C I0 I0 I0 Câu 3: Giải : * LA = lg IA P = 4B ; IA = I1 4R * tăng công suất nguồn âm lên lần => IA’ = 4IA => LA’ = lg 4I A IA = lg + lg4 = 4,6B = 46dB Chọn C I1 I1 Câu 4: Giải : * Ta có : IA = I0.10La ; IB = I0.10Lb ; La = Lb + b (B) I A 0B  I B A2 10 Lb b 16  => 10b = 16/9 (1) 10 Lb => B A C * IC = I0.10Lc ; La = Lc + 4b I A 0C  I C A2 10 LC 4b 0C 0C 0C 16 256 4b   10   ( )  LC 2 0A 0A 0A 81 10 => Chọn B Câu 5: (ĐH-2012): Giải 1: Gọi P0 công suất nguồn âm điểm, n số nguồn âm đặt O lần sau; R A = 2RM LA = 10lg IA IM IM nP0 P0 ; LM = 10lg => LM – LA = 10lg = 10lg( ) = 10lg2n = 10 : 4RM 4RA2 I0 I0 IA => n = Vậy cần phải đặt thêm O số nguồn âm – = Chọn B P ; 4R 2 L / 10 n 10  OA  => L = 26 dB; L = 10lg I => I M  nP 10   2,5 n 5 LM – LA = 10lg  M  I0 I M P 10 L / 10 10 2,  OM  Giải 2: Công suất phát nguồn P: I  M M => Cần đặt thêm – = nguồn Chọn B Câu 6: Giải : * L1 = lg(I1/I0) = 1,2B => I1 = I0.101,2; * Khi L2 = 2,376B => I = I0.102,376 * I 10 2,376  15 Chọn D I1 101, Câu 7: Giải 1:Do nguồn âm nguồn điểm phát sóng cầu môi trường không hấp thụ âm, nên lượng sóng âm phân bố đều mặt cầu đồng tâm Các vị trí xa nguồn, tức thuộc mặt cầu có bán kính lớn lượng sóng âm nhỏ, đó có biên độ nhỏ Năng lượng sóng âm tỉ lệ với bình phương biên độ dao động nên ta có: I1 A12  I A 22 2 �A � �0,36 � � I  I1 � � 1,80 �  16,  W / m  � �0,12 � �A1 � Chọn D Giải : Năng lượng sóng âm tỉ lệ với bình phương biên độ sóng âm W1  a12 Với a1 = 0,12mm; W2  a22 Với a2 = 0,36mm; W2 a 22  9 W1 a12 Trang 117 Năng lượng sóng âm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách đến nguồn phát W2 R12  W1 R22 P = I1S1 với S1 = 4R12 ; R1 khoảng cách từ vị trí đến nguồn âm P = I2S2 Với S2 = 4R22 ; R1 khoảng cách từ vị trí đến nguồn âm I R12 a 22   9  I 9 I = 16,2W/m2 Chọn D I R22 a12 IA IB IA IA Câu 8: Giải: LA = lg = 2; LB = lg =  LA – LB = lg =2 = 102; I0 I0 IB IB P I A 4d A2  d B   = 102  dB = 10dA = 1000 m Chọn A = =  P IB d  A 4d B2 Câu 9: Giải : Đặt AB = R1; AC = R2 Cường độ âm B; C IB1 =  B  A P1 P1 P2 P2 ; ; IC1 = ; IB2 = ; IC2 = 4R1 4R2 4R1 4R22  C Mức cường độ âm B; C: LB1 = 10lg I C1 I C1 I B1 I B1 = 60 dB; LC1 = 10lg = 20 dB => LB1 – LC1 = 10( lg - lg ) = 40 dB I0 I0 I0 I0 IC2 I B1 I B2 I B2 R22 R22 => lg = => lg = (*) LB2 – LC2 = 10( lg - lg ) =10lg = 10lg = 40 dB I C1 I0 I0 IC2 R1 R1 => LC2 = LB2 – 40 = 50 dB Chọn A Câu 10 Giải : Gọi P công suất nguồn âm P I= cường độ âm tỷ lệ nghịch với R2 4R  O Gọi m,n khoảng cách từ O đến M đến N Ta có IM = 107 I0 IN = 103 I0 Lại có H’   M  H  N IM n2 n2  Suy 10 hay n = 100.m IN m m Lại có H trung điểm MN đó OH = (m+n)/2 = 101m/2 Suy khoảng cách MH OH – OM = 101m 99m  m 2 Khi nguồn đặt M khảo sát H “coi như” khảo sát điểm H’ cách nguồn O là: h = 99m/2 99m  2 IM h2   99   2    =   Lại có Suy I = = H’     I M   107 I0 IH' m    99   99  m2 IH'   Mức cường độ âm là: LH’ = lg = lg(   107 ) = lg(107.22) – 2.lg99 I0  99  = + 2lg2 -2lg99 = 3,61B Hay LH = 36,1 dB Chọn A Câu 11: Giải 1: Gọi P công suất nguồn âm OA = R; OB = RB = R + r ; AB = AM = r OM = RM RM2 = R2 + r2.(1) LA = 10lg IB IA IM ; LB = 10lg ; LM = 10lg I0 I0 I0  M  O  A  B Trang 118 P 4R IB IA IA R2 LA - LB = 10lg -10lg = 10lg = 10lg B2 IB I0 I0 RA Với I = LA - LB = 10dB =>10lg RB2 RB2 = 10 => =10 => RB2 = 10RA2 RA2 RA2 (R + r)2 = 10R2 => r2 +2rR – 9R2 = => r = R( 10 - 1) (2) RM2 = R2 + r2 = R2( 12 - 10 ) LA – LM = 10lg RM2 RM2 =10lg =10lg(12-2 10 ) = 7,54 dB RA2 R2 => LM = LA – 7,54 = 32,46 dB Chọn B Câu 11: Giải : Chọn B I �r � �r � LA  LB  lg A  lg �B � � �B � 10 IB �rA � �rA � rB  10 rA � AB  AM   10  1 rA rM2  rA2  AM  rA2 [1  ( 10  1)2 ] �I A � �rM � LA  LM  lg � � lg � � lg  12  10   0, 754 �I M � �rA � � LM  LA  0, 754  3, 246( B )  32, 46( dB ) M B A P Câu 12: Giải : Chọn D Ta có công suất nguồn khoảng cách n (m) (với n số nguyên) P n = Po.0.95n đó Pn Po 0,95n In   4Rn2 4Rn2 Vậy Po 0,95 n I L lg  Io 4Rn2 I o Với n = L = 10,21 B Câu 13 : GIẢI 1: Chọn A Công thức liên hệ cường độ âm công suất nguồn phát : I P 4πd - Ta cần tính : OC d C  OA d A Mức cường độ âm B mức cường độ âm A a (dB) a IA IB IA a IA 10 � LA  L B  a � 10lg  10lg  a � lg  �  10 I0 I0 I B 10 IB - (1) Mức cường độ âm B mức cường độ âm C 3a (dB) � LB  LC  3a � 10lg 3a I IB I I 3a  10lg C  3a � lg B  � B  10 10 I0 I0 IC 10 IC (2) - a a a dB � �  Từ (1) : I A  1010 � �d B � 1010 �  1010 Theo giả thiết : OA  OB � dA IB �d A � - a 3a 2a 2a a �d � � 10a � �9 � 81 I I I d Từ (1) (2)=> A B  1010.1010 � A  10 � � C � 10 � C  10  � 10 � � � IB IC IC dA �d A � � � �4 � 16 Giải 2: Gọi khoảng cách từ nguồn O đến A, B, C rA; rB; rC rA= 2 rB Trang 119 r  I I I r Ta có L1  L2 10 lg  10 lg 10 lg 10 lg  20 lg I0 I0 I2 r1  r1  rB r  a 20 lg B  a 20 lg (1) rA rA rC r  3a 20 lg C (2) Và LB  LC 3a  3a 20 lg rB rB Áp dụng ta có LA  LB a  a 20 lg Công vế theo vế ta có: rC r r r 3 81  4.20 lg 20 lg C  lg C 4 lg  C  rA rA rA rA 16 I I 30  10  I  I 10 10  12.10 10  W / m Câu 14 : L 10 lg I0 I0 30 � Cách làm nhanh: (chỉ cho dB) Lấy  12  9 � 10 9 W / m 10 (chỉ cho B) Lấy  12  9 � 10 9 W / m Chọn B LA  LC 4a  4a 20 lg       Câu 15: Vì LM > LN nên M gần nguồn âm N Đặt OM = R → ON = R + a O Khi nguồn âm O, gọi cường độ âm M I1, N I2 Ta có LM = 10lg N I1 I2 ; LN = 10lg I0 I0 I1 I2 I1 R → LM - LN = 10lg - 10lg = 10.lg = 10.lg  I0 I0 I2  R1 → M R   R a   = 20  = 20.lg   = 20.lg  R R  1    R1  a a 1  10 → a = 9R1 R1 R1 Khi đặt nguồng âm M, gọi Cường độ âm N I3, mức cường đọ âm N LN/ I3 I3 I3 I1  R1   R1  / Ta có L = 10lg → L N - LM = 10lg - 10lg = 10.lg = 10.lg   = 20.lg   I0 I0 I0 I1  a   a  / N 1 9 = 20.lg   = - 20.lg9 = - 19,1dB Vậy LN/ ≈ 11dB Câu 16 *: Giải: Ltp  10 lg I  10 lg Io I n  I px tường Io M Nguồn Ta có Sóng tới 2 Sóng phản xạ � rpx � � rpx � I n �rn  2rpx � �  �� Ln  Lpx  10 lg � 1 � �� I n  I px � I px � rn rn � rn � � � � 2 � rpx � � rpx � � 10 lg �  � Ln  L px  75  72  � �  � 100,3 � I n  100,3 I px rn � rn � � �  100,3 I px I I n  I px I px Ltp  10lg  10 lg  10lg  10 lg  10 lg  10 0,3 I I I I Vậy : Chọn A o o o o       � Ltp  Lpx  10 lg  100,3  72  4,7643  76, 7643 �77 dB Trang 120 Trang 121 TRẮC NGHIỆM SÓNG CƠ HỌC Phần 1: ĐAI CƯƠNG VỀ SĨNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH SĨNG I TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT Bài 1: Phát biểu sau sai nói về trình truyền sóng: A Quá trình truyền sóng trình truyền dao động mơi trường đàn hồi B Q trình trùn sóng trình truyền lượng C Quá trình truyền sóng trình truyền pha dao động D Quá trình truyền sóng trình truyền phần tử vật chất Bài 2: Phát biểu sau sai nói về lượng sóng: A Quá trình truyền sóng trình truyền lượng B Trong sóng trùn lượng khơng trùn nó đại lượng bảo tồn C Đối với sóng truyền từ nguồn điểm mặt phẳng, lượng sóng giảm tỷ lệ với quãng đường truyền sóng D Đối với sóng truyền từ nguồn điểm không gian, lượng sóng giảm tỷ lệ với bình phương quãng đường truyền sóng Bài 3: Điều sau nói về vận tốc truyền sóng: A Vận tốc truyền sóng vận tốc truyền pha dao động B Vận tốc truyền sóng vận tốc dao động phần tử vật chất môi trường C Vận tốc truyền sóng vận tốc dao động nguồn sóng D Cả A B Bài 4: Vận tốc truyền sóng phụ thuộc vào yếu tố sau đây: A Môi trường truyền sóng B Tần số dao độngcủa nguồn sóng C Chu kỳ dao động nguồn sóng D Biên độ dao động nguồn sóng Bài 5: Khoảng cách hai điểm phương truyền sóng gần dao động pha với gọi là: A Vận tốc truyền sóng B Chu kỳ C Tần số D Bước sóng Bài 6: Phát biểu sau sai nói về sóng cơ: A Sóng ngang sóng mà phương dao động phần tử vật chất nơi sóng truyền qua vuông góc với phương truyền sóng B Khi sóng truyền đi, phần tử vật chất nơi sóng truyền qua truyền theo sóng C Sóng không truyền chân không D Sóng dọc sóng mà phương dao động phần tử vật chất nơi sóng truyền qua trùng với phương truyền sóng Bài 7: Điều sau nói về sóng ngang A Là loại sóng có phương dao động nằm ngang B Là loại sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng C Là loại sóng có phương dao động song song với phương truyền sóng D Là loại sóng có phương nằm ngang vuông góc với phương truyền sóng Bài 8: Điều sau nói về sóng dọc: A Là loại sóng có phương dao động nằm ngang B Là loại sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng C Là loại sóng có phương dao động song song với phương truyền sóng D Là loại sóng có phương nằm ngang vuông góc với phương truyền sóng Bài 9: Sóng ngang truyền mơi trường: A Rắn khí B Chất rắn bề mặt chất lỏng C Rắn lỏng D Cả rắn, lỏng khí Bài 10: Sóng dọc truyền mơi trường: A Rắn khí B Chất rắn bề mặt chất lỏng C Rắn lỏng D Cả rắn, lỏng khí Bài 11: Điều sau nói về sóng học: A Sóng dọc truyền chất khí B Vận tốc truyền sóng không phụ thuộc vào môi trường mà phụ thuộc vào bước sóng C Quá trình truyền sóng trình truyền phần tử vật chất môi trường từ nơi đến nơi khác D Sóng truyền mặt nước sóng ngang Bài 12: Chọn câu sai Bước sóng  sóng học là: A Quãng đường sóng truyền thời gian chu kỳ sóng B Khoảng cách ngắn hai điểm dao động pha phương truyền sóng C Quãng đường sóng truyền thời gian giây Trang 122 D Hai lần khoảng cách ngắn hai điểm phương truyền sóng dao động nghịch pha Bài 13: Trong môi trường, sóng truyền từ nguồn u = a.cos( t ) (cm) Một điểm M mơi trường cách nguồn đoạn x có phương trình: 2x       2   C uM = a cos  t   x   2x       2   D uM = a cos  t   x   A uM = a cos  t  B uM = a cos  t  Bài 14: Trong môi trường, sóng truyền từ nguồn đến điểm M cách nguồn đoạn x u M = a.cos( t ) (cm) Phương trình sóng nguồn là: 2x       2   C u0 = a cos  t   x   2x       2   D u0 = a cos  t   x   A u0 = a cos  t  B u0 = a cos  t  Bài 15: Trong môi trường có vận tốc truyền sóng v, sóng truyền từ nguồn có phương trình là: u = a.cos( 2ft ) (cm) Một điểm M môi trường cách nguồn đoạn x có pha ban đầu  M là: A 2.x v.f B – 2.f x v C 2.v.f x D 2.f x v II TRẮC NGHIỆM BÀI TẬP: Bài 1: Một người quan sát phao mặt biển, thấy nó nhô cao 10 lần khoảng thời gian 36s đo khoảng cách hai đỉnh sóng lân cận 10m Vận tốc truyền sóng mặt biển là: A 2,5m/s B 2,8m/s C 40m/s D 36m/s Bài 2: Nguồn phát sóng S mặt nước tạo dao động với tần số f = 100Hz, gây sóng có biên độ A = 0,4cm Biết khoảng cách ngợn lồi liên tiếp 3cm Vận tốc truyền sóng mặt nước là: A 25cm/s B 50cm/s C 100cm/s D 150cm/s Bài 3: Một sóng có tốc độ lan truyền 240m/s có bước sóng 3,2m Tần số chu kỳ sóng là: A 100Hz 0,01s B 130Hz 0,0077s C 75Hz 0,15s D 75Hz 0,013s Bài 4: Trên mặt hồ yên lặng, người dập dình thuyền tạo sóng mặt nước Người nhận thấy thuyền thực 12 dao động 20s, sóng tới bờ cách thuyền 12m sau 6s Tốc độ bước sóng là: A 1,7m/s 3m B 2m/s 3,3m C 3,3m/s 1,7m D 2,3m/s 3m Bài 5: Một sóng có tần số 500Hz có tốc độ lan truyền 350m/s hai điểm gần phương truyền sóng để chúng có độ lệch pha  là: A 0,117m B 0,032m C 0,23m D 0,28m Bài 6: Sóng có tần số 80Hz lan truyền môi trường với vận tốc 4m/s Dao động phần tử vật chất hai điểm phương truyền sóng cách nguồn sóng đoạn 31cm 33,5cm, lệch pha góc: A  rad B rad C rad D  rad Bài 7: Một sóng có tần số góc 110rad/s bước sóng 1,8m tốc độ sóng là: A 15,75m/s B 20,1m/s C 31,5m/s D 0,016m/s Bài 8: Khoảng cách hai bụng sóng nước mặt hồ 9m Sóng lan truyền với vận tốc thời gian 1phút sóng dập vào bờ 6lần? A 0,9m/s B 2/3 m/s C 3/2m/s D 54m/s Bài 9: Sóng biển có bước sóng 2,5m Khoảng cách điểm gần phương truyền sóng dao động pha là: A B 2,5m C 0,625m D 1,25m Bài 10: Đầu A sợi dây đàn hồi dao động theo phương thẳng đứng với chu kỳ 4s Biết vận tốc truyền sóng dây 0,2m/s Khoảng cách hai điểm gần dao động ngược pha là: A 1m B 0,2m C 0,4m D 2,5m Bài 11: Một sóng có tần số 1000Hz có tốc độ lan truyền 200m/s Hai điểm gần phương truyền sóng để chúng có độ lệch pha  phải cách khoảng là: Trang 123 A 0,033m B 0,017m C 0,23m D 0,128m => Độ lệch pha điểm có tọa độ x1 x2 thời điểm t là:  2 x1  x   => x1 – x2 = 0,017m  Bài 12: Trên đường thẳng PQ, sóng truyền từ điểm P đến điểm Q cách 112m với vận tốc 224m/s Tần số sóng 100 Hz Hiệu pha P Q là:  A 50rad B 100rad C 150rad D 200rad Bài 13: Hai điểm P Q đặt phương truyền sóng cách 120m, sóng truyền 0,4s Biết tần số góc của sóng 200  rad/s Bước sóng sóng là: A 3m B 4m C 5m D 6m Bài 14: Một sóng ngang truyền sợi dây đàn hồi dài với vận tốc sóng 0,2m/s, chu kỳ dao động 10s Khoảng cách hai điểm gần dây dao động ngược pha là: A 1,5m B 1m C 0,5m D 2m Bài 15: Trên sợi dây OA, đầu A cố định đầu O dao động điều hòa có phương trình u = 5cos5  t (cm) Vận tốc truyền sóng dây 24cm/s giả sử q trình trùn sóng biên độ sóng khơng đổi Phương trình sóng điểm M cách O đoạn 2,4cm là: � � �(cm) 2� � � � 5 t  �(cm) C uM  5cos � 2� � 5 t  A uM  5cos � � � �(cm) 4� � � � 5 t  �(cm) D uM  5cos � 4� � 5 t  B uM  5cos � Bài 16: Một sóng ngang truyền dây dài có phương trình sóng u  cos(0, 02 x  4 t ) (cm; s) Biên độ sóng, bước sóng tần số sóng là: A 4cm; 50cm 4Hz B 6cm; 100cm 4Hz C 16cm; 200cm 2Hz D 6cm; 100cm 2Hz Bài 17: Một sóng ngang truyền dây dài có phương trình sóng là: u  cos(0, 02 x  4 t ) (cm; s) Tốc độ lan truyền sóng độ dời điểm có tọa độ 25cm lúc 4s là: A 4m/s 6cm B 8m/s –3cm C 2m/s –6cm D 2m/s 6cm Bài 18: Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = acos20  t (cm; s) khoảng thời gian 2s, sóng truyền quãng đường lần bước sóng? A 30 B 40 C 10 D 20 Bài 19: Một sóng lan truyền đường thẳng từ điểm O đến điểm M cách O đoạn d Biết tần số f, bước sóng  biên độ a sóng không đổi trình truyền sóng Nếu phương trình dao động phần tử vật chất điểm M có dạng uM = acos 2ft phương trình dao động phần tử vật chất O là: A u0 = acos2  (ft – C u0 = acos  (ft– d )  d )  d )  d D u0 = acos  (ft + )  B u0 = acos2  (ft + Bài 20: Sóng truyền mơi trường dọc theo trục Ox với phương trình u = cos(20t – 4x) (cm; s) Vận tốc truyền sóng môi trường bằng: A 5m/s B 50cm/s C 40cm/s D 4m/s Bài 21: Một sóng có phương trình dao động x = A cos(10 t  sóng có độ lệch pha  ) (cm; s) Hai điểm gần phương truyền  cách khoảng 5m Tính tốc độ truyền sóng: A 100m/s B 120m/s C 150m/s D 128m/s Bài 22: Một sóng học truyền dọc theo trục Ox có phương trình u = 28 cos (20x – 2000t) (m; s) Vận tốc sóng là: A 334m/s B 100m/s C 314m/s D 331m/s  20 => v = 100m/s v Bài 23: Một nguồn sóng truyền mặt nước với phương trình dao động nguồn u = 5cos2  t (cm; s) Biết Bài 22: TL: Phương trình tổng quát sóng: u = acos( t   x )=>  = 2000rad/s v bước sóng 1,5m Chu kỳ sóng vận tốc truyền sóng là: A 1s 1,5m/s B 1s 0,6m/s C 2s 0,6m/s D 2s 1,5m/s Trang 124 Bài 24: Một sóng lan truyền phương truyền sóng với vận tốc 1m/s Phương trình sóng điểm O phương truyền sóng đó u0 = 3cos  t (cm;s) Phương trình sóng điểm M nằm sau cách O khoảng 25cm là:    C u M 3 cos t   A u M 3 cos t    (cm) 2   (cm) 4    (cm) 2    D u M 3 cos t   (cm) 4  B u M 3 cos t  Bài 25: Một dây đàn hồi dài có đầu S dao động với tần số f có giá trị khoảng từ 22Hz đến 26Hz theo phương vuông góc với sợi dây Vận tốc truyền sóng dây 3m/s Một điểm M dây cách S đoạn 28cm, người ta thấy M dao động lệch pha so với S mọt góc  (2k  1)  với k  Z Tần số dao động sợi dây là: A 12Hz B 24Hz C 32Hz D 38Hz Bài 26: Sóng truyền mặt chất lỏng với vận tốc truyền sóng 80cm/s, khoảng cách hai gợn sóng liên tiếp 4cm Tần số sóng là: A 2Hz B 10Hz C 20Hz D 40Hz Bài 27: Nguồn sóng mặt nước dao động với tần số 6Hz Biết khoảng cách gợn sóng liên tiếp 60cm Vận tốc truyền sóng là: A 40cm/s B 60cm/s C 90cm/s D 100cm/s Bài 27: TL: gợn sóng có bước sóng, đó:   60 15cm => v = f 90cm / s Bài 28: Một người quan sát phao mặt biển thấy nó nhô cao lên lần 8s thấy khoảng cách sóng kề 0,2m Vận tốc truyền sóng là: A 10cm/s B 20cm/s C 40cm/s D 60cm/s Bài 29: Một sóng học có phương trình dao động điểm M u = 4cos(   t  ) (cm;s) thời điểm t1 li 6 độ M cm Li độ M sau đó 6s là: A – cm B cm C –2cm D 2 cm   Bài 30: Sóng truyền mặt chất lỏng với bước sóng 0,8cm Phương trình dao động O u = 10 cos  t    2 mm Phương trình dao động M cách O đoạn 5,4cm theo phương truyền sóng là: 3    mm     C u M 10 cos t   mm 2    A u M 10 cos t  B u M 10 cos t    mm 2 D u M 10 cos t   mm Bài 31: Một dao động truyền sóng từ S tới M với vận tốc 60cm/s Phương trình dao động M cách S khoảng     cm Phương trình dao động S là: 6   B u S A cos10t   cm 6    D u S A cos10t   cm 3  2cm thời điểm t u M A cos10t     cm 3    C u S A cos10t   cm 2  A u S A cos10t  Bài 32: Một nguồn sóng O truyền mặt nước Điểm M mặt nước cách O khoảng 10cm Chọn gốc thời gian để pha ban đầu nguồn O pha dao động M vào thời điểm t  M 5t  5 Vận tốc truyền sóng bước sóng có giá trị là: A 8cm/s 12cm B 30cm/s 12cm C 30cm/s 24cm D 45cm/s 24cm Trang 125 Bài 33: Đầu A dây dài đàn hồi dao động theo phương thẳng đứng với tần số 5Hz Vận tốc truyền sóng dây 40cm/s khoảng cách điểm gần dao động ngược pha là: A 100cm B 8cm C 2cm D 4cm Bài 34: Mũi nhọn S chạm vào mặt nước dao động điều hòa với tần số 20Hz Thấy điểm A B mặt nước nằm phương truyền sóng cách 10cm ln dao động ngược pha Tính vận tốc truyền sóng biết vận tốc vào cỡ 0,7m/s đến 1m/s A 0,75m/s B 0,8m/s C 0,9m/s D 0,95m/s Bài 35: Nguồn sóng đặt O dao động theo phương trình u = 5cos4  t (cm; s) Điểm M nằm cách O đoạn 70cm Biết vận tốc truyền sóng 30cm/s Giữa O M có điểm dao động pha với nguồn? A điểm B điểm C điểm D điểm Bài 36: Nguồn sóng đặt O dao động với tần số 10Hz Điểm M nằm cách O đoạn 20cm Biết vận tốc truyền sóng 40cm/s Giữa O M có điểm dao động ngược pha với nguồn? A điểm B điểm C điểm D điểm HƯỚNG DẪN GI ẢI: Bài 1: TL: Khoảng thời gian 10 lần nhô chu kỳ => 9T = 36 =>T = Ta có  v.T => v = 36 =4s  10  2,5m / s T Bài 2: TL: gợn lồi có bước sóng, đó:   0,5cm => v = f 50cm / s v =75Hz => T = 0,013s  f 20 12 1,7s => v = 2m / s =>  v.T 3,3m Bài 4: TL: T = 12 x  x2  v  Bài 5: TL:   0,7 m Độ lệch pha điểm có tọa độ x1 x2 thời điểm t là:  2 f  Bài 3: TL: f = => x1 – x2 = 0,117m v f Bài 6: TL:   0,05m 5cm =>  2 x1  x rad    31,5m / s 2 Bài 8: TL: v f   0,9m / s 60 Bài 7: TL: v f   Bài 9: TL: Hai điểm gần dao động pha cách bước sóng: 2,5m Bài 10: TL: Hai điểm gần dao động ngược pha cách nửa bước sóng: d =  v.T  0,4m 2 v f Bài 11: TL:   0,2m 100 112 d f d Bài 12: TL:  2 2 2  100rad  v 224 s 120 v 2.v 2.300 300m / s =>     3m Bài 13: TL: v   t 0,4 f  200 Bài 14: TL: Hai điểm gần dao động ngược pha cách nửa bước sóng: d = Bài 15: TL:    v.T  1m 2 2.v 2.24  9,6cm  5 Dao động M trễ pha so với dao động O góc  2 d 2,4  � � 2  rad => uM  5cos �5 t  �(cm)  9,6 2� � Trang 126 Bài 16: TL: Phương trình sóng dạng chung: u  A cos(2 6cm;  100cm f = 2Hz T Bài 17: TL: Phương trình sóng dạng chung: u  A cos(2 t x  2 ) Đối chiếu với phương trình cho ta có: A = T  t x  2 ) Đối chiếu với phương trình cho ta có: T  2Hz => v = f  =200cm/s = 2m/s T Độ dời: u 6 sin(  0,02.25  4.4)  6cm 2 0,1s => t = 2s = 20.T Mỗi chu kỳ truyền bước sóng nên 20 chu kỳ truyền 20 Bài 18: TL: T    100cm f= bước sóng d )  2 2  2     s; 4   m => v = 5 m/s Bài 20: TL: T =  20 10  T d   10 30 150m / s Bài 21: TL:  2  =>  6d = 30m => v = f =   2 2 2  Bài 23: TL: T = =1s => v = =1,5m/s  T 2.v 2.1  2cm Bài 24: TL:      d 0,25    rad => u M 3 cos t   (cm) Dao động M trễ pha so với dao động O góc  2 2 4   d fd  75 Bài 25: TL:  2 2 (2k  1) => f = (2k+1) Hz  v 28 75 75 26 3,6 k 4,4 k 4 f (2.4  1) 24Hz Mà 22 f 26 22 (2k  1) 28 28 v Bài 26: TL: v f f  20Hz  Bài 19: TL: u0 = asin2  (ft + Bài 28: TL: Khoảng thời gian lần nhô chu kỳ => 4T = 8s => T = 2s Khoảng cách sóng kề bước sóng  0,2m => v =  0,1m / s 10cm / s T   t  ) = (1) 6        => u(t1 + 6) = 4cos  ( t  6)   4 cos t      cos t   (2) 6 6 6 6  6 Bài 29: TL: u(t1) = 4cos( Từ (1) (2) => u(t1 + 6) = – cm Bài 30: TL: 2x  2.5,4  27           u M 10 cos t   10 cos t   10 cos t   10 cos t   14   10 cos t   mm   0,8   2       2 12cm Bài 31: TL:  v.T v   2d   2.2      u S A cos10t    A cos10t    A cos10t   cm   12  2    d 5  . 5.12   30cm / s Bài 32: TL:  2   12cm => v = T 2 2  Trang 127 Bài 33: TL: Hai điểm gần dao động ngược pha cách nửa bước sóng: d =  v  4cm 2f d fd 2df 2 (2k  1) v    v k  2k  1 1,5 k 2,36 Với k  Z => k =2 => v = 0,8m/s Mà 0,7 v 1 0,7  2k  v 2v 2.30  15cm Bài 35: TL: v = f =>    f  4 x Xét điểm I có li độ x nằm OM dao động pha với nguồn lệch pha  2 2k = > x = k  =15k  Bài 34: TL:  2 cm =>  x 70 0  15k 70 0  k  3,5 Mà k  Z => k =1; 2; => có điểm cần tìm v f Bài 36: TL: v = f =>    40 4cm 10 Xét điểm I có li độ x nằm OM dao động pha với nguồn lệch pha  2 x (2k  1)  )  =4k + cm =>  x 20 0  4k  20  0,5  k  4,5 Mà k  Z => k =0; 1; 2; 3; => có điểm cần tìm = > x = (k+ Trang 128 ... bậc (tần số 5f1)… CHỦ ĐỀ 1: SÓNG CƠ V À SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ Trang Dạng : Xác định đại lượng đặc trưng sóng: –Kiến thức cần nhớ : -Chu kỳ (T), vận tốc (v), tần số (f), bước sóng () liên hệ với :... hai sóng kết hợp tức hai sóng tần số có độ lệch pha không đổi theo thời gian (hoặc hai sóng pha) Lý thuyết giao thoa: Giao thoa hai sóng phát từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách khoảng l:...  d1 k = số nguyên M dao động với Amax M nằm cực đại giao thoa thứ k -Nếu  d  d1 k + - Nếu M cực tiểu giao thoa thứ (k+1)  + Biên độ sóng tổng hợp: AM =2.A cos + Khoảng cách hai đỉnh liên