Bài tập Vật lý 12 – Chương 2 Sóng cơ và sóng âm – Ôn thi THPTQG 2020 – Phân dạng chi tiết

ÔN THI THPT QUỐC GIA 2020 CHƯƠNG II SÓNG CƠ HỌC CHỦ ĐỀ 1: SÓNG CƠ - SỰ TRUYỀN SÓNG Phần Lý Thuyết I SÓNG CƠ : Khái niệm sóng học: Sóng học dao động học, lan truyền môi trường Phân loại sóng: - Sóng ngang: Sóng ngang sóng, mà phương dao động phần tử môi trường vng góc với phương truyền sóng Sóng ngang truyền chất rắn bề mặt chất lỏng có lực đàn hồi xuất bị biến dạng lệch - Sóng dọc: Sóng dọc sóng, mà phương dao động phần tử môi trường trùng với phương truyền sóng Sóng dọc truyền mơi trường rắn, lỏng, khí mơi trường lực đàn hồi xuất có biến dạng nén, dãn Giải thích tạo thành sóng cơ: Sóng học tạo thành nhờ lực liên kết đàn hồi phần tử môi trường truyền dao động đi, phần tử xa tâm dao động trễ pha * Đặc điểm:  Môi trường có lực đàn hồi xuất bị biến dạng lệch truyền sóng ngang  Mơi trường có lực đàn hồi xuất bị nén hay kéo lệch truyền sóng dọc Các đặc trưng sóng hình sin – đại lượng đặc trưng chuyển động sóng: 4.1 Chu kì tần số sóng: Chu kì tần số sóng chu kì tần số dao động phần tử mơi trường +) Chu kỳ sóng T: chu kỳ dao động phần tử mơi trường sóng truyền qua +) Tần số ƒ: đại lượng nghịch đảo chu kỳ sóng: f = T Hay Tsóng = Tdao động = Tnguồn ; fsóng = fdao động = fnguồn 4.2 Biên độ sóng: Biên độ sóng điểm mơi trường biên độ dao động phần tử môi trường điểm Hay Asóng = Adao động VẬT LÝ 12 – CB & NC >> CHƯƠNG – SÓNG CƠ & SĨNG ÂM ƠN THI THPT QUỐC GIA 2020 4.3 Bước sóng: Bước sóng λ khoảng cách hai điểm gần nằm phương truyền sóng dao động pha qng đường sóng truyền chu kì +) Bước sóng λ: quảng đường mà sóng truyền Trong chu kỳ λ = vT = λ +) Bước sóng λ khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động pha 4.4 Tốc độ truyền sóng v : tốc độ truyền pha dao động - Trong môi trường (đồng chất) tốc độ truyền sóng khơng đổi : s v = = const t - Trong chu kì T sóng truyền quảng đường λ, tốc độ truyền sóng mơi trường : v= λ = λ f T - Trong sóng truyền đỉnh sóng di chuyển với tốc độ v (tức trạng thái dao động di chuyển) phần tử mơi trường dao động quanh vị trí cân chúng Năng lượng sóng: Q trình truyền sóng q trình truyền lượng từ phân tử sang phân tử khác Nặng lượng sóng điểm tỉ lệ với bình phương biên độ sóng điểm CÁC VD: Ví dụ Một người ngồi bờ biển quan sát thấy khoảng cách hai sóng liên tiếp 10 m Ngồi người đếm 20 sóng qua trước mặt Trong 76 (s) a) Tính chu kỳ dao động nước biển b) Tính vận tốc truyền nước biển Hướng dẫn giải: a) Khi người quan sát 20 sóng qua sóng thực quãng đường 19λ Thời gian tượng ứng để sóng lan truyền quãng đường 19T, theo ta có 19T = 76 → T = (s) b) Khoảng cách hai sóng liên tiếp bước sóng, λ = 10 m Tốc độ truyền sóng tính theo cơng thức v = = = 2,5 m/s Ví dụ Một người quan sát sóng mặt hồ thấy khoảng cách hai sóng liên tiếp m có sóng truyền qua trước mặt Trong (s) Tốc độ truyền sóng nước A v = 3,2 m/s B v = 1,25 m/s C v = 2,5 m/s D v = m/s Hướng dẫn giải: Khoảng cách sóng liên tiếp λ nên ta có λ = m sóng truyền qua tức sóng thực chu kỳ dao động, 5T = → T = 1,6 (s) Từ đó, tốc độ truyển sóng v = λ/T = 1,25 m/s → chọn đáp án B Ví dụ Một sóng lan truyền với tần số ƒ = 500 Hz, biên độ A = 0,25 mm Sóng lan truyền với bước sóng λ = 70 cm Tìm a) tốc độ truyền sóng b) tốc độ dao động cực đại phần tử vật chất mơi trường Hướng dẫn giải: a) Ta có λ = → v = λƒ = 0, 7.500 = 350 m/s VẬT LÝ 12 – CB & NC >> CHƯƠNG – SĨNG CƠ & SĨNG ÂM ƠN THI THPT QUỐC GIA 2020 b) Tốc độ cực đại phần tử môi trường: vMAx = ω.A = 2πƒ.A = 2π.500.0,25.10-3 = 0,25π = 0,785 m/s LUYỆN TẬP : Xác định đại lượng sóng Câu 1: Một người quan sát sóng mặt hồ thấy khoảng cách hai sóng liên tiếp 2m có sóng qua trước mặt trọng 8s Vận tốc truyền sóng mặt nước A 3,2m/s B 1,25m/s C 2,5m/s D 3m/s Câu 2:Một điểm A mặt nước dao động với tần số 100Hz Trên mặt nước người ta đo khoảng cách gợn lồi liên tiếp 3cm Khi vận tốc truyền sóng mặt nước A v = 50cm/s B v = 50m/s C v = cm/s D v = 0,5cm/s Câu 3: Một người ngồi bờ biển thấy có sóng nước qua trước mặt thời gian 10s Chu kỳ dao động sóng biển A s B 2,5 s C 3s D s Câu 4: Một người quan sát phao mặt biển , thấy nhơ lên cao lần 15 giây Coi sóng biển sóng ngang Chu kỳ dao động sóng biển A T = 2,5 s B T = s C T = s D T = 6s Câu 5: Khi âm truyền từ khơng khí vào nước, bước sóng tăng hay giảm lần? Biết vận tốc âm nước 1530m/s, khơng khí 340m/s A không đổi B tăng 4,5 lần C giảm 4,5 lần D giảm 1190 lần Câu 6: Một người quan sát phao mặt biển thấy nhơ lên cao 10 lần 18s, khoảng cách hai sóng kề 2m Vận tốc truyền sóng mặt biển A v = 1m/s B v = 2m/s C v = 4m/s D v = 8m/s Câu 7: Sóng truyền mơi trường đàn hồi với vận tốc 360m/s Ban đầu tần số sóng 180Hz Để có bước sóng 0,5m cần tăng hay giảm tần số sóng lượng bao nhiêu? A Tăng thêm 420Hz B Tăng thêm 540Hz C Giảm bớt 420Hz D Giảm xuống cc̣n 90Hz TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT – TÌM CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN SĨNG CƠ Câu Sóng A dao động lan truyền Trong môi trường B dao động điểm Trong môi trường C dạng chuyển động đặc biệt môi trường D truyền chuyển động phần tử Trong môi trường Câu Để phân loại sóng ngang sóng dọc người ta dựa vào A tốc độ truyền sóng bước sóng B phương truyền sóng tần số sóng C phương dao động phương truyền sóng D phương dao động tốc độ truyền sóng Câu Sóng dọc sóng có phương dao động A nằm ngang B trùng với phương truyền sóng C vng góc với phương truyền sóng D thẳng đứng Câu Một sóng học lan truyền sợi dây đàn hồi Bước sóng λ khơng phụ thuộc vào A tốc độ truyền sóng B chu kì dao động sóng C thời gian truyền sóng D tần số dao động sóng Câu Phát biểu sau đại lượng đặc trưng sóng học khơng đúng? A Chu kỳ sóng chu kỳ dao động phần tử dao động B Tần số sóng tần số dao động phần tử dao động VẬT LÝ 12 – CB & NC >> CHƯƠNG – SÓNG CƠ & SĨNG ÂM ƠN THI THPT QUỐC GIA 2020 C Tốc độ sóng tốc độ dao động phần tử dao động D Bước sóng quãng đường sóng truyền Trong chu kỳ Câu Chu kì sóng A chu kỳ phần tử mơi trường có sóng truyền qua B đại lượng nghịch đảo tần số góc sóng C tốc độ truyền lượng Trong (s) D thời gian sóng truyền nửa bước sóng Câu Bước sóng A quãng đường sóng truyền Trong (s) B khoảng cách hai điểm có li độ không C khoảng cách hai bụng sóng D quãng đường sóng truyền Trong chu kỳ Câu Sóng ngang sóng có phương dao động A nằm ngang B trùng với phương truyền sóng C vng góc với phương truyền sóng D thẳng đứng Câu Khi sóng học truyền từ khơng khí vào nước đại lượng sau khơng thay đổi? A Tốc độ truyền sóng B Tần số dao động sóng C Bước sóng D Năng lượng sóng Câu 10 ốc độ truyền sóng tốc độ A dao động phần tử vật chất B dao động nguồn sóng C truyền lượng sóng D truyền pha dao động Câu 11 Tốc độ truyền sóng học giảm dần Trong mơi trường A rắn, khí, lỏng B khí, lỏng, rắn C rắn, lỏng, khí D lỏng, khí, rắn Câu 12 Tốc độ truyền sóng học tăng dần Trong mơi trường A rắn, khí, lỏng B khí, lỏng, rắn C rắn, lỏng, khí D lỏng, khí, rắn Câu 13 Tốc độ truyền sóng học phụ thuộc vào A tần số sóng B chất mơi trường truyền sóng C biên độ sóng D bước sóng Câu 14 Một sóng học lan truyền Trong môi trường tốc độ v Bước sóng sóng Trong mơi trường λ Chu kỳ dao động sóng có biểu thức A T = v/λ B T = v.λ C T = λ/v D T = 2πv/λ Câu 15 Một sóng học lan truyền Trong mơi trường tốc độ v Bước sóng sóng Trong mơi trường λ Tần số dao động sóng thỏa mãn hệ thức A ƒ = v/λ B ƒ = v.λ C ƒ = λ/v D ƒ = 2πv/λ Câu 16 Một sóng học có tần số ƒ lan truyền Trong môi trường tốc độ v Bước sóng λ sóng Trong mơi trường tính theo cơng thức A λ = v/ƒ B λ = v.ƒ C λ = ƒ/v D λ = 2πv/ƒ Câu 17 Sóng lan truyền Trong mơi trường đàn hồi với tốc độ v không đổi, tăng tần số sóng lên lần bước sóng A tăng lần B tăng 1,5 lần C không đổi D giảm lần Câu 18 Một sóng lan truyền với tốc độ v = 200 m/s có bước sóng λ = m Chu kỳ dao động sóng A T = 0,02 (s) B T = 50 (s) C T = 1,25 (s) D T = 0,2 (s) Câu 19 Một sóng học lan truyền với tốc độ 320 m/s, bước sóng 3,2 m Chu kỳ sóng A T = 0,01 (s) B T = 0,1 (s) C T = 50 (s) D T = 100 (s) Câu 20 Một sóng có tần số 200 Hz lan truyền Trong môi trường với tốc độ 1500 m/s Bước sóng sóng Trong mơi trường A λ = 75 m B λ = 7,5 m C λ = m D λ = 30,5 m Câu 21 Sóng truyền dọc theo trục Ox có bước sóng 40 cm tần số Hz Chu kỳ tốc độ truyền sóng VẬT LÝ 12 – CB & NC >> CHƯƠNG – SĨNG CƠ & SĨNG ÂM ƠN THI THPT QUỐC GIA 2020 có giá trị A T = 0,125 (s) ; v = 320 cm/s B T = 0,25 (s) ; v = 330 cm/s C T = 0,3 (s) ; v = 350 cm/s D T = 0,35 (s) ; v = 365 cm/s Câu 22 Phương trình dao động sóng hai nguồn A, B mặt nước u = 2cos(4πt + π/3) cm Tốc độ truyền sóng mặt nước v = 0,4 m/s xem biên độ sóng khơng đổi truyền Chu kỳ T bước sóng λ có giá trị: A T = (s), λ = 1,6 m B T = 0,5 (s), λ = 0,8 m C T = 0,5 (s), λ = 0,2 m D T = (s), λ = 0,2 m Câu 23 Phương trình dao động sóng điểm O có dạng u = 5cos(200πt) mm Chu kỳ dao động điểm O A T = 100 (s) B T = 100π (s) C T = 0,01 (s) D T = 0,01π (s) Câu 24 Khi sóng truyền từ khơng khí vào nước A Năng lượng tần số khơng đổi B Bước sóng tần số khơng đổi C Tốc độ tần số không đổi D Tốc độ thay đổi, tần số không đổi Câu 25 Một người quan sát mặt biển thấy phao nhô lên cao 10 lần Trong 36 (s) đo khoảng cách hai đỉnh lân cận 10 m Tính tốc độ truyền sóng mặt biển A v = 2,5 m/s B v = m/s C v = 10 m/s D v = 1,25 m/s Câu 26 Một người quan sát mặt biển thấy có sóng qua trước mặt Trong khoảng thời gian 10 (s) đo khoảng cách sóng liên tiếp m Coi sóng biển sóng ngang Tốc độ sóng biển A v = m/s B v = m/s C v = m/s D v = m/s Câu 27 Một người quan sát sóng mặt hồ thấy khoảng cách hai sóng liên tiếp m có sóng truyền qua trước mặt Trong (s) Tốc độ truyền sóng nước A v = 3,2 m/s B v = 1,25 m/s C v = 2,5 m/s D v = m/s Câu 28 Một điểm A mặt nước dao động với tần số 100 Hz Trên mặt nước người ta đo khoảng cách gợn lồi liên tiếp cm Khi tốc độ truyền sóng mặt nước A v = 50 cm/s B v = 50 m/s C v = cm/s D v = 0,5 cm/s Câu 29 Một người quan sát thấy cánh hòa hồ nước nhô lên 10 lần Trong khoảng thời gian 36 (s) Khoảng cách hai đỉnh sóng 12 m Tính tốc độ truyền sóng mặt hồ A v = m/s B v = 3,2 m/s C v = m/s D v = m/s Câu 30 Một sóng ngang truyền sợi dây dài có li độ u = cos(πt + ) cm, d đo cm Li độ sóng d = cm t = (s) A u = cm B u = cm C u = cm D u = –6 cm Câu 31 Một người quan sát mặt biển thấy khoảng cách sóng liên tiếp 12 m có sóng truyền qua trước mắt Trong (s) Tốc độ truyền sóng mặt biển A v = 4,5 m/s B v = m/s C v = 5,3 m/s D v = 4,8 m/s Câu 32 Một mũi nhọn S gắn vào đầu A thép nằm ngang chạm vào mặt nướ c Khi thép dao động với tần số ƒ = 120 Hz Nguồn S tạo mặt nước dao động sóng, biết khoảng cách gợn lồi liên tiếp cm Tốc độ truyền sóng mặt nước có giá trị A v = 120 cm/s B v = 100 cm/s C v = 30 cm/s D v = 60 cm/s Câu 33 Trên mặt nước có nguồn dao động tạo điểm O dao động điều hồ có tần số ƒ = 50 Hz Trên mặt nước xuất sóng trịn đồng tâm O cách đều, vòng cách cm Tốc độ truyền sóng ngang mặt nước có giá trị A v = 120 cm/s B v = 150 cm/s C v = 360 cm/s D v = 150 m/s Câu 34 Tại điểm O mặt thoáng chất lỏng yên lặng ta tạo dao động điều hồ vng góc với mặt thống có chu kì T = 0,5 (s) Từ O có vịng sóng trịn lan truyền xung quanh, khoảng cách hai vòng liên tiếp 0,5 m Xem biên độ sóng khơng đổi Tốc độ truyền sóng có giá trị A v = 1,5 m/s B v = m/s C v = 2,5 m/s D v = 1,8 m/s VẬT LÝ 12 – CB & NC >> CHƯƠNG – SÓNG CƠ & SÓNG ÂM ÔN THI THPT QUỐC GIA 2020 Câu 35 Một sóng lan truyền Trong mơi trường với tốc độ m/s tần số 10 Hz, biên độ sóng khơng đổi cm Khi phần tử mơi trường qng đường S cm sóng truyền thêm quãng đường 25 cm Tính S A S = 10 cm B S = 50 cm C S = 56 cm D S = 40 cm Câu 36 Đầu A sợi dây cao su căng thẳng nằm ngang làm cho dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số ƒ = 0,5 Hz Trong thời gian (s) sóng cm dọc theo dây Tốc độ truyền sóng v bước sóng λ có giá trị A v = 0,2 cm/s λ = 0,1 cm B v = 0,2 cm/s λ =0,4 cm C v = cm/s λ =0,4 cm D v = 0,5 cm/s λ =1 cm Câu 37 Lúc t = đầu O sợi dây cao su nằm ngang bắt đầu dao động lên với chu kỳ s, tạo thành sóng lan truyền dây với tốc độ m/s Điểm M dây cách O khoảng 1,4 m Thời điểm để M đến điểm cao A 1,5 s B 2,2 s C 0,25 s D 1,2 s Câu 38 Người ta gây dao động đầu O dây cao su căng thẳng làm tạo nên dao động theo phương vng góc với vị trí bình thường dây, với biên độ a = cm chu kỳ T = 1,8 (s) Sau giây chuyển động truyền 15 m dọc theo dây Tốc độ truyền sóng dây là: A v = m/s B v = m/s C v = m/s D v = m/s Câu 39 Người ta nhỏ giọt nước đặn xuống điểm O mặt nước phẳng lặng với tốc độ 80 giọt Trong phút, mặt nước xuất gợn sóng hình trịn tâm O cách Khoảng cách gợn sóng liên tiếp 13,5 cm Tốc độ truyền sóng mặt nước là: A v = cm/s B v = 45 cm/s C v = 350 cm/s D v = 60 cm/s Câu 40 Lúc t = đầu O sợi dây cao sư nằm ngang bắt đầu dao động lên với chu kỳ s biên độ cm, tạo thành sóng lan truyền dây với tốc độ m/s Điểm M dây cách O khoảng 1,4 cm Thời điểm để M đến điển N thấp vị trí cân cm A 1,53 s B 2,23 s C 1,83 s D 1,23 s Câu 41 Mũi nhọn âm thoa dao động với tần số ƒ = 440 Hz để chạm nhẹ vào mặt nước yên lặng Trên mặt nước ta quan sát khoảng cách hai nhọn sóng liên tiếp mm Tốc độ truyền sóng A v = 0,88 m/s B v = 880 cm/s C v = 22 m/s D v = 220 cm/s Câu 42 Người ta gây dao động đầu O dây cao su căng thẳng làm tạo nên dao động theo phương vng góc với vị trí bình thường dây, với biên độ a = cm chu kỳ T = 1,8 (s) Sau giây chuyển động truyền 15 m dọc theo dây Tìm bước sóng sóng tạo thành truyền dây A λ = m B λ = 6,4 m C λ = 4,5 m D λ = 3,2 m Câu 43 Tại điểm O mặt nước yên tĩnh, có nguồn sóng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số ƒ = 2Hz Từ O có gợn sóng tròn lan rộng xung quanh Khoảng cách gợn sóng liên tiếp 20cm Tốc độ truyền sóng mặt nước là: A 160 (cm/s) B 20 (cm/s) C 40 (cm/s) D 80 (cm/s) Câu 44 Nguồn phát sóng S mặt nước tạo dao động với tần số ƒ = 100 Hz gây sóng trịn lan rộng mặt nước Biết khoảng cách gợn lồi liên tiếp cm Vận tốc truyền sóng mặt nước bao nhiêu? A 25 cm/s B 50 cm/s C 100 cm/s D 150 cm/s Câu 45 Một sóng lan truyền Trong mơi trường với tốc độ m/s tần số 10 Hz, biên độ sóng khơng đổi cm Khi phần tử mơi trường qng đường cm sóng truyền thêm quãng đường A 10 cm B 12 cm C cm D cm Câu 46 Một sóng truyền Trong mơi trường có bước sóng vận tốc λ v1 Khi truyền Trong mơi trường có bước sóng vận tốc λ2 v2 Biểu thức sau đúng? VẬT LÝ 12 – CB & NC >> CHƯƠNG – SÓNG CƠ & SÓNG ÂM ÔN THI THPT QUỐC GIA 2020 A λ1 = λ2 B C D ν1 = ν2 λ1 v1 λ2 v1 = = λ2 v λ1 v2 Câu 47 Lúc t = đầu O sợi dây cao su nằm ngang bắt đầu dao động lên với chu kỳ s, tạo thành sóng lan truyền dây với tốc độ 50 cm/s Điểm M dây cách O khoảng 24 cm Thời điểm để M xuống vị trí thấp A 3,66 s B 3,48 s C 2,48 s D 1,48 s Câu 48 Một sóng lan truyền Trong môi trường với tốc độ 40 cm/s tần số 10 Hz, biên độ sóng khơng đổi cm Khi phần tử môi trường quãng đường S cm sóng truyền thêm qng đường 30 cm Tính S A S = 60 cm B S = 50 cm C S = 56 cm D S = 40 cm Câu 49 Một sóng lan truyền Trong môi trường với tốc độ 100 cm/s tần số 20 Hz, biên độ sóng khơng đổi cm Khi phần tử môi trường quãng đường 72 cm sóng truyền thêm qng đường A 20 cm B 12 cm C 25 cm D 22,5 cm ĐÁP ÁN 49 CÂU: 01 A 11 C 21 A 02 C 12 B 22 C 03 B 13 B 23 C 04 D 14 C 24 B 05 C 15 A 25 A 06 A 16 A 26 A 07 D 17 D 27 D 08 C 18 A 28 A 09 B 19 A 29 A 10 C 20 B 30 A 31 D 41 A 32 D 42 A 33 B 43 C 34 B 44 B 35 D 45 C 36 D 46 B 37 D 47 B 38 C 48 A 39 A 49 D 40 C X VẬT LÝ 12 – CB & NC >> CHƯƠNG – SÓNG CƠ & SĨNG ÂM ƠN THI THPT QUỐC GIA 2020 II ĐỘ LỆCH PHA PHƯƠNG TRÌNH SĨNG: Độ lệch pha : Giữa hai điểm phương truyền sóng cách đoạn x (hoặc d)có độ lệch pha là: ∆ϕ = ω.x d = 2π v λ Chú ý: Từ cơng thức ta suy số trường hợp thường gặp sau :  Hai dao động pha có: φ = k2π d = k.λ Hay: Hai điểm phương truyền sóng → ∆ cách số nguyên lần bước sóng dao động pha  Hai dao động ngược pha có: φ= (2k +1)π ∆ → 1  d =  k + ÷λ 2  Hay: Hai điểm phương truyền sóng cách khoảng số bán ngun lần bước sóng dao động ngược pha  Hai dao động vng pha có : Hay: Hai điểm ∆ϕ = (2k + 1) 1λ π →  d = k + ÷ 2  phương truyền sóng cách khoảng số bán ngun lần nửa bước sóng dao động vng pha Lập phương trình: - Nếu dao động O u0 = Acos(ω.t + φ0), dao động truyền đến M cách O khoảng OM = x với tốc độ v dao động M trể pha Δφ = so với dao động O, tức 2π viết : Δφ = pha(uM ) – pha(uo) = x −2π λ x λ , biểu thức sóng M : x  uM = A cos  ωt + ϕ0 − 2π ÷ λ  *Chú ý: - viết phương trình cos: Xét A, B, C ba điểm phương truyền sóng, vận tốc truyền sóng v Nếu phương trình dao động B có dạng: uB = Acos(ωt+φ) phương trình dao động A C là: uA = Acos với d1 = AB; uB = Acos với d2 = BC d1  d2     ωt + ϕ + 2π ÷  ωt + ϕ − 2π λ λ ÷    - Nếu hai điển A B dao động pha thì: uA =uB - Nếu hai điển A B dao động ngược thì: uA = –uB - Nếu hai điển A B dao động vng pha uAmax uB = ngược lại VẬT LÝ 12 – CB & NC >> CHƯƠNG – SĨNG CƠ & SĨNG ÂM ƠN THI THPT QUỐC GIA 2020 Tính chất sóng: Sóng có tính chất tuần hồn theo hồn theo khơng gian với “chu kì” bước sóng λ Đồ thị sóng: a/ Theo thời gian đường sin lặp lại sau k.T b/ Theo không gian đường sin lặp lại sau k.λ  Tại điểm M xác định môi trường: u M hàm số biến thiên điều hòa theo thời gian t với chu kỳ T: u t = thời gian với chu kì T tuần Acos( 2π T t + φM)  Tại thời điểm t xác định: u M hàm biến thiên điều hịa khơng gian theo biến x với chu kỳ λ: ux = Acos( x + φt) 2π λ * Dùng MODE giải số toán liên quan đến hàm số Bấm MODE hình xuất f(X) = Nhập hàm số vào máy tính (nhập biến số X vào biểu thức: bấm ALPHA )), nhập xong bấm =; hình xuất Start (số đầu), nhập số biến (thường 1), bấm =; hình xuất End (số cuối), nhập số cuối biến, bấm =; hình xuất Step (bước nhảy) k ∈ Z nhập bước nhảy 1, bấm =; hình xuất bảng giá trị f(X) theo X, dùng phím ∇, ∆ để chọn giá trị thích hợp BÀI TẬP DẠNG PHƯƠNG TRÌNH SĨNG CƠ HỌC VẬT LÝ 12 – CB & NC >> CHƯƠNG – SÓNG CƠ & SÓNG ÂM LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP: ÔN THI THPT QUỐC GIA 2020 * Phương trình sóng điểm phương truyền sóng Giả sử có nguồn sóng dao động O với phương trình: uO =Acos(ωt) = Acos( t) Xét điểm M phương truyền sóng, M cách O khoảng d hình vẽ, sóng tuyền theo phương từ O đến M Do sóng truyền từ O đến M hết khoảng thời gian ∆t = d/v, với v tốc độ truyền sóng nên dao động M chậm pha dao động O Khi li độ dao động O thời điểm t – Δt li độ dao động M thời điểm t Ta uM(t) = uO(t - Δt) = uO(t - ) = Acos =Acos =Acos ωd  2πfd      d  ωt − v  ωt − v  ω  t − v     Do λ = → = → uM(t) = Acos ,t≥ π d    ωt −  λ   Vậy phương trình dao động điểm M uM(t) = Acos , t ≥ (1) 2πd    ωt −  λ   Nhận xét: - Nếu sóng truyền từ điểm M đến O mà biết phương trình O u O =Acos(ωt) = Acos( t) phương trình sóng M uM(t) = Acos (2) 2πd    ωt +  λ   - Trong công thức (1) (2) d λ có đơn vị với Đơn vị v phải tượng thích với d λ - Sóng có tính tuần hồn theo thời gian với chu kỳ T tuần hoàn theo không gian với chu kỳ λ * Độ lệch pha hai điểm phương truyền sóng Gọi M N hai điểm phương truyền sóng, tượng ứng cách nguồn khoảng d M dN Khi phương trình sóng truyền từ nguồn O đến M N Pha dao động M N tượng ứng Đặt Δφ = φM - φN = 2π ( d M − d N ) λ  2πd M   u M (t ) = A cos ωt − λ      u (t ) = A cos ωt − 2πd N   N λ   2πd M  ϕ M = ωt − λ  ϕ = ωt − 2πd N  N λ = ; d = |dM – dN| gọi độ lệch pha hai điểm M N * Nếu Δφ = k2π hai điểm dao động pha Khi khoảng cách gần hai điểm dao động pha thỏa mãn = k2π → dmin = λ * Nếu Δφ = (2k + 1)π hai điểm dao động ngược pha Khi khoảng cách gần hai điểm dao động ngược pha thỏa mãn = (2k + 1)π → d = → dmin = 10 * Nếu Δφ = (2k + 1) hai điểm dao động vng pha Khi khoảng cách gần VẬT LÝgiữa 12 – hai CBđiểm & NC dao động vuông pha thỏa mãn = (2k + 1) → d = → dmin = CHƯƠNG – SÓNG CƠ & SÓNG ÂM 10 * Khoảng cách hai điểm phương truyền sóng mà dao động pha là: kλ * Khoảng cách hai điểm phương truyền sóng mà dao động ngược pha là: (2k+1) >> B: Khi truyền môi trường tần số dao động sóng lớn tốc độ truyền sóng lớn C: Khi truyền mơi trường bước sóng tỉ lệ nghịch với tần số dao động sóng D: Tần số dao động sóng khơng thay đổi truyền môi trường khác Câu 25: Một nguồn âm đẳng hướng phát từ O Gọi A B hai điểm nằm phương truyền phía so với O Mức cường độ âm A 50dB, B 30dB Tính mức cường độ âm trung điểm M AB Coi môi trường không hấp thụ âm A: 34,6dB B 35,2dB C 37,2dB D 38,5dB Câu 26: Tại hai điểm A B mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng: u A = 4.cosωt (cm) uA = 2.cos(ωt + π/3) (cm), coi biên độ sóng khơng đổi truyền Tính biên độ sóng tổng hợp trung điểm đoạn AB A: cm B: 5,3 cm C: D: 4,6 cm Câu 27: Một sóng học lan truyền phương truyền sóng Phương trình sóng điểm M phương truyền sóng là: uM = 3cosπt (cm) Phương trình sóng điểm N phương truyền sóng (MN = 25 cm) là: uN = 3cos (πt + π/4) (cm) Ta có A: Sóng truyền từ M đến N với vận tốc 2m/s B: Sóng truyền từ N đến M với vận tốc 2m/s C: Sóng tuyền từ N đến M với vận tốc 1m/s D: Sóng tuyền từ M đến N với vận tốc 1m/s Câu 28: Biểu thức sóng điểm có tọa độ x nằm phương truyền sóng cho bởi: u = 2cos(πt/5 - 2πx) (cm) t tính s Vào lúc li độ sóng điểm P 1cm sau lúc 5s li độ sóng điểm P là; A: - 1cm B: + cm C: - 2vm D: + 2cm Câu 29: Khẳng định sau đúng? A: Sóng âm ln sóng dọc B: Sóng âm lan truyền mơi trường rắn, lỏng, khí C: Sóng âm truyền khơng khí sóng dọc, chất rắn sóng ngang D: Sóng âm có tần số từ 16Hz đến 20KHz Câu 30: Một sóng học lan truyền dọc theo đường thẳng có phương trình sóng nguồn O là: u =Asin(t) cm Một điểm M cách nguồn O 1/3 bước sóng thời điểm t = 1/2 chu kì có độ dịch chuyển uM =2cm Biên độ sóng A là: A: 2cm B: cm C: 4cm D: cm Câu 31: Trên mặt nước phẳng lặng có hai nguồn điểm dao động S 1, S2 f = 120Hz Khi mặt nước, vùng giao S1, S2 người ta qua sát thấy gơn lồi gợn chia đoạn S 1S2 thành đoạn mà hai đoạn hai đầu dài nửa đoạn lại cho S1S2 = cm Bước sóng λ là: A: λ = 4cm B: λ = 8cm C: λ = cm D: Kết khác Câu 32: Hai guồn phát sóng điểm M, N cách 10 cm dao động ngược pha nhau, tần số 20Hz biên độ 5mm tạo hệ vân giao thoa mặt nước Tốc độ truyền sóng 0,4m/s Số điểm có biên độ 5mm đường nối hai nguồn là: A: 10 B: 21 C: 20 D: 11 Câu 33: Trong hệ sóng dừng sợi dây mà hai đầu giữ cố định bước sóng là: A: Khoảng cách hai nút hai bụng liên tiếp B: Hai lần độ dài dây C: Độ dài dây D: Hai lần khoảng cách hai nút hai bụng liên tiếp Câu 34: Một sợi dây thép AB dài 41cm treo lơ lửng đầu A cố định, đầu B tự Kích thích dao động cho dây nhờ nam châm điện với tần số dịng điện 20Hz, tốc độ truyền sóng dây 160cm/s Khi xảy tượng sóng dừng dây xuất số nút sóng bụng sóng là: A: 21 nút, 21 bụng B: 21 nút, 20 bụng C: 11 nút, 11 bụng D: 11 nút, 10 bụng Phát biểu sau đúng? A: Âm có cường độ lớn tai ta có cảm giác âm to B: Âm có cường độ nhỏ tai ta có cảm giác âm nhỏ C: Âm có tần số lớn tai ta có cảm giác âm to D: Âm to hay nhỏ phụ thuộc vào mức cường độ âm tần số âm Câu 36: Một ống dài 0,5m có đầu kín, đầy hở, có khơng khí Tốc độ truyến âm khơng khí 340m/s Tại miệng ống có căng ngang dây dài 2m cho dây dao động phát âm bản, đồng thời xảy tượng cộng hưởng âm với ống âm ống phát âm A: 550m/s B: 680m/s C: 1020m/s D: 1540m/s Câu 37: Kết luận sau không đúng? A: Nhạc âm âm có tần số xác định Tạp âm âm khơng có tần số xác định B: Âm sắc đặc tính sinh lí âm phụ thuộc vào đặc tính vật lí tần số biên độ C: Độ to âm đặc tính sinh lí âm phụ thuộc vào mức cường độ tần số âm D: Độ cao đặc tính sinh lí âm phụ thuộc vào đặc tính vật lí tần số lượng âm Câu 38: Tại điểm O1, O2 cách 20 cm mặt chất lỏng có nguồn phát sóng dao động theo phương thẳng đứng với phương trình: u2= u1 = 5cos(100πt)(mm) Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 2(m/s) Số đường hipebol đoạn O1O2 dao động với biên độ cực đại (không kể O1; O2) A: 11 B: 10 C: D: Câu 39: Hai vật P Q xuất phát từ gốc toạ độ, theo chiều dao động điều hoà trục Ox với biên độ Chu kì dao động P gấp lần Q Tỉ số độ lớn vận tốc P Q chúng gặp A: 2: B: 3: C: 1: D: 9: Câu 40: Một sóng ngang mơ tả phương trình y = y 0cos2π(ft- ) x,y đo cm, t đo s Vận tốc dao động cực đại phần tử mơi trường gấp lần vận tốc sóng A: B: C: D: Câu 35: λ= πy λ = 2πy0 λ = πy0 λ= y 0π Khi xảy sóng dừng dây, bước sóng khoảng cách: A: ngắn hai điểm dao động pha B:giữa bốn nút liên tiếp C: hai nút liên tiếp D: ba nút liên tiếp Câu 42: Một dây đàn hồi căng ngang Cho đầu dao động theo phương thẳng đứng với chu kì 2s dây có sóng truyền Sau thời gian 0,3s dao động truyền 1,5 m tìm bước sóng? A: 2,5m B: 10m C: 5m D: 4m Câu 43: 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 44: Lúc t = đầu O dây cao su căng thẳng nằm ngang bắt đầu dao động lên biên độ a, chu kì T = 1s Hai điểm gần dây dao động pha cách 6cm Tính thời điểm để M cách O 12cm dao động trạng thái ban đầu với O Coi biên độ không đổi A: t =0,5s B: t = 1s C: 2s D: 0,75s Câu 45: Một điểm O mặt nước dao động với tần số 20Hz, vận tốc truyền sóng mặt nước thay đổi từ 0,8m/s đến 1m/s Trên mặt nước hai điểm A B cách 10cm phương truyền sóng ln ln dao dộng ngược pha Bước sóng mặt nước là: Câu 41: A: 4cm B: 16cm C: 25cm D: 5cm Hai nguồn kết hợp S1, S2 cách 50mm mặt thoáng thủy ngân dao động giống x = acos 60πt mm Xét phía đường trung trực S 1, S2 thấy vân bậc k qua điểm M có M S1 - M S2 = 12mm vân bậc (k + 3) qua điểm M’ có M’ S - M’ S2 = 36 mm Tìm Bước sóng, vân bậc k cực đại hay cực tiểu? A: 8mm, cực tiểu B: 8mm, cực đại C: 24mm, cực tiểu D: 24mm, cực đại Câu 47: Hai nguồn sóng AB cách dao động chạm nhẹ mặt chất lỏng, số 100Hz, pha theo phương vng góc với mặt chất lỏng Vận tốc truyền sóng 20m/s.Số điểm khơng dao động đoạn AB =1m A: 10 điểm B: 20 điểm C: điểm D: 11 điểm Câu 48: Thực giao thoa sóng với hai nguồn pha S 1S2 cách 5λ Hỏi đoạn S1S2 có điểm dao động với biên độ cực đại pha với hai nguồn A: B: C: 11 D: Câu 49: Nhận xét sau sai nói tượng sóng dừng A: Sóng dừng khơng có lan truyền dao động B: Sóng dừng dây đàn sóng ngang, cột khí ống sáo, kèn sóng dọc C: Mọi điểm hai nút sóng dừng có pha dao động D: Bụng sóng nút sóng dịch chuyển với vận tốc vận tốc lan truyền sóng Câu 50: Sóng dừng dây dài 2m với hai đầu cố định Vận tốc sóng dây 20m/s Tìm tần số dao động sóng dừng biết tần số khoảng từ 4Hz đến 6Hz A: 10Hz B: 5,5Hz C: 5Hz D: 4,5Hz Câu 51: Chiều dài ống sáo lớn âm phát A: Càng cao B: Càng trầm C: Càng to D: Càng nhỏ Câu 52: Một nguồn âm N phát âm theo hướng Tại điểm A cách N 10m có mức cường độ âm L0(dB) điểm B cách N 20m mức cường độ âm A: L0 – 4(dB) B: (dB) C: (dB) D: L0 – 6(dB) Câu 53: Phát biểu sau đại lượng đặc trưng sóng học khơng đúng? A: Tốc độ sóng tốc độ dao động phần tử dao động B: Bước sóng quãng đường sóng truyền chu kỳ C: Chu kỳ sóng chu kỳ dao động phần tử dao động D: Tần số sóng tần số dao động phần tử dao động Câu 54: Cho hai nguồn sóng âm kết hợp A, B đặt cách m dao động pha Di chuyển đoạn AB, người ta thấy có vị trí âm có độ to cực đại Cho biết tốc độ truyền âm khơng khí 350 m/s Tần số f nguồn âm có giá trị thoả mãn A: 350Hz ≤ f < 525Hz B: 350 Hz < f < 525 Hz C: 175Hz ≤f< 262,5Hz D: 175Hz> CHƯƠNG – SÓNG CƠ & SÓNG ÂM LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP: ƠN THI THPT QUỐC GIA 20 20 * Phương trình sóng điểm phương truyền sóng Giả... Hướng dẫn giải: 12 VẬT LÝ 12 – CB & NC >> CHƯƠNG – SÓNG CƠ & SÓNG ÂM 12 ÔN THI THPT QUỐC GIA 20 20 Hai điểm dao động pha nên = k2π ⇔ d = kλ = k → v = Mà 2, 8 (m/s) ≤ v ≤ 3,4 (m/s) ⇒ 2, 8 ≤ = ≤ 3,4... góc π /2 m C u = Acos 17 VẬT LÝ 12 – CB & NC >> CHƯƠNG – SÓNG CƠ & SÓNG ÂM 17 ÔN THI THPT QUỐC GIA 20 20 Tốc độ truyền sóng A v = 150 m/s B v = 120 m/s C v = 100 m/s D v = 20 0 m/s Câu 16 Một sóng