Trần Văn Tuấn Trờng THPT Đồng Đậu Họ và tên HS : Lớp 12A Dạng 1: Ph ơng trình sóng Các đại l ợng đặc tr ng của sóng cơ học I. Tự luận Bài 1. Một mũi nhọn S chạm nhẹ vào mặt nớc dao động điều hoà với tần số f = 20Hz. Thấy rằng hai điểm A và B trên mặt nớc nằm cùng phơng truyền sóng cách nhau một khoảng d = 10cm luôn dao động ngợc pha nhau. Tính vận tốc truyền sóng biết rằng vận tốc đó chỉ vào khoảng từ 0,8 m/s đến 1 m/s. Bài 2. Một sóng cơ học đợc truyền từ O theo phơng y với vận tốc v=40cm/s. Năng lợng sóng cơ đợc bảo toàn khi truyền đi. Dao động tại điểm O có dạng: x = 4cos /2 t (cm) a. Xác định chu kỳ T và bớc sóng ? b. Viết phơng trình dao động tại điểm M trên phơng truyền sóng cách O một đoạn bằng d. Hãy xác định d để dao động tại điểm M cùng pha với dao động tại O? Bài 3. Một dây đàn hồi rất dài có đầu A dao động với tần số f và theo phơng vuông góc với sợi dây, biên độ dao động là 4cm, vận tốc truyền sóng trên dây là 4m/s. Xét một điểm M trên dây và cách A một đoạn 28cm, ng ời ta thấy M luôn dao động lệch pha với A một góc = (2k+1)/2 với k= 0, 1, 2. a. Tính biết tần số f có giá trị từ 22Hz đến 26Hz. b. Viết ptdđ của M. Biết ptdđ ở A là U A =4cost (cm). Bài 4. Một đầu lá thép dao động với tấn số 16 Hz có một quả cầu nhỏ chạm vào mặt nớc tạo ra một sóng tròn tâm O. a) Trên mặt nớc có hai điểm M, N trên đờng thẳng qua O cách nhau 6cm luôn dao động cùng pha với nhau. Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nớc , biết vận tốc đó chỉ vào khoảng 0,4 đến 0,6 (m/s). b) Biết điểm M cách O 6cm. Hãy so sánh biên độ dao động tại M và N. II. Trắc nghiệm Cõu 1. Súng c hc truyn trong mt mụi trng vi vn tc khụng i, khi tng tn s súng lờn 3 ln thỡ bc súng A. tng 3 ln. B. gim 3 ln. C. gim 9 ln. D. khụng i. Cõu 2. Mt ngi nhn thy rng khong cỏch gia hai ngn súng bin liờn tip l 2m v thy rng trong 10s mt phao nhụ lờn 5 ln. Tớnh vn tc truyn ca súng bin. A. 1m/s. B. 0,8m/s. C.4m/s. D. 1,2m/s. Cõu 3. Khong cỏch gia hai bng súng nc liờn tip trờn mt h bng 9m. Súng lan truyn vi vn tc bng bao nhiờu, nu trong thi gian 1 phỳt súng p vo b 7 ln? A. 0,9 m/s. B. 2/3 m/s. C. 3/2 m/s. D. 54 m/s. Cõu 4. Mt súng c lan truyn vi bc súng . Hai im trờn mt phng truyn súng cỏch nhau mt khong l d s dao ng lch pha nhau mt gúc: A. 2/d. B. 2d/. C. 2d/. D. 2d/(). Cõu 5. u A ca mt dõy n hi dao ng theo phng thng ng vi chu kỡ T=10s. Bit vn tc truyn súng trờn dõy l v=0,2m/s, khong cỏch gia hai im gn nhau nht dao ng ngc pha l bao nhiờu? A. 1m. B. 2m. C. 1,5m. D. 2,5m. Cõu 6 : Mt súng truyn theo trc Ox cú phng trỡnh ))(100010cos(5,0 cmtxy = . Trong ú thi gian t o bng giõy, ta x o bng một. Vn tc truyn ca súng ny l: A. 100m/s. B. 628m/s. C. 314m/s. 157m/s. Cõu 7. u O ca mt si dõy n hi dao ng vi phng trỡnh u = 2.cos2t (cm) to ra mt súng ngang trờn dõy cú vn tc v= 20 cm/s. Mt im M trờn dõy cỏch O mt khong 2,5 cm dao ng vi phng trỡnh: A. u M = 2. cos(2t - 4 ) (cm). B. u M = 2. cos(2t + 4 ) (cm). C. u M = 2. cos(2t +) (cm). D. u M = 2. cos 2t (cm). Cõu 8 : Trong cựng mt mụi trng truyn súng, súng cú tn s 200Hz s cú . gp ụi súng cú tn s 400 Hz. Hóy tỡm t thớch hp nht trong cỏc t sau in vo ch trng cho hp ngha. A.chu kỡ B.biờn C.bc súng D. tn s gúc Cõu 9 : Mt ngi ngi b bin thy cú 5 ngn súng nc i qua trc mt mỡnh trong thi gian 10(s) . Chu k dao ng ca súng bin l : A. 2 (s) B. 2,5 (s) C. 3(s) D. 4 (s) Sóng cơ 1 Trần Văn Tuấn Trờng THPT Đồng Đậu Cõu 10 : Ti 1 im O trờn mt nc yờn tnh cú 1 ngun D H theo phng thng ng vi tn s f = 2(Hz) .T im O cú Nhng gn súng trũn lan rng ra xung quanh . Khong cỏch gia 2 gn súng liờn tip l 20(cm) . Vn tc truyn súng trờn mt nc l : A. 20(cm / s) B. 40(cm / s) C. 80(cm / s) D. 120 (cm / s) Cõu 11 . Súng truyn ti mt cht lng vi vn tc truyn súng 0,9m/s, khong cỏch gia hai gn súng liờn tip l 2cm. Tn s ca súng l: A. 0,45Hz B. 90Hz C. 45Hz D. 1,8Hz Cõu 12 : Mt ngi quan sỏt 1 chic phao ni trờn mt bin , thy nú nhụ lờn cao 6 ln trong 15 giõy . Coi súng bin l súng ngang . Chu k dao ng ca súng bin l : A. T = 2,5 (s) B. T = 3 (s) C. T = 5 (s) D. T = 6(s) Cõu 13 : Ngun phỏt súng S trờn mt nc to dao ng vi f = 100(Hz) gõy ra súng cú biờn A = 0,4(cm) . Bit khong cỏch gia 7 súng gn li liờn tip l 3 (cm) . Vn tc truyn súng tr ờn mt nc l : A. 25(cm / s) B. 50(cm / s) C. 100(cm / s) D. 150 (cm / s) Cõu 14: Súng lan truyn t ngun O dc theo 1 ng thng vi biờn khụng i . thi im t = 0 , im O i qua v trớ cõn bng theo chiu (+) . Mt im cỏch ngun 1 khong bng 1/4 bc súng cú li 5(cm) thi im bng 1/2 chu k . Biờn ca súng l A. 10(cm) B. 5 3 (cm) C. 5 2 (cm) D. 5(cm) Cõu 15 : Mt súng c lan truyn dc theo 1 ng thng cú phng truyn súng ti ngun O : u o = A cos 2 T t (cm) . Mt im M cỏch ngun bng 1/3 bc súng thi im t = 1/2 chu k cú dch chuyn u M = 2(cm) . Biờn súng A l: A. 4(cm) B. 2 (cm) C. 4 3 (cm) D. 2 3 (cm) Cõu 16 : Mt súng c lan truyn trong 1 mụi trng vt cht ti 1 im cỏch ngun x(m) cú phng trỡnh súng : u = 4 cos ( 3 t - 2 3 x) (cm) . Vn tc trong mụi trng ú cú giỏ tr : A. 0,5(m / s) B. 1 (m / s) C. 1,5 (m / s) D. 2(m / s) Dạng 2: giao thoa sóng I. Tự luận Bài 5. Hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 6,5cm tần số dao động f=80Hz, vận tốc truyền sóng v=32cm/s , biên độ sóng không đổi a=0,5cm. a. Thiết lập phơng trình dao động tổng hợp tại điểm M trên mặt nớc cách A, B lần lợt là d 1 =7,79cm; d 2 =5,09cm b. So sánh pha dao động tại M với dao động tại hai nguồn. c. Tìm số gợn lồi và vị trí của chúng trên đoạn AB. Bài 6. Trong thí nghiệm giao thoa sóng, hai nguồn A,B dao động với phơng trình U A =U B =5cos(10t) cm, vận tốc sóng là 20cm/s. Coi biên độ sóng không đổi. a. Viết phơng trình dao động tại M cách A, B là 7,2 cm và 8,2 cm.Nhận xét về dao động này? b. Một điểm N trên mặt nớc với NA-NB=-10cm. Hỏi điểm này nằm trên đờng dao động cực đại hay đứng yên, là đ- ờng thứ bao nhiêu và về phía nào so với trung trực của AB. Bài 7. Trong thí nghiệm giao thoa trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f=20Hz. Cho AB =8cm. Tại điểm M trên mặt nớc cách A một khoảng d 1 =25cm, cách B một khoảng d 2 =20,5cm sóng có biên độ dao động cực đại. Giữa M và trung trực của AB có hai dãy cực đại khác. a. Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nớc b. Tìm số điểm có biên độ dao động cực đại trên đoạn AB c. Gọi C, D là các điểm trên mặt nớc sao cho ABCD là hình vuông. Tính số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn CD. Bài 8. Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 16 cm dao động với tần số 15Hz và cùng pha. Tại điểm M cách A, B những khoảng d 1 =19cm, d 2 =21cm. Sóng có biên độ cực đại. Giữa M và trung trực của AB không có cực đại nào khác. a. Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nớc. b. Vẽ đờng cong gồm các điểm có biên độ dao động cực đại đi qua M, đờng này cắt đoạn AB ở đâu. Sóng cơ 2 Trần Văn Tuấn Trờng THPT Đồng Đậu Bài 9 .Tại hai điểm O 1 , O 2 trên mặt chất lỏng cách nhau 11cm có hai nguồn phát sóng kết hợp với phơng trình dao động tại hai nguồn là u 1 = 2cos10t (cm) và u 2 = 2cos(10t + )cm. Hai sóng có cùng vận tốc không đổi v =20cm/s. a) Xác định độ lệch pha của hai sóng thành phần tại một điểm M trên bề mặt chất lỏng cách hai nguồn lần lợt d 1 = 14cm, d 2 = 15cm. b) Viết phơng trình dao động tại điểm M khi có sóng truyền qua. Xác định vị trí các điểm cực đại và cực tiểu giao thoa trên đoạn O 1 O 2 II. Trắc nghiệm 1. Trong thớ nghim to võn giao thoa súng trờn mt nc, ngi ta dựng ngun dao ng cú tn s 50Hz v o c khong cỏch gia hai gn súng liờn tip nm trờn ng ni tõm dao ng l 2mm. Bc súng ca súng trờn mt nc l bao nhiờu? A. =1mm B. =2mm C. =4mm D. =8mm 2. Trong thớ nghim to võn giao thoa súng trờn mt nc, ngi ta dựng ngun dao ng cú tn s 100Hz v o c khong cỏch gia hai gn súng liờn tip nm trờn ng ni tõm dao ng l 4mm. Vn tc súng trờn mt l bao nhiờu? A. v=0,2m/s B. v=0,4m/s C. v=0,6m/s D. v=0,8m/s 3. Trong thớ nghim to võn giao thoa súng trờn mt nc, hai ngun kt hp a,B dao ng vi tn s 20Hz, ti mt im M cỏch A v B ln lt l 16cm v 20cm, súng cú biờn cc i, gia M v ng trung trc ca AB cú 3 dóy cc i khỏc. Vn tc truyn súng trờn mt nc l bao nhiờu? A. v=20cm/s B. v=26,7cm/s C. v=40cm/s D. v=53,4cm/s 4. Trong thớ nghim to võn giao thoa súng trờn mt nc, hai ngun kt hp a,B dao ng vi tn s f=16Hz. Ti mt im M cỏch A v B nhng khong d 1 =30cm; d 2 =25,5cm, súng cú biờn cc i. Gia M v ng trung trc ca AB cú 2 dóy cc i khỏc. Vn tc truyn súng trờn mt nc l bao nhiờu? A. v=24m/s B. v=24cm/s C. v=36m/s D. v=36cm/s 5. m thoa din gm hai nhỏnh dao ng vi tn s 100Hz, chm vo mt nc ti hai im S 1 , S 2 . Khong cỏch S 1 S 2 =9,6cm. Vn tc truyn súng nc l 1,2m/s. Cú bao nhiờu gn súng trong khong gia S 1 v S 2 ? A. 8 gn súng B. 14 gn súng C. 15 gn súng D. 17 gn sún Dạng 3: Sóng dừng. Sóng âm. Hiệu ứng Đople I. Tự luận Bài 10. Một dây đàn hồi AB treo lơ lửng, đầu A gắn vào âm thoa rung với tần số f =100Hz . Vận tốc truyền sóng trên dây là 4m/s. a. Dây có chiều dài l= 80cm. Có thể có sóng dừng trên dây đợc không? Giải thích? b. Cắt bớt để dây chỉ dài 21cm. Khi đó có sóng dừng trên dây. Tính số nút và số bụng. c. Nếu chiều dài dây vẫn là 80cm thì tần số âm giao thoa phải bằng bao nhiêu để có 8 bụng sóng dừng. d. Nếu tần số vẫn là 100Hz thì muốn có kết quả nh ở câu c thì chiều dài dây phải là bao nhiêu? Bài 11. Xét sóng tới truyền trên dây đàn hồi từ nguồn A đến B với biên độ là a, tần số là f, vận tốc truyền sóng là v. Biết khi truyền sóng a=const. a. Giả sử B cố định. Xét điểm M cách B một đoạn x hãy: + Lập phơng trình dao động tổng hợp tại M + Chứng tỏ rằng có một hệ sóng dừng trên dây. + Tìm điều kiện để có sóng dừng( bỏ qua mọi ma sát) b. Giả sử B tự do. Giải lại câu a. Bài 12. Một sợi dây AB có đầu B cố định và đầu A gắn vào một nhánh của âm giao thoa có tần số dao động f. Cho âm giao thoa dao động trên AB có 4 bụng sóng dừng, B là một nút, A ngay sát một nút. a. Tìm bớc sóng của sóng truyền trên dây cho AB=20cm; f = 10 Hz b. Tìm vận tốc truyền sóng trên dây. c. Dùng hiện tợng sóng dừng giải thích tại sao khi lên dây đàn, dây càng căng tiếng càng thanh (âm cao). Bài 13 . Một ngời đứng ở gần chân núi bắn một phát súng và sau 6,5 giây thì nghe thấy tiếng vang từ núi vọng lại. Biết vận tốc sóng âm trong khôngkhí là 340m/s. Hãy tính khoảng cách từ chân núi đến ngời đó. Sóng cơ 3 Trần Văn Tuấn Trờng THPT Đồng Đậu Bài 14 . Một ngời gõ mạnh vào đờng ray xe lửa. Một ngời khác ở cáh xa ngời này 1,1Km áp tai vào đờng ray. Hai âm mà ngời này nghe đợc trong thép và trong không khí cách nhau 3 giây. Tính vận tốc âm trong thép, biết vận tốc âm trong không khí là 340m/s. Bài 15 . Tại một điẻm A cách xa nguồn âm N một khoảng NA = 1m, mức cờng độ âm là L A =90 dB> Cho biết ngỡng nghe của âm chuẩn là I 0 = 10 -12 W/m 2 a) Tính cờng độ âm của âm đó tại điểm A. b) Tính cờng độ âm và mức cờng độ âm đó tại điểm B nằm trên đờng NA và cách N một khoảng NB = 10m. Coi môi trờng hoàn toàn không hấp thụ âm. c) Giả sử nguồn âm và môi trờng đều đẳng hớng. Tính công suất phát âm của nguồn âm tại N. ĐS: a) IA=10-3W/m2; b) LB=70dB; 12,6mW. Bài 16 : (Giao thoa sóng âm) Tại hai điểm A và B cách nhau 8m có hai nguồn âm kết hợp. Tần số âm phát ra là 440Hz, vận tốc âm trong không khí là 352m/s. a) Chứng minh rằng trên đờng nối hai điểm A, B có những điểm tại đó âm có độ to cực đại và những điểm tại đó hầu nh không nghe thấy gì. b) Tìm các điểm âm có độ to cực đại và cực tiểu nói trên. II. Trắc nghiệm 1. Mt dõy n di 40cm, cng hai u c nh, khi dõy dao ng vi tn s 600Hz ta quan sỏt trờn dõy cú súng dng vi hai bng súng. Bc súng trờn dõy l : A. =13,3cm B. =20cm C. =40cm D. =80cm 2. Mt dõy n di 40cm, cng hai u c nh, khi dõy dao ng vi tn s 600Hz ta quan sỏt trờn dõy cú súng dng vi hai bng súng. Vn tc súng trờn dõy l : A. v=79,8m/s B. v=120m/s C. v=240m/s D. v=480m/s 3.Dõy AB cng nm ngang di 2m, hai u A v B c nh, to mt súng dng trờn dõy vi tn s 50Hz, trờn on AB thy cú 5 nỳt súng. Vn tc truyn súng trờn dõy l : A. v=100m/s B. v=50m/s C. v=25m/s D. v=12,5m/s 4. Mt ng sỏo di 80cm, h hai u, to ra mt súng ng trong ng sỏo vi õm l cc i hai u ng, trong khong gia ng sỏo cú hai nỳt súng. Bc súng ca õm l : A. =20cm B.=40cm C. =80cm D. =160cm 5. Mt si dõy n hi di 60cm, c rung vi tn s 50Hz, trờn dõy to thnh mt súng dng n nh vi 4 bng súng, hai u l hai nỳt súng. Vn tc súng trờn dõy l : A. v=60cm/s B. v=75cm/s C. v=12m/s D. v=15m/s 6. Mt súng c hc lan truyn trờn si dõy n hi, trong khong thi gian 6s súng truyn c 6m. Vn tc truyn súng trờn dõy l bao nhiờu? A. v=1m B. v=6m C. v=100cm/s D. v=200cm/s 7. Trong mt thớ nghim v giao thoa súng trờn mt nc, hai ngun súng kt hp S 1 v S 2 dao ng vi tn s 15Hz. Vn tc truyn súng trờn mt nc l 30cm/s. Vi im M cú nhng khong d 1 , d 2 no di õy s dao ng vi biờn cc i. A. d 1 =25cm v d 2 =20cm B. d 1 =25cm v d 2 =21cm C. d 1 =25cm v d 2 =22cm D. d 1 =20cm v d 2 =25cm ( Hiệu ứng Đople) 8. Ngi ta xỏc nh tc ca mt ngun õm bng cỏch s dng thit b o tn s õm. Khi ngun õm chuyn ng thng u li gn thit b ang ng yờn thỡ thit b o c tn s õm l 724Hz, cũn khi ngun õm chuyn ng thng u vi cựng tc ú ra xa thit b thỡ thit b o c tn s õm l 606 Hz. Bit ngun õm v thit b luụn cựng nm trờn mt ng thng, tn s ca ngun õm phỏt ra l khụng i v tc truyn õm trong mụi trng bng 338 m/s. Tc ca ngun õm ny l A. v 35 m/s. B. v 25 m . C. v 40 m/s. D. v 30 m/s. 9. Mt xe cu thng chy vi tc 90 km/h, hỳ cũi liờn tc vi tn s 1 500 Hz v vt qua mt ngi chy xe mỏy tc 36 km/h. Sau khi xe cu thng vt qua, ngi i xe mỏy nghe thy ting cũi ca xe cu thng cú tn s bng bao nhiờu ? Ly tc truyn õm trong khụng khớ l 340 m/s. A. 1 571 Hz. B. 1 438 Hz. C. 1 111 Hz. D. 1 356 Hz . Sóng cơ 4 Trần Văn Tuấn Trờng THPT Đồng Đậu Bài tập thực hành Sóng cơ học Bài 1: Hai nguồn sóng kết hợp A, B dao động cùng pha với tần số f =50Hz trên mặt nớc. Khoảng cách giữa hai nguồn là 20 cm, vận tốc truyền sóng trên mặt nớc là 3m/s. Hãy xác định vị trí các điểm có biên độ cực đại và cực tiểu trên đoạn AB. Bài 2: Một sợi dây thép uốn thành hình chữ U (hai nhánh cách nhau 8cm) đợc gắn vào một đầu lá thép nằm ngang và đặt sao cho hai đầu A, B chạm nhẹ vào mặt nớc. Cho lá thép dao động theo phơng vuông góc với mặt nớc với tần số 100Hz và biên độ dao động 0,4cm. Khi đó trên mặt nớc tại vùng giữa A và B thấy xuất hiện 5 gợn lồi và những gợn này cắt AB thành 6 đoạn nhở mà hai đọan ở đầu chỉ bằng một nửa các đoạn còn lại. a) Tính bớc sóng và vận tốc truyền sóng trên mặt nớc. b) Viết phơng trình dao động tại một điểm M trên mặt nớc cách A, B các đoạn 6cm và 10cm, coi biên độ sóng thành phần không thay đổi. c) Hãy tìm trên đờng trung trực của AB những điểm dao động cùng pha với A, B và điểm gần nhất trên đó dao động cùng pha với A, B. d) Uốn lại sợi dây sao cho khoảng cách giữa hai nhánh chữ U giảm đi một nửa thì ta quan sát thấy bao nhiêu đờng cực đại trong khoảng giữa AB. Bài 3 Hai mũi nhọn S 1 , S 2 đồng bộ chạm vào mặt nớc dao động với phơng trình u 1 = u 1 = asin200t (mm), coi biên độ sóng không đổi khi truyền trên mặt nớc Xét về một phía đờng trung trực của S 1 S 2 ta thấy vân bậc K đi qua điểm M có MS 1 MS 2 = 12mm và vân cùng bậc k +3 đi qua điểm M với MS 1 MS 2 = 36mm . a) Tìm bớc sóng và vận tốc truyền sóng trên mặt nớc, vân bậc k là vân cực đaị hay cực tiểu? Sóng cơ 5 Trần Văn Tuấn Trờng THPT Đồng Đậu b) Điểm gần nhất trên đờng trung trực của S 1 S 2 dao động cùng pha với các nguồn cách S 1 bao nhiêu? c) Tần số dao động của các nguồn không đổi nhng dao động 2 chậm pha hơn dao động 1 góc . Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại và cực tiểu trên S 1 S 2 . Đờng trung trực của S 1 S 2 là đờng cực đại hay cực tiểu. Bài 4: Mũi nhọn của âm thoa chạm nhẹ vào mặt nớc yên lặng dao động với tần số 440Hz. a) Gợn sóng da âm thoa trên tạo ra trên mặt nớc có dạng hình gì? Khoảng cách giữa hai gợn sóng liên tiếp là 2mm. Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nớc. b) Gắn vào một trong hai nhánh của âm thoa một mẩu giây thép nhỏ uốn thành hình chữ U. Đặt âm thoa soa cho hai đầu A, B chạm nhẹ vào mặt nớc rồi cho âm thoa dao động thì gợn sóng trên mặt nớc có dạng hình gì? Cho khoảng cách giữa hai nhánh chữ U là AB =4cm. Tính số gợn sóng quan sát đợc trên đoạn AB. c) Gọi M , M là hai điểm trên mặt nớc mà MA =3,25cm; MB = 6,75cm, MA = 3,3cm, MB = 6,7cm. Hỏi trạng thái dao động tại hai điểm đó so với trạng thái dao động tại hai đầu chữ U có già đáng chú ý? d) Giả sử vận tốc truyền sóng không đổi nhng kích thích cho âm thoa dao động với tần số gấp p lần tần số dao động riêng. Tính số gợn sóng trong câu b). Coi biên độ sóng không đổi. Sóng cơ 6 . cực đ i và cực tiểu n i trên. II. Trắc nghiệm 1. Mt dõy n di 40cm, cng hai u c nh, khi dõy dao ng vi tn s 600Hz ta quan sỏt trờn dõy cú súng dng vi hai bng. 6,7cm. H i trạng th i dao động t i hai i m đó so v i trạng th i dao động t i hai đầu chữ U có già đáng chú ý? d) Giả sử vận tốc truyền sóng không đ i nhng