Để sóng dừng trên dây chỉ có 5 bụng sóng và vận tốc truyền sóng vẫn không thay đổi thì đầu A phải được truyền dao động với tần số:.. Khi đầu A rung với tần số 50Hz thì sóng dừng trên dây[r]
(1)CHƯƠNG II: SÓNG CƠ HỌC A TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SĨNG CƠ
Sóng học dao động lan truyền không gian theo thời gian
Sóng ngang sóng phần tử mơi trường dao động theo phương vng góc với phương truyền sóng ( sóng bề mặt chất lỏng, sợi dây )
Sóng dọc sóng phần tử mơi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng ( sóng âm, sóng lị xo treo ngang )
Bước sóng λ quãng đường mà sóng truyền chu kì: v
vT f
Nếu phương trình sóng nguồn có dạng uo Acost, phương trình sĩng điểm M cách nguồn đoạn x
2
cos ( ) cos ( ) cos(2 )
M
x t x x
u A t A A ft
v T
uM li độ điểm M có tọa độ x vào thời điểm t
* Độ lệch pha hai điểm phương truyền sóng cách khoảng d :
d k hai điểm dđ pha k =1,2,3… 2 d
( 1)
2
d k hai điểm dđ ngươc pha k= 0,1,2… II GIAO THOA SĨNG
Điều kiện để có giao thoa: hai nguồn kết hợp phát sóng kết hợp có cùng phương,cùng tần số độ lệch pha hai sóng hkơng phụ thuộc thời gian
Hiện tượng giao thoa tượng hai sóng kết hợp gặp có điểm chúng ln ln tăng cường lẫn nhau; có điểm chúng ln ln triệt tiêu
Cực đại giao thoa nằm điểm có hiệu đường hai sóng tới đo ùbằng số nguyên lần bước sóng:
2
d d k ; (k 0, 1, 2, )
Cực tiểu giao thoa nằm điểm có hiệu đường hai sóng tới số nửa nguyên lần bước sóng:
2
1
( )
2
d d k ; (k 0, 1, 2, ) III SÓNG DỪNG
Nếu vật cản cố định điểm phản xạ, sóng phản xạ ln ln ngược pha với sóng tới triệt tiêu lẫn
Điều kiện có sóng dừng: Chiều dài dây:
2
lk k: số bó sóng
Nếu vật cản tự điểm phản xạ, sóng phản xạ ln ln pha với sóng tới tăng cường lẫn
Điều kiện có sóng dừng: Chiều dài dây: (2 1)
l k k: số bó sóng
Sóng tới sóng phản xạ, truyền theo phương, giao thoa với nhau, tạo thành hệ sóng dừng
Trong sóng dừng, có số điểm ln ln 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 bằng
2
O M
(2)IV ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM
Sóng âm sóng truyền mơi trường khí, lỏng, rắn Nguồn âm vật dao động
Tần số dao động nguồn tần số sóng âm Âm nghe (âm thanh) có tần số từ 16Hz đến 20 000Hz
Âm có tần số 16Hz gọi hạ âm Siêu âm âm có tần số 20 000Hz Nhạc âm âm có tần số xác định
Âm không tryền chân không.
Trong môi trường, âm truyền với tốc độ xác định
Về phương diên vật lí, âm đặc trưng tần số, cường độ (hoặc mức cường độ đồ thị dao động âm)
V ĐẶC TRƯNG SINH LÍ CỦA ÂM
Ba đặc trưng sinh lí âm là: độ cao, độ to âm sắc Độ cao âm đặc trưng liên quan đến tần số âm. Độ to âm đặc trưng liên quan đến mức cường độ âm L
0
( ) lg I
L B I
Hoặc
0
( ) 10.lg I
L dB
I
(công thức thường dùng)
Với I0 = 10-12 W/m2 f = 1000Hz: cường độ âm chuẩn Cường độ âm: I = P
S Đơn vị: W/ m
2 Với P (W) công suất phát âm nguồn
S (m2) diện tích mặt vng góc với phương truyền âm (với sóng cầu S diện tích mặt cầu S=4πR2)
Âm sắc đặc trưng âm giúp ta phân biệt âm phát từ nguồn khác (âm sắc liên quan đến đồ thị dao động âm)
B BÀI TẬP
Câu 1 Phát biểu sau đùng nói sóng học ?
A Sóng học lan truyền dao động theo thời gian môi trờng vt cht
B Sóng học lan trun cđa vËt chÊt kh«ng gian
C Sãng học lan truyền phần tử vËt chÊt theo thêi gian
D Sóng học lan truyền biên độ dao động theo thời gian môI trờng vật chất
Câu 3 Câu sau nói phơng dao động sóng ngang :
A Trïng với phơng truyền sóng C Vuông góc với phơng truyÒn sãng
B Nằm theo phơng ngang D Nằm theo phơng thẳng đứng
Câu 4 Câu sau nói phơng dao động sóng dọc :
A Trïng víi ph¬ng trun sãng C N»m theo ph¬ng ngang
B Vng góc với phơng truyền sóng D Nằm theo phơng thẳng đứng
Câu 5 Sóng ngang truyền đợc môi trờng môI trờng dới :
A Láng khí C Rắn lỏng B Khí rắn D Rắn mặt môi trờng láng
Câu 6 Sóng dọc truyền đợc môI trờng môi trờng dới đây:
(3)Câu 7 Trong trình giao thoa sóng, dao động tổng hợp M tổng hợp sóng thành phần Gọi φ độ lệch pha hai sóng thành phần Biên độ dao động M đạt cực đại φ giá trị giá trị sau:
A φ = (2n + 1) B φ = (2n + 1)/ C φ = (2n + 1)λ/ D φ = 2n
Câu Chọn câu trả lời Sóng ngang sóng :
A Có phơng dao động phần tử vật chất môi trờng, hớng theo phơng nằm ngang
B Có phơng dao động phần tử vật chất môi trờng, trùng với phơng truyền sóng
C Có phơng dao động phần tử vật chất mơi trờng, vng góc với phơng truyền sóng
D Cả A, B, C sai
Câu 9 Chọn câu trả lời Sóng dọc :
A Chỉ truyền đợc chất rắn
C Truyền đợc chất rắn, chất lỏng, chất khí chân khơng
B Truyền đợc chất rắn, chất lỏng chất khí
D Không truyền đợc chất rắn
Câu 10. Chọn câu trả lời Khi sóng học truyền từ khơng khí vào nớc đại lợng sau không thay đổi :
A VËn tèc B TÇn sè C Bíc sãng D Năng lợng
Cõu 11 Chn cõu tr lời Độ cao âm đặc tính sinh lí phụ thuộc vào :
A Vận tốc truyền âm B Biên độ âm C Tần số âm D Năng lợng âm
Câu 12 Chọn câu trả lời Âm sắc đặc tính sinh lí âm phụ thuộc vào :
A Vận tốc âm B Tần số biên độ âm C Bớc sóng D Bớc sóng lợng âm
Câu 13 Chọn câu trả lời Độ to âm đặc tính sinh lí phụ thuộc vào :
A VËn tèc âm B Bớc sóng lợng âm
C Tần số mức cờng độ âm D Vận tốc bớc sóng
Câu 14. Chọn câu trả lời Trong tợng giao thoa sóng, điểm mơi trờng truyền sóng cực đại giao thoa hiệu đờng sóng từ hai nguồn kết hợp tới : (với k Є Z)
A d2 - d1 = kλ/ B d2 - d1 = (2k + 1)λ/ C d2 - d1 = kλ D d2 - d1 = (2k + 1)λ/
Câu 15.Trong tợng giao thoa sóng, điểm mơi trờng truyền sóng cực tiểu giao thoa hiệu đờng sóng từ hai nguồn kết hợp tới : (với k Є Z)
A d2 - d1 = kλ/ B d2 - d1 = (2k + 1)λ/ C d2 - d1 = kλ D d2 - d1 = (2k + 1)λ/ Câu 16 Chọn câu trả lời Sóng dừng :
A Sóng không lan truyền bị vật cản chặn lại
B Súng c to thành hai điểm cố định môI trờng
C Sóng đợc tạo thành giao thoa giữ hai sóng kết hợp truyền ngợc phơng truyền sóng
D Cả A, B, C ỳng
(4)C Khoảng cách hai nót sãng hay hai bơng sãng liªn tiÕp
B Một nửa độ dài dây
D Hai lần khoảng cách hai nút sóng hay hai bơng sãng liªn tiÕp
Câu 18 Chọn câu trả lời Sóng âm sóng học có tần số khoảng :
A 16 Hz đến 2.104 Hz B 16 Hz đến 20 Hz C 16 Hz đến 200 KHz D 16 Hz đến KHz
Câu 19 Chọn câu trả lời đúngvề âm : A Chỉ truyền đợc chất khí
B Truyền đợc chất rắn, chất lỏng chất khí
C Truyền đợc chất rắn, chất lỏng, chất khí chân không
D Không truyền đợc chất rắn
Câu 20 Chọn câu trả lời Vận tốc truyền âm :
A Có giá trị cực đại truyền chân không 3.108 m/s. B Tăng mật độ vật chất môi trờng giảm
C Tăng độ đàn hồi môi trờng lớn
D Giảm nhiệt độ mơi trờng tăng
Câu 21 Một sóng học lan truyên phơng truyền sóng với vận tốc 1m/s.Phơng trình sóng điểm O phơng truyền là:u0=3cost(cm).Phơng trình sóng điểm M, cách O đoạn 25cm
lµ:
A.uM=3cos(t-\2) (cm) B uM=2cos(2t+/2) (cm) C uM=2cos(2t-\4) (cm) D uM=2cos(2t+/4) (cm)
Câu 22 Chọn câu trả lời Một sóng học lan truyền phơng truyền sóng với vận tốc 1m/s Phơng trình sóng điểm O phơng truyền : u0 = 3cost Phơng trình sóng điểm M,
cách O khoảng 25 cm :
A uM = 3cos (t - /2) (cm) B uM = 3cos (t + /2) (cm)
C uM = 3cos (t - /4) (cm) D uM = 3cos (t + /4) (cm)
Câu 23. Chọn câu trả lời Một sóng học lan truyền dọc theo đờng thẳng có phơng trình sóng nguồn O : u0 = a cos(2t/T) (cm) Một điểm M cách nguồn O 1/3 bớc sóng thời điểm t = 1/2 chu kì
có độ dịch chuyển uM = cm Biên độ sóng a :
A cm B 4/√3 cm C cm D 2√3 cm
Câu 24.Chọn câu trả lời Một ngời quan sát sóng mặt hồ thấy khoảng cách hai sóng hai sóng liên tiếp m có sóng qua trớc mặt 8s Vận tốc truyền sóng mặt nớc :
A 1,25 m/s B 1,5 m/s C 2,5 m/s D m/s
Câu 25 Chọn câu trả lời Một sóng học lan truyền môI trờng vật chất điểm cách nguồn x (m) có phơng trình sóng : u = 4os(t/3 - 2x/3) (cm).Vận tốc truyền sóng mơI trờng có giá trị :
A m/s B m/s C 0,5 m/s D Một giá trị khác
Cõu 26 Chn cõu trả lời Một sợi dây đàn hồi dài 100 cm, có hai đầu A, B cố định Một sóng truyền với tần số 50 Hz, dây đếm đợc nút sóng, khơng kể nút A, B Vận tốc truyền sóng dây :
(5)* Trên phơng truyền sóng (∆) có hai điểm M N cách 60 cm Sóng truyền theo hờng M đến N Bớc sóng λ = 1,6 m Phơng trình dao động M : uM = 0,04 cos(/2(t - 2)) (m) Trả lời hai câu hỏi sau : M N (∆)
Câu 27 Phơng trình dao động tai N thoả mãn hệ thức sau :
A xN = 0,04 cos (/2(t - 0,5)) (m) B xN = 0,04 cos(/2(t - 1,5)) (m) C xN = 0,04 cos (/2(t + 1,5)) (m) D xN = 0,04 cos (/2(t - 3,5)) (m) Câu 28. Li độ M lúc t = T/2 lúc t = 1,25 T nhận giá trị sau :
A Lóc t = T/2 cã uM = 0, lóc t = 1,25T cã uM = cm C Lóc t = T/2 cã uM = 4, lóc t = 1,25T cã uM = -4 cm B Lóc t = T/2 cã uM = 2, lóc t = 1,25T cã uM = -2 cm D Lóc t = T/2 cã uM = 0, lóc t = 1,25T cã uM = -4 cm
C©u 29 Thùc giao thoa mặt thoáng chất lỏng nhờ hai nguồn kết hợp S1 S2 Biết S1S2 = 10 cm,
b-ớc sóng 1,6 cm Trên S1S2 quan sát đợc số điểm có biên độ dao động cực đại : A 11 B 13 C D
C©u 30 Cho hai nguồn kết hợp giống hệt cách cm Sóng hai nguồn tạo có b ớc sóng = cm Các vị trí cực đai giao thoa S1S2 cách S2 :
A 0,5 cm 4,5 cm B 1,5 cm 3,5 cm C 2,5 cm D A, B, C
Câu 31 Thực thí nghiệm giao thoa sóng mặt thống chất lỏng nhờ hai nguồn sáng kết hợp S1 S2 Tần số dao động nguồn f = 40 Hz Cho biết S1S2 có 2đờng gợn lồi dạng hyperpol
Biên độ dao M cực đại.số điểm S1S2 dao động với biên độ triệt tiêu :
A.12 B.14 C.16 D.10
Câu 32 Một sợi dây l=1m cố định đầu AB dao động với tần số 50Hz, vận tốc truyền sóng v=5m/s. Có nút bụng sóng hình ảnh sóng dừng trên:
A 5bụng; 6nút B 10bụng; 11nút C 15bụng;16nút D 20bụng; 21nút
Câu 33 Một sợi dây l=1m cố định đầu A đầu B để hở, dao động với bước sóng để có 10 nút hình ảnh sóng dừng sợi dây?
A 21,05cm B 22,22cm C 19,05cm D kết khác
Câu 34 Hai người đứng cách 4m làm cho sợi dây nằm họ dao động Hỏi bước sóng lớn nhất sóng dừng mà hai người tạo nên là:
A.16m B 8m C 4m D 2m
Câu 35 Trong giao thoa sóng mặt nước, khoảng cách ngắn từ trung điểm O hai nguồn sóng S1S2 đến điểm M dao động với biên độ cực đại đoạn S1S2 biết S1, S2 dao động pha: A /4 B /2 C 3/2 D 3/4
Câu 36 Một dây dài 60cm phát âm có tần số 100Hz, quan sát dây đàn thấy có nút (gồm nút đầu dây) Vận tốc truyền sóng dây
A 15m/s B 30m/s C 20m/s D 40m/s
(6)A Bước sóng khoảng cách đỉnh sóng liên tiếp hệ thống sóng nước B Bước sóng quãng đường mà pha dao động lan truyền chu kì
C Bước sóng khoảng cách điểm phương truyền sóng dao động pha
D Bước sóng quãng đường mà sóng truyền chu kì dao động sóng
Câu 38 Người ta gây chấn động đầu O dây cao su căng thẳng làm tạo nên dao động theo phương vng góc với vị trí bình thường dây, với chu kỳ 1,8s Sau 4s chuyển động truyền 20m dọc theo dây Bước sóng sóng tạo thành truyền dây:
A 9m B 6m C 4m D 3m
Câu 39 Biên độ tổng hợp hai sóng u1 = u0sin(kx - ωt) u2 = u0sin(kx - ωt + φ):
A A = 2u0 B A = u0 C A = 2u0cos(φ/2) D A = 2u0cosφ Câu 40 Một sợi dây l=1m cố định đầu A đầu B để hở, dao động với bước sóng để có 15 bụng sóng hình ảnh sóng dừng sợi dây?
A 26,67cm B 13,8 cm C 12,90 cm D kết khác
Câu 41 Trên sợi dây đàn hồi căng ngang có sóng dừng, M bụng sóng cịn N nút sóng Biết khoảng MN có bụng sóng, MN=63cm, tần số sóng f=20Hz Bước sóng vận tốc truyền sóng dây
A =36cm; v=7,2m/s B =3,6cm; v=72cm/s C =36cm; v=72cm/s D =3,6cm; v=7,2m/s Câu 42 Một sợi dây AB căng ngang với đầu A, B cố định Khi đầu A truyền dđ với tần số 50Hz thì sóng dừng dây có 10 bụng sóng Để sóng dừng dây có bụng sóng vận tốc truyền sóng khơng thay đổi đầu A phải truyền dao động với tần số:
A 100Hz B 25Hz C 75Hz D 50 Hz
Câu 43 Một sợi dây AB căng ngang với đầu B cố định Khi đầu A rung với tần số 50Hz sóng dừng trên dây có 10 bụng sóng Để sóng dừng dây có bụng sóng vận tốc truyền sóng khơng thay đổi đầu A phải rung với tần số:
A 100Hz B 25Hz C 75Hz D Đáp án khác
Câu 44 Hai điểm A, B cách 20cm nguồn sóng mặt nước dao động với tần số f=15Hz biên độ 5cm Vận tốc truyền sóng mặt nước v=0,3m/s Biên độ dao động nước điểm M, N nằm đường AB với AM=5cm, AN=10cm,
A AM = 0; AN = 10cm B AM = 0; AN = 5cm
C AM = AN = 10cm D AM = AN = 5cm
Câu 45 Một dây đàn có chiều dài l=1m, biết vận tốc truyền sóng dây là v= 345m/s.Tần số âm bản mà dây đàn phát
A 172,5Hz B 345Hz C 690Hz D Kết khác
Câu 46 Câu trả lời sau sai nói dao động sóng học: với điểm nguồn dao động pha thì, d1 d2 khoảng cách điểm xét với nguồn
A Vị trí cực đại giao thoa d1-d2=k
B Vị trí cực tiểu giao thoa d1-d2=(2k+1)/2
C Đường trung trực đoạn thẳng nối điểm nguồn cực đại giao thoa
(7)Câu 47 Tìm vận tốc truyền sóng biểu thị phương trình: u = 2cos(100πt - 5πd) (m)
A 20m/s B 30m/s C 40m/s D kết khác
Câu 48 Đối với sóng học, vận tốc truyền sóng
A phụ thuộc vào chu kỳ, bước sóng chất mơi trường truyền sóng B phụ thuộc vào tần số sóng
C phụ thuộc vào bước sóng chất mơi trường truyền sóng
D phụ thuộc chất mơi trường truyền sóng
Câu 49 Cường độ âm điểm môi trường truyền âm 10-4 W/m2 Biết cường độ âm chuẩn 10 -12 W/m2 Mức cường độ âm có giá trị:
A 40dB B 4dB C 80dB D 8dB
Câu 50 Trong nhạc cụ, hộp đàn có tác dụng: A Làm tăng độ cao độ to âm
B Giữ cho âm phát có tần số ổn định
C khuyếch đại âm vừa tạo âm sắc riêng âm đàn phát
D Tránh tạp âm tiếng ồn làm cho tiếng đàn treo Câu 51 Phát biểu sau khơng đúng:
A Dao động âm có tần số miền từ 16Hz đến 20kHz
B Về chất vật lí sóng âm, sóng siêu âm, sóng hạ âm sóng
C Sóng siêu âm sóng mà tai người khơng nghe thấy
D Sóng âm sóng dọc
Câu 52: Ở mặt nước có hai nguồn sóng dao động theo phương vng góc với mặt nước, có phương trình u = Acosωt Trong miền gặp hai sóng, điểm mà phần tử nước dao động với biên độ cực đại có hiệu đường sóng từ hai nguồn đến
A số lẻ lần nửa bước sóng B số nguyên lần nửa bước sóng C số nguyên lần bước sóng D số lẻ lần bước sóng
Câu 53: Một sóng truyền theo trục Ox với phương trình u = acos(4πt–0,02πx) (u x tính cm, t tính giây) Tốc độ truyền sóng
A 50 cm/s B 200 cm/s C 100 cm/s D 150 cm/s
Câu 54: Một sóng có chu kì s truyền với tốc độ m/s Khoảng cách hai điểm gần trên phương truyền mà phần tử mơi trường dao động ngược pha
A 2,0 m B 0,5 m C 1,0 m D 2,5 m
Câu 55: Trên sợi dây đàn hồi dài 1,2 m, hai đầu cố định, có sóng dừng Biết sóng truyền dây có tần số 100 Hz tốc độ 80 m/s Số bụng sóng dây
A B C D
Đề thi cao đẳng 2009 (Câu 52,Câu 53, Câu 54, Câu 55)
Câu 56: Tại điểm, đại lượng đo lượng lượng mà sóng âm truyền qua đơn vị diện tích đặt điểm đó, vng góc với phương truyền sóng đơn vị thời gian
(8)Câu 58: Một sóng ngang truyền theo chiều dương trục Ox, có phương trình sóng u x tính cm, t tính s Sóng có bước sóng u=6cos(4πt-0,02πx);
A 100 cm B 150 cm C 50 cm D 200 cm
Câu 59: Khi nói sóng cơ, phát biểu sau sai?
A Sóng phần tử mơi trường dao động theo phương vng góc với phương truyền sóng gọi sóng ngang
B Bước sóng khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng mà dao động hai điểm ngược pha
C Sóng phần tử mơi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng gọi sóng dọc
D Tại điểm mơi trường có sóng truyền qua, biên độ sóng biên độ dao động phần tử môi trường
Câu 60: Trên sợi dây đàn hồi dài m, hai đầu cố định, có sóng dừng với bụng sóng Bước sóng sóng truyền dây
A m B 0,5 m C 0,25 m D m Đề TNPT 2009 (Câu 56 -> Câu 60)
Câu 61: Trên sợi dây đàn hồi dài 1,8 m, hai đầu cố định, có sóng dừng với bụng sóng Biết sóng truyền dây có tần số 100 Hz Tốc độ truyền sóng dây
A 20 m/s B 600 m/s C 60 m/s D 10 m/s Câu 62: Bước sóng khoảng cách hai điểm
A gần mà dao động hai điểm pha
B phương truyền sóng mà dao động hai điểm pha C phương truyền sóng mà dao động hai điểm ngược pha
D gần phương truyền sóng mà dao động hai điểm pha
Câu 63: Một sóng âm truyền khơng khí Mức cường độ âm điểm M điểm N 40 dB 80 dB Cường độ âm N lớn cường độ âm M
A 10000 lần B 1000 lần C 40 lần D lần
Câu 64: Ở bề mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1 S2 cách 20 cm Hai nguồn này dao động theo phương thẳng đứng có phương trình Tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 80 cm/s Số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn thẳng S1u= 5cos40πt(mm)2u=5cos(40πt + π) (mm).1S2
A 11 B C 10 D
Câu 65: Một sóng âm truyền thép với tốc độ 5000 m/s Nếu độ lệch pha sóng âm hai điểm gần cách m phương truyền sóng 2π tần số sóng
A 1000 Hz B 1250 Hz C 5000 Hz D 2500 Hz