*) Sóng cơ học là sự lan truyền dao động, lan truyền năng lượng, lan truyền pha dao động (trạng thái dao động) chứ không phải quá trình lan truyển vật chất (các phần tử sóng). VD: Trên [r]
(1)Chuyên đề I.Đại cương sóng
Sóng ? Nói chung "sóng" lan truyền tương tác.Ví dụ sóng điện từ lan truyền tương tác điện - từ,sóng học lan truyền tương tác học,kể cảm xúc lan truyền người coi 'sóng' chẳng hạn cụm từ 'làn sóng biểu tình' nhằm trạng thái đồng cảm q khích số đơng người trước vấn đề quan tâm mà thường nhóm nhỏ người khởi xướng (nguồn sóng) tâm lý học người ta gọi tượng lây lan tình cảm ,vậy dịch thuật ngữ sang Vật lý học gọi "Sóng tình"
I –Kiến thức cần nhớ :
1) Định nghĩa: Sóng học lan truyền dao động học môi trường vật chất đàn hồi theo thời gian Từ định nghĩa ta rút số nhận xét sau:
*) Sóng học lan truyền dao động, lan truyền lượng, lan truyền pha dao động (trạng thái dao động) trình lan truyển vật chất (các phần tử sóng)
VD: Trên mặt nước cánh bèo hay phao dao động chỗ sóng truyền qua
*) Sóng lan truyền môi trường vật chất đàn hồi, không lan truyền chân không Đây khác biệt sóng sóng điện từ (sóng điện từ lan truyền tốt chân khơng) VD: Ngồi không gian vũ trụ phi hành gia phải liên lạc với đàm kí hiệu
*) Tốc độ mức độ lan truyền sóng phụ thuộc nhiều vào tính đàn hồi mơi trường, mơi trường có tính đàn hồi cao tốc độ sóng lớn khả lan truyền xa, tốc độ mức độ lan truyền sóng giảm theo thứ tự mơi trường: Rắn > lỏng > khí Các vật liệu bơng, xốp, nhung… có tính đàn hồi nhỏ nên khả lan truyền sóng vật liệu thường dùng để cách âm, cách rung (chống rung)…
VD: Áp tai xuống đường ray ta nghe thấy tiếng tàu hỏa từ xa mà lúc ta khơng thể nghe thấy khơng khí
*) Sóng q trình lan truyền theo thời gian khơng phải tượng tức thời, môi trường vật chất đồng tính đẳng hướng phần tử gần nguồn sóng nhận sóng sớm phần tử xa nguồn
2.Phân loại sóng: Dựa vào phương dao động phần tử phương lan truyền sóng người ta phân sóng thành hai loại sóng dọc sóng ngang
a) Sóng dọc: Là sóng có phương dao động phần tử trùng với phương truyền sóng Sóng dọc có khả lan truyền trạng thái môi trường vật chất Rắn, lỏng, khí.
VD: Sóng âm truyền khơng khí hay chất lỏng sóng dọc
b) Sóng ngang: Là sóng có phương dao động phần tử vng góc với phương truyền sóng Sóng ngang lan truyền chất rắn bề mặt chất lỏng, sóng ngang khơng lan truyền chất lỏng chất khí
VD: Sóng truyền mặt nước sóng ngang
Phương truyền sóng
Phương dao dộng phần tử vật chất
Phương truyền sóng
(2)A C B I D G H F E J
Phương truyền sóng
λ 2λ 3 3 Các đại lượng đặc trưng cho sóng.
+ Chu kì T, tần số f : chu kì, tần số chung phần tử vật chất có sóng truyền qua chu kì, tần số nguồn sóng
f T (s)
+ Tốc độ sóng : tốc độ truyền pha dao động ( khác với tốc độ dao động phần tử vật chất ) Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào chất mơi trường truyền sóng
t s v
( m/s )
+ Tốc độ dao động của phần tử vật chất có sóng truyền qua : sin( )
'
A t
u
+ Bước sóng : khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động pha ( quãng đường mà sóng truyền chu kì ):
v vT
f
Trong đó: (m) : Bước sóng ; T (s) : Chu kỳ sóng f (Hz) : Tần số sóng
v (m/s) : Tốc độ truyền sóng (có đơn vị tương ứng với đơn vị )
Chú ý: +) Bất kì sóng (với nguồn sóng đứng yên so với ( máy thu) truyền từ môi trường này sang
môi trường khác thì bước sóng, lượng, vận tốc, biên độ, phương truyền thay đổi tần số
và chu kì khơng đổi và ln bằng tần số và chu kì dao động nguồn sóng 2 2 1 v v v v
f bước sóng mơi trường tỉ lệ với vận tốc sóng mơi trường
+) Trong hiện tượng truyền sóng, khoảng cách ngắn phương truyền sóng điểm dao động
cùng pha 1λ, dao động ngược pha là 0,5λ, dao động vuông pha là 0,25λ dao động lệch pha /4 là 0,125λ khoảng cách ngắn phương truyền sóng giữa điểm lệch pha góc (rad)
L
+ Biên độ sóng: Biên độ sóng điểm biên độ dao động phần tử sóng điểm nói chung thực tế biên độ sóng giảm dần truyền xa nguồn.Nếu biên độ sóng khơng đổi q trình truyền sóng thì: asóng = Adao động = A
+ ) Năng lượng sóng Ei : Năng lượng sóng điểm Ei lượng dao động phần tử sóng điểm nói chung thực tế lượng sóng ln giảm dần sóng truyền xa nguồn:
2 2 i i A D
E ,trong D khối lượng riêng mơi trường sóng, Ai biên độ sóng
Nhận xét: Trong mơi trường truyền sóng lý tưởng nếu:
*) Sóng truyền theo phương (VD: sóng sợi dây) biên độ lượng sóng có tính ln chuyển tức khơng phụ thuộc vào khoảng cách đến nguồn sóng: A1 = A2 = A3…, E1 = E2 = E3…
*) Sóng truyền mặt phẳng (VD: sóng nước), tập hợp điểm trạng thái đường tròn chu vi R với tâm nguồn sóng, biên độ lượng sóng giảm dần sóng truyền xa nguồn theo tỉ lệ:
2
1 R
A
(3)*) Sóng truyền khơng gian (VD: sóng âm khơng khí), tập hợp điểm trạng thái mặt cầu có diện tích 4R2 với tâm nguồn sóng, biên độ lượng sóng giảm dần sóng truyền xa nguồn theo tỉ lệ:
1 2
R R A A
2
1 2
R R E E
(R1, R2 khoảng cách tương ứng đến nguồn sóng)
4.Chu kỳ (T), vận tốc (v), tần số (f), bước sóng () liên hệ với :
T f ;
f v vT
λ ;
t s v
với s quãng đường sóng truyền thời gian t
+ Quan sát hình ảnh sóng có n ngọn 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
n m
l λ
;
+ Số lần nhô lên mặt nước N khoảng thời gian t giây
1
N t T II.BÀI TẬP
BÀI TẬP CƠ BẢN
Câu 1: Để phân loại sóng ngang sóng dọc người ta vào:
A Phương dao động B Phương truyền sóng C Mơi trường truyền sóng D Cả A B
Câu 2: Phát biểu sau nói sóng
A Sóng lan truyền dao động học theo thời gian môi trường vật chất B Sóng lan truyền vật chất theo thời gian
C Sóng dao động học
D Sóng lan truyền vật chất không gian Câu 3: Vận tốc truyền sóng mơi trường
A phụ thuộc vào chất môi trường tần số sóng B tăng theo cường độ sóng
C phụ thuộc vào chất mơi trường biên độ sóng D phụ thuộc vào chất mơi trường
Câu 4: Sóng ngang sóng:
A Lan truyền theo phương nằm ngang
B Có phần tử sóng dao động theo phương nằm ngang
C Có phần tử sóng dao động theo phương vng góc với phương truyền sóng D Có phần tử sóng dao động theo phương với phương truyền sóng E A, B C
Câu 5: Điều sau nói bước sóng?
A Bước sóng khoảng cách hai điểm phương truyền sóng gần dao động pha
B Bước sóng quãng đường mà sóng truyền chu kì dao động sóng C Bước sóng quãng đường mà pha dao động truyền sau chu kì dao động D Cả A, B C
Câu 6: Phát biểu sau khơng đúng:
A Trong q trình truyền sóng, pha dao động truyền phần tử mơi trường dao động chỗ
B Q trình truyền sóng q trình truyền lượng
C Bước sóng khoảng cách điểm gần phương truyền sóng dao động pha
D Sóng truyền mơi trường khác giá trị bước sóng khơng thay đổi Câu 7: Chọn câu sai phát biểu sóng học
A Sóng học lan truyền môi trường nhờ lực liên kết đàn hồi phần tử mơi trường B Sóng sọc truyền mơi trường rắn, lỏng khí lực liên kế đàn hồi phần
tử mơi trường xuất bị biến dạng lệch, nén dãn
(4)D Những điểm phương truyền sóng cách số ngun lần nửa bước sóng dao động ngược pha
Câu 8: Chọn câu sai:
A Sóng âm sóng học có chất vật lí
B Người ta phân biệt siêu âm hạ âm dựa vào khả cảm thụ sóng học tai người C Vận tốc truyền âm phụ thuộc tính đàn hồi mật độ môi trường
D Các chất xốp, vải có tính đàn hồi tốt nên dùng làm vật liệu cách âm Câu 9: Vận tốc sóng phụ thuộc vào:
A chất môi trường truyền sóng B lượng sóng C tần số sóng D hình dạng sóng Câu 10: Chọn phát biểu bước sóng học:
A bước sóng khoảng cách ngắn hai điểm phương truyền sóng có dao động pha B bước sóng qng đường truyền sóng chu kì
C A đúng, B sai D A B Câu 11. Sóng gì?
A Sự truyền chuyển động khơng khí
B Những dao động học lan truyền môi trường vật chất C Chuyển động tương đối vật so với vật khác
D Sự co dãn tuần hồn phần tử mơi trường Câu 12. Bước sóng gì?
A Là quãng đường mà phần tử môi trường giây B Là khoảng cách hai phần tử sóng dao động ngược pha
C Là khoảng cách hai phần tử sóng gần dao động pha D Là khoảng cách hai vị trí xa phần tử sóng
Câu 13. Một sóng có tần số 1000Hz truyền với tốc độ 330 m/s bước sóng có giá trị sau đây?
A. 330 000 m B 0,3 m-1 C 0,33 m/s D 0,33 m Câu 14. Sóng ngang sóng:
A lan truyền theo phương nằm ngang
B phần tử sóng dao động theo phương nằm ngang
C phần tử sóng dao động theo phương vng góc với phương truyền sóng D phần tử sóng dao động theo phương với phương truyền sóng Câu 15. Bước sóng là:
A quãng đường sóng truyền 1s;
B khoảng cách hai bụng sóng sóng gần
C khoảng cách hai điểm sóng có li độ khơng thời điểm D khoảng cách hai điểm sóng gần có pha dao động
Câu 16. Một sóng học có tần số f lan truyền môi trường vật chất đàn hồi với tốc độ v, bước sóng tính theo công thức
A = v.f; B = v/f; C = 2v.f; D = 2v/f Câu 17. Phát biểu sau khơng với sóng học?
A Sóng học lan truyền mơi trường chất rắn B Sóng học lan truyền mơi trường chất lỏng C Sóng học lan truyền mơi trường chất khí D Sóng học lan truyền môi trường chân không Câu 18. Phát biểu sau sóng học khơng đúng?
A Sóng học q trình lan truyền dao động học mơi trường liên tục B Sóng ngang sóng có phần tử dao động theo phương ngang
C Sóng dọc sóng có phần tử dao động theo phương trùng với phương truyền sóng D Bước sóng quãng đường sóng truyền chu kỳ
(5)Câu 20. Sóng học lan truyền môi trường đàn hồi với tốc độ v khơng đổi, tăng tần số sóng lên lần bước sóng
A tăng lần B tăng lần C không đổi D giảm lần Câu 21. Vận tốc truyền sóng phụ thuộc vào
A lượng sóng B tần số dao động
C mơi trường truyền sóng D bước sóng
Câu 22: người quan sát phao mặt biển , thấy nhơ cao 10 lần khoảng thời gian 27s chu kỳ sóng : A 3s B.2,7s C 2,45s D 2,8s Câu 23: người quan sát phao mặt biển, thấy nhơ cao 10 lần khoảng thời gian 36s đo khoảng cách đỉnh sóng liên tiếp 20m tốc độ truyền sóng mặt biển
A 40m/s B 2,5m/s C 2,8m/s D 36m/s Câu 24: Trong thời gian 12s người quan sát thấy có sóng qua trước mặt vận tốc truyền sóng 2m/s bước sóng
A 4,8m B.4m C.6m D.0,48m
Câu 25:bước sóng âm truyền từ khơng khí vào nước thay đổi lần biết vận tốc âm nước 1480m/s khơng khí 340m/s
A.0,23 lần B 4,35 lần C.1,140 lần D.1820 lần
Câu 26:.một quan sát viên đứng bờ biển thấy sóng mặt biển có khoảng cách sóng liên tiếp 12m bước sóng :
A 12m B.1,2m C 3m D 2,4m
Câu 27. Sóng truyền mặt chất lỏng với vận tốc truyền sóng 0,9m/s, khoảng cách hai gợn sóng liên tiếp 2cm Tần số sóng là:
A 0,45Hz B 90Hz C 45Hz D 1,8Hz
Cau 28 Một người quan sát phao mặt biển thấy nhơ lên cao 10 lần 18s, khoảng cách hai sóng kề 2m Tốc độ truyền sóng mặt biển
A v = 1m/s B v = 2m/s C v = 4m/s D v = 8m/s
Cau 29 Một người quan sát phao mặt hồ thấy nhô lên cao 10 lần 36s, khoảng cách đỉnh sóng lân cận 24m Tốc độ truyền sóng mặt hồ
A v = 2,0m/s B v = 2,2m/s C v = 3,0m/s D v = 6,7m/s
Câu 30: 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 là:
A 3,2m/s B 1,25m/s C 2,5m/s D 3m/s
Câu 31: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 32: Một sóng truyền mặt biển có bước sóng 5m Khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động ngược pha là:
A 10m B 2,5m C 5m D 1,25m
Câu 33: Một người ngồi bờ biển thấy có sóng nước qua trước mặt thời gian 10(s) Chu kì dao động sóng biển :
A (s) B 2,5 (s) C 3(s) D (s) Câu 34: Tại điểm O mặt nước yên tĩnh có nguồn D Đ ĐH theo phương thẳng đứng với tần số f = 2(Hz).Từ điểm O có gợn sóng trịn lan rộng xung quanh Khoảng cách gợn sóng liên tiếp 20(cm) Vận tốc truyền sóng mặt nước :
A 20(cm / s) B 40(cm / s) C 80(cm / s) D 120 (cm / s)
Câu 35: Một người quan sát phao mặt biển , thấy nhơ lên cao lần 15 giây Coi sóng bi ển sóng ngang Chu kì dao động sóng biển :
A T = 2,5 (s) B T = (s) C T = (s) D T = 6(s)
Câu 36: Nguồn phát sóng S mặt nước tạo dao động với f = 100(Hz) gây sóng có biên độ A = 0,4(cm) Biết khoảng cách sóng gợn lồi ( bụng sóng ) liên tiếp (cm) Vận tốc truyền sóng mặt nước :
A 25(cm / s) B 50(cm / s) C 100(cm / s) D 150 (cm / s)
Câu 37: 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
(6)A: Q trình truyền sóng q trình lan truyền dao động mơi trường vật chất theo thời gian
B: Quá trình truyền sóng q trình lan truyền trạng thái dao động mơi trường truyền sóng theo thời gian
C: Q trình truyền sóng q trình truyền lượng dao động mơi trường truyền sóng theo thời gian D: Q trình truyền sóng q trình lan truyền phần tử vật chất mơi trường truyền sóng theo thời gian Bài 39: Nhận xét sóng học:
A: Sóng học truyền mơi trường chất lỏng truyền mặt thóang B: Sóng học khơng truyền môi trường chân không môi trường vật chất C: Sóng học truyền tất môi trường, kể môi trường chân khơng
D: Sóng học truyền môi trường vật chất, truyền chân khơng Bài 40: Để phân loại sóng ngang sóng dọc người ta vào:
A: Mơi trường truyền sóng B: Phương dao động phần tử vật chất
C: Vận tốc truyền sóng D: Phương dao động phần tử vật chất phương truyền sóng Bài 41: Tìm phát biểu sai:
A: Tần số sóng tần số dao động phần tử sóng tần số dao động nguồn sóng B: Biên độ sóng điểm biên độ dao động phần tử sóng điểm
C: Vận tốc sóng vận tốc lan truyền sóng vận tốc dao động phần tử sóng D: Năng lượng sóng điểm lượng dao động phần tử sóng điểm
Bài 42: Sóng ngang:
A: Chỉ truyền chất rắn C: Truyền chất rắn bề mặt chất lỏng B: Không truyền chất rắn D: Truyền chất rắn, chất lỏng chất khí Bài 43: Điều sau nói phương dao động sóng ngang?
A.Nằm theo phương ngang C.Truyền chất rắn bề mặt chất lỏng B.Nằm theo phưong thẳng đứng D.Trùng với phương truyền sóng
Bài 44: Điều sau nói phương dao động sóng dọc? A: Nằm theo phương ngang C: Nằm theo phương thẳng đứng B: Theo phương truyền sóng D: Vng góc với phương truyền sóng Bài 45: Sóng dọc:
A: Truyền chất rắn, chất lỏng chất khí B: Có phương dao động vng góc với phương truyền sóng C: Truyền qua chân không D: Chỉ truyền chất rắn
Bài 46: Bước sóng sóng học là:
A: Là quãng đường sóng truyền thời gian chu kỳ sóng
B: Là khoảng cách hai điểm dao động đồng pha phương truyền sóng C: Là quãng đường sóng truyền thời gian giây
D: Là khoảng cách ngắn hai điểm phương truyền sóng dao động vuoâng pha Bài 47 : Nhận xét sau q trình truyền sóng:
A: Vận tốc truyền sóng khơng phụ thuộc vào mơi trường truyền sóng B: Năng lượng sóng giảm dần sóng truyền xa nguồn C: Pha dao động khơng đổi q trình truyền sóng
D: Vận tốc sóng không phụ thuộc vào tần số sóng
Bài 48 : Coi mơi trường truyền sóng lý tưởng Nhận xét sau sai nói q trình truyền lượng truyền sóng khơng gian từ nguồn điểm
A: Khi sóng truyền mặt phẳng lượng sóng điểm cách xa nguồn có lượng giãm tỉ lệ bậc với khoảng cách
B: Khi sóng truyền khơng gian lượng sóng điểm cách xa nguồn có lượng giãm tỉ lệ bậc hai với khoảng cách
C: Khi sóng truyền theo phương lượng sóng điểm cách xa nguồn có lượng khơng đổi không phụ thuộc vào khoảng cách tới nguồn
D: Q trình truyền sóng tất điểm mơi trường vật chất có lượng
Bài 49: Chọn câu trả lời Khi sóng học truyền từ khơng khí vào nước đại lượng đặc trưng sóng khơng thay đổi
A: Tần số B: Bước sóng C: Vận tốc D: Năng lượng
(7)A.2 1 B
2
v v
C
2 1
v v
D.v1v2
Bài 51: Nhận xét sau
A: Khi có sóng truyền mặt nước phần tử dao động mặt nước dao động trạng thái B: Khi có sóng truyền mặt nước phần tử mặt nước dao động tần số
C: Khi có sóng truyền mặt nước phần tử dao động mặt nước dao động biên độ D: Khi có sóng truyền mặt nước phần tử dao động mặt nước dao động vận tốc Bài 52: Trong tượng truyền sóng mặt nước nguồn sóng gây ra, gọi bước sóng , khoảng cách n vịng trịn sóng (gợn nhơ) liên tiếp
A: n B: (n - 1) C: 0,5n D: (n + 1)
Bài 53.Một sóng có tần số f,bước sóng lan truyền mơi trường vật chất đàn hồi,khi tốc độ sóng tính theo cơng thức:
A
f
v B
f
v C.v.f D.v2f
Bài 54: Tại điểm O mặt nước ,có nguồn sóng dao động theo phương thẳng đứng với chu kì T= 0.5s.Từ O có gợn sóng trịn lan rơng xung quanh.Khoảng cách hai gợn sóng 2cm.Tìm vận tốc sóng A: v = 16cm/s B: v = 8cm./s C: v = 4cm/s D: v = 2cm/s
Bài 55: Một người dùng búa gõ mạnh xuống đường ray xe lửa Cách chổ gõ 5100m người khác áp tai xuống đường ray nghe thấy tiếng gõ truyền qua đường ray, 14 giây sau nghe thấy tiếng gõ truyền qua khơng khí Xác định vận tốc âm thép đường ray cho vận tốc truyền âm khơng khí 340m/s A: 5020m/s B: 5100m/s C: 2040/s D: 3400m/s
Bài 56: Phương trình dao động nguồn phát sóng có dạng u = uocos(100t) Trong khoảng thời gian 0,2s, sóng truyền quãng đường:
A: 10 lần bước sóng B: 4,5 lần bước sóng C: bước sóng D: lần bước sóng
Bài 57: Trong thời gian 12s người quan sát thấy có sóng qua trước mặt Vận tốc truyền sóng 2m/s Bước sóng có giá trị:
A: = 2m B: = 4m C: = 6m D: = 1,71m
Bài 58: Một quan sát viên đứng bờ biển nhận thấy rằng: khỏang cách sóng liên tiếp 12m Bước sóng là: A: 2m B: 1,2m C: 3m D: 4m
Bài 59: Một sóng âm truyền từ khơng khí vào nước, lập tỷ lệ độ dài bước sóng nước khơng khí Biết vận tốc âm nước 1020 m/s khơng khí 340m/s
A: 0,33 lần B: lần C: 1,5 lần D: lần
Bài 60: Đầu A dây cao su căng ngang làm cho dao động theo phương vng góc với dây,chu kì 2s.Sau 4s, sóng truyền 16m dọc theo dây.Bước sóng dây nhận giá trị nào?
A: 8m B: 24m C: 4m D: 12m
Bài 61: Đầu A dây đàn hồi dài dao động với tần số f = 10Hz Vào thời điểm người ta đo khoảng cách ngắn hai điểm dao động đồng pha dây 20cm Vậy vận tốc truyền sóng dây là: A: 2m/s B: 2cm/s C: 20cm/s D: 0,5cm/s
Bài 62: Đầu A dây đàn hồi dài dao động với tần số f = 100Hz Vào thời điểm người ta đo khoảng cách ngắn hai điểm dao động đồng pha dây 100cm Vậy vận tốc truyền sóng dây là: A: 10m/s B: 100m/s C: 10cm/s D: 1cm/s
Bài 63: Một mũi nhọn S gắn vào đầu A thép nằm ngang chạm vào mặt nước.Khi thép dao động với tần số f=100Hz,S tạo mặt nước hình trịn đồng tâm,biết khoảng cách 11 gợn lồi liên tiếp 11cm.Vận tốc truyền sóng mặt nước nhận giá trị sau đây?
A: v = 100cm/s B: v = 50cm/s C: v = 10m/s D: v = 0,1m/s “ Sách người bạn tốt tuổi già,
đồng thời người dẫn tốt tuổi trẻ ”
Câu 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Đ/án D A D C D D C C A D B C D C D B D B C D C A
Câu 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44
Đ/án A A B C C A C B A B B B B B B D D D C C C B
Câu 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66
(8)