SKKN phân loại và phương pháp giải bài tập về sóng âm

MỤC LỤC Phần I MỞ ĐẦU ………………………………………………………… Lí chọn đề tài ………………………………………………………… Mục đích nghiên cứu ……………………………………………………… Đối tượng nghiên cứu ……………………………………………………… Phương pháp nghiên cứu …………………………………………………… Những điểm sáng kiến …………………………………………… Phần II NỘI DUNG ………………………………………………………… I Cơ sở lí luận ………………………………………………………………… II Thực trạng vấn đề trước sáng kiến kinh nghiệm ……………………… III Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề ………………………………………………………… Kiến thức ……………………………………………………… Các dạng toán sóng âm…………………………………………… DẠNG 1: SỰ TRUYỀN ÂM ……………………………………… DẠNG 2: CƯỜNG ĐỘ ÂM MỨC CƯỜNG ĐỘ ÂM ……………… DẠNG 3: PHÂN BỐ NĂNG LƯỢNG ÂM KHI TRUYỀN ĐI …… DẠNG 4: QUAN HỆ CƯỜNG ĐỘ ÂM, MỨC CƯỜNG ĐỘ ÂM Ở NHIỀU ĐIỂM ………………………………………… DẠNG 5: CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NGUỒN NHẠC ÂM Các dạng tập tương tự IV Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục ………… V Kết luận, kiến nghị ………………………………………………………… TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………… Trang 2 2 2 2 3 10 13 16 20 24 24 26 Phần I MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Trong hoạt động dạy học Vật lý hoạt động chủ đạo thường xuyên học sinh hoạt động giải tập Thông qua hoạt động này, vừa rèn luyện kỹ kỹ xảo đồng thời giúp em củng cố kiến thức hiểu sâu sắc chất vật lý tượng Vì hoạt động quan tâm mức q trình dạy học Bài tập sóng âm, với trọng tâm toán âm toán thường gặp kỳ thi mang tính chất quốc gia Việc phân loại dạng tốn tìm phương pháp giải cho dạng tốn cần thiết q trình giảng dạy Thơng qua việc giải dạng tốn, khơng trang bị củng cố kiến thức cho em học sinh , mà rèn luyện kỹ để giúp em giải nhanh tốn thuộc chủ đề thi trắc nghiệm cách nhanh chóng Xuất phát từ lý nói chọn đề tài “ Phân dạng phương pháp giải tập sóng âm” Mục đích nghiên cứu Trong đề tài với mục đích cung cấp cho giáo viên nhìn tồn diện dạng tốn sóng âm, từ hình thành phương pháp riêng để dạy cho học sinh việc học ôn tập phần Trong đề tài củng cung cấp nhiều dạng toán hay tốn sóng âm Có thể dùng tài liệu dạy học hay tài liệu để học sinh tự học Có tích hợp nhiều tập trắc nghiệm từ dễ đến khó Đối tượng nghiên cứu Nhóm dạng tập nhóm dạng tập nâng cao, chương “Sóng học sóng âm” – Vật Lý 12 CB Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp chủ yếu nghiên cứu lý luận phương pháp giải tập Vật Lý, qua kinh nghiệm giảng dạy tài liệu tham khảo có liên quan đến đề tài Những điểm sáng kiến - Về hình thức: + Có bổ sung đầy đủ mục theo cấu trúc quy định SKKN + Trình bầy ngắn gọn dễ hiểu, dễ đọc, dễ học - Về nội dung: Có bổ sung thêm số dạng tốn Phần II NỘI DUNG I Cơ sở lí luận Mỗi đơn vị kiến thức chương trình Vật lý phổ thơng có vai trị quan trọng việc hình thành phát triển tư học sinh Trong q trình giảng dạy, người thầy ln phải đặt đích giúp học sinh nắm kiến thức bản, hình thành phương pháp, kĩ năng, kĩ xảo, tạo thái độ động học tập đắn để học sinh có khả tiếp cận chiếm lĩnh nội dung kiến thức theo xu phát triển thời đại Môn Vật lý môn khoa học nghiên cứu vật, tượng xảy hàng ngày, có tính ứng dụng thực tiễn cao, cần vận dụng kiến thức toán học Học sinh phải có thái độ học tập nghiêm túc, có tư sáng tạo vấn đề nảy sinh để tìm hướng giải phù hợp Trong phần sóng lớp 12 đặc biệt phần sóng âm tượng trừu tượng khó học sinh Việc hiểu tượng sóng âm vấn đề khó học sinh vấn đề với trợ gúp thí nghiệm , máy móc đại máy chiếu, thí nghiệm mơ phỏng… học sinh hiểu nắm tượng Song cần phải có tập vận dụng, củng cố nâng cao với đủ dạng giúp học sinh hểu sâu toàn diện từ phát triển khả vận dụng suy đốn tượng Vì vậy, để khắc phục vấn đề nhằm đạt hiệu cao trình giảng dạy người giáo viên cần cung cấp rèn luyện cho học sinh phương pháp học tập phù hợp Đặc biệt sử dụng ví dụ minh họa có tính chất củng cố mạnh tiền đề để học sinh làm tập tương tự dạng tập khác II Thực trạng vấn đề trước sáng kiến kinh nghiệm - Nhiều học sinh chưa làm thạo dạng tốn sóng âm, đặc biệt tốn sóng âm có liên quan đến biên phân bố lượng âm truyền đi, Quan hệ cường độ âm, mức cường độ âm nhiều điểm - Khơng nhiều học sinh làm dạng tốn khó phần đặc biệt học sinh lớp học chương trình III Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề Kiến thức 1.1/ Sóng âm cảm giác âm 1.1.1/ Thí nghiệm: Lấy thép mỏng, giữ cố định đầu, đầu tự dao động (xem hình) Khi cho thép dao động vật phát dao động âm Lá thép ngắn tần số dao động lớn Khi tần số nằm khoảng 16 Hz đến 20000 Hz ta nghe thấy âm thép phát 1.1.2/ Giải thích + Khi phần thép cong phía làm cho lớp khơng khí liền trước nén lại lớp khơng khí liền sau giãn Do thép dao động làm cho lớp khơng khí nằm sát hai bên bị nén dãn liên tục Nhờ truyền áp suất khơng khí mà nén, dãn lan truyền xa dần, tạo thành sóng dọc khơng khí Sóng có tần số tần số dao động thép Khi sóng truyền đến tai ta làm cho áp suất khơng khí tác dụng lên màng nhĩ dao động với tần số Màng nhĩ bị dao động tạo cảm giác âm 1.1.3/ Nguồn âm sóng âm + Nguồn âm: vật dao động phát âm Tần số âm phát tần số dao động nguồn âm + Sóng âm sóng dọc học truyền mơi trường khí, lỏng rắn (khi truyền chất lỏng chất khí sóng dọc truyền chất rắn sóng dọc sóng ngang) + Sóng âm nghe (âm thanh) có tần số nằm khoảng từ 16 Hz đến 20000 Hz + Sóng âm có tần số nhỏ 16 Hz gọi sóng hạ âm Sóng âm có tần số lớn 20000 Hz gọi sóng siêu âm Tai ta không nghe hạ âm siêu âm Một số loài vật nghe hạ âm (con sứa, voi, chim bồ câu ), số khác nghe siêu âm (con dơi, dế, chó, cá heo ) 1.1.4/ Môi trường truyền âm Tốc độ truyền âm + Mơi trường truyền âm Sóng âm truyền mơi trường rắn, lỏng, khí, không truyền chân không + Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi mật độ mơi trường − Nói chung, vận tốc chất rắn lớn chất lỏng, chất lỏng lớn chất khí − Tốc độ âm thay đổi theo nhiệt độ − Những vật liệu bông, nhung, xốp v.v truyền âm tính đàn hồi chúng Chúng dùng để làm vật liệu cách âm 1.2/ Những đặc trung vật lí âm 1.2.1 Tần số âm: đặc trung vật lí quan trọng âm 1.2.2/ Cường độ âm mức cường độ âm + Năng lượng âm: Sóng âm lan đến đâu làm cho phần tử mơi trường dao động Như vậy, sóng âm mang lượng Năng lượng âm tỉ lệ với bình phương biên độ sóng âm + Cường độ âm (I) điểm lượng sóng âm truyền tải qua đơn vị diện tích đặt vng góc với phương truyền âm đơn vị thời gian Đơn vị cường độ âm W/m2 I + Mức cường độ âm: L  B   lg I I  102 W / m (là ngưỡng nghe ứng với âm có tần số 1000 Hz), làm cường độ âm chuẩn chung cho âm có tần số khác Đơn vị mức cường độ âm ben (B) đê−xi−hen (dB); B = 10 (dB), 1.2.3/ Đồ thị li độ âm + Muốn cho dễ khảo sát thực nghiệm, người ta chuyển dao động âm thành dao động điện Mắc hai đầu dây micrơ với chốt tín hiệu vào dao động kí điện tử Sóng âm đập vào màng micrơ làm cho màng dao động, khiến cho cường độ dòng điện qua micrô biến đổi theo quy luật với li độ dao động âm Trên hỉnh dao động kí xuất đường cong sáng biểu diễn biến đổi cường độ dòng điện theo thời gian (đồ thị li độ âm) Căn vào đó, ta biết quy luật biến đổi cùa sóng âm truyền tới theo thời gian (Hình 1) 3/ Các đặc tính sinh lí âm 1.3.1/ Độ cao + Độ cao âm đặc trưng sinh lí âm, phụ thuộc vào tần số âm + Âm có tần số lớn cao Âm có tần số nhỏ thấp (càng trầm) 1.3.2/ Âm sắc + Âm sắc đặc trưng sinh lí âm, giúp ta phân biệt âm nguồn khác phát Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm + Sóng âm nhạc cụ phát sóng tổng hợp nhiều sóng âm phát lúc Các sóng có tần số là: f, 2f, 3f, 4f v.v có biên độ A 1, A2, A3, A4 khác nhau.  + Âm có tần số f gọi âm hay hoạ âm thứ nhất; âm có tần số 2f, 3f, 4f gọi hoạ âm thứ hai, thứ ba, thứ tư v.v Hoạ âm có biên độ mạnh định độ cao âm mà nhạc cụ phát + Dao động âm tổng hợp dao động tuần hồn khơng điều hồ Đường biểu diễn dao động âm tổng hợp khơng phải đường hình sin mà đường có tính chất tuần hồn, có hình dạng phức tạp Mỗi dao động tổng hợp ứng với âm sắc định Chính mà hai nhạc cụ khác (đàn kèn chẳng hạn) phát hai âm có độ cao (cùng tần số) có âm sắc hồn tồn khác + Tóm lại, âm sắc phụ thuộc vào hoạ âm cường độ họa âm + Những âm mà dao động chúng có tính chất tuần hồn nói gọi nhạc âm chúng nhạc cụ phát Ngồi nhạc âm cịn có tạp âm hay tiếng động âm mà dao động chúng khơng có tính chất tuần hồn; tiếng đập, gõ, tiếng sấm nổ v.v 1.3.3/ Độ to + Độ to âm đặc trưng sinh lí âm phụ thuộc cường độ âm tần số âm + Ngưỡng nghe cùa âm cường độ âm nhỏ âm để gây cảm giác âm Ngưỡng nghe phụ thuộc tần số âm Âm có tần số 1000−5000 (Hz), ngưỡng nghe vào 12 khoảng I0  10  W / m  (còn gọi cường độ âm chuẩn), âm có tần số 50 (Hz), ngưỡng nghe 107  W / m  Âm có cường độ âm lớn nghe to Vì độ to âm cịn phụ thuộc tần số âm nên hai âm có cường độ âm, có tần số khác gây cảm giác âm to, 7 nhỏ khác Ví dụ: Âm có tần số 1000 (Hz) với cường độ 10  W / m  âm nghe 7 to, đó, âm có tần số 50 (Hz) có cường độ 10  W / m  lại âm nhỏ Do cường độ âm khơng đủ đặc trưng cho độ to âm + Ngưỡng đau cường độ âm lớn mà gây cảm giác âm Lúc có cảm giác đau đón tai + Miền nghe miền nằm phạm vi từ ngưỡng nghe đến ngưỡng đau 1.4/ Các nguồn nhạc âm Tiếng hình thành do: + Các dây dao động (ghita, pianô, viôlông) + Các màng dao động ( trống định âm, trống có dây tăng âm) + Các cột khơng khí dao động (sáo, kèn, ô boa, đàn ống) + Các miêng gỗ, tâm đá, thép dao động (đàn phím gỗ, đàn marimba, đàn đá) 1.5/ Vai trò dây đàn bầu đàn đàn ghi ta + Trong đàn ghi ta, dây đàn đóng vai trị vật phát dao động âm Dao động thông qua giá đỡ, dây đàn gắn mặt bầu đàn làm cho mặt bầu đàn dao động + Bầu đàn đóng vai trị hộp cộng hưởng có khả cộng hưởng nhiều tần số khác Bầu đàn ghi ta có hình dạng riêng làm gỗ đặc biệt nên có khả cộng hưởng tăng cường số ho âm xác định, tạo âm sắc đặc trưng cho loại đàn Các dạng tốn sóng âm DẠNG SỰ TRUYỀN ÂM * Thời gian truyền âm môi trường môi trường (v2 < v1): * Gọi t thời gian từ lúc phát âm lúc nghe âm phản xạ � l t1  � l l � v1 � t  t  t1   � l v v � t2  � � v2 * Gọi t thời gian từ lúc phát âm lúc nghe âm phản xạ t 2l v Ví dụ 1: Một người dùng búa gõ vào đầu vào nhôm Người thứ hai đầu áp tai vào nhôm nghe âm tiếng gõ hai lần (một lần qua khơng khí, lần qua nhôm) Khoảng thời gian hai lần nghe 0,12 s Hỏi độ dài nhôm bao nhiêu? Biết tốc độ truyền âm nhơm khơng khí 6260 (m/s) 331 (m/s) A 42 m B 299 m C 10 m D 10000 m Hướng dẫn 0,12  s  �t tn k l l 331 6260 l 42  m  Chọn A Ví dụ 2: Từ điểm A sóng âm có tần số 50 Hz huyền tới điểm B với tốc độ 340 m/s khoảng cách từ A đến B số nguyên lần bước sóng Sau đó, nhiệt độ mơi trường tăng thêm 20°K khoảng cách từ A đến B số nguyên lần bước sóng số bước sóng quan sát hên AB giảm bước sóng Biết rằng, nhiệt độ tăng thêm 1°K tốc độ âm tăng thêm 0,5 m/s Hãy tìm khoảng cách AB A 484 m B 476 m C 238 m D 160 m Hướng dẫn v v � � 1  1   6,8 � � �v1  v0  aT1 � f �� f �� � � v v �v  v0  aT2 � � 2  2    m  � f � f k  35 � � AB  k1   k  1  � AB  k.6,8   k  1 � � � Chọn C AB  238 � Ví dụ 3: Một thép mỏng, đầu cố định, đầu cịn lại kích thích để dao động với chu kì khơng đổi 0,04 ms Âm thép phát A âm mà tai người nghe B nhạc âm C hạ âm D siêu âm Hướng dẫn * Sóng âm nghe sóng học có tần số khoảng từ 16 Hz đến 20000 Hz * Sóng có tần số lớn 20000 Hz gọi sóng siêu âm * Sóng có tần số nhỏ 16 Hz gọi sóng hạ âm f 1   2500  Hz  � Chọn D T 0, 04.103 Ví dụ 4: Một nam châm điện dùng dịng điện xoay chiều có chu kì 62,5 (μs) Nam châm tác dụng lên thép mỏng làm cho thép dao động điều hịa tạo sóng âm Sóng âm phát truyền khơng khí là: A Âm mà tai người nghe C Hạ âm Tần số dòng điện fđ  T B Sóng ngang D Siêu âm Hướng dẫn = 16000(Hz) Tần số dao động thép :f = 2fd = 32000 (Hz) > 20000(Hz) � Chọn D Ví dụ 5: Một người đứng gần chân núi hú lên tiếng Sau s nghe tiếng vọng lại, biết tốc độ âm khơng khí 340 m/s Khoảng cách từ chân núi đến người A 1333 m B 1386 m C 1360 m D 1320 m Hướng dẫn Thời gian sóng âm phải thỏa mãn: t  2L � L = 1360(m) v => Chọn C Ví dụ 6: Một người thả viên đá từ miệng giếng đến đáy giếng khơng nước sau sau nghe thấy tiếng động viên đá chạm đáy giếng? Cho biết tốc độ âm khơng khí 300 m/s, lấy g = 10 m/s2 Độ sâu giếng 11,25 m A 1,5385 s B 1,5375 s C 1,5675 s D s Hướng dẫn Giai đoạn 1: Hòn đá rơi tự Giai đoạn 2: Hòn đá chạm vào đáy giếng phát âm truyền đến tai người Thời gian vât rơi: h  gt12 � t1  2h  g 2.11, 25  1,5  s  10 Thời gian âm truyền từ đáy đến tai người : t  h 11, 25   0,0375(s) v 300 � t1  t = 1,5375(5) => Chọn B Ví dụ 7: Các dơi bay tìm mồi cách phát sau thu nhận sóng siêu âm phản xạ từ mồi Giả sử dơi muỗi bay thẳng đến gần với tốc độ so với Trái Đất dơi 19 m/s, muỗi m/s Ban đầu, từ miệng dơi phát sóng âm, gặp muỗi sóng phản xạ trở lại, dơi thu nhận sóng sau 1/6 s kể từ phát Tốc độ truyền sóng âm khơng khí 340 m/s Khoảng thời gian để dơi gặp muỗi (kể từ phát sóng) gần với giá trị sau đây? A s B 1,5 s C 1,2 s D 1,6 s Hướng dẫn: Gọi A, B vị trí ban đầu dơi muỗi; M N vị trí muỗi gặp sóng siêu âm lần đầu vị trí dơi nhận sóng siêu âm phản xạ lần đầu Quãng đường dơi quãng đường sóng siêu âm sau thời gian 1/6 s lần 19 � AN  19   m  � � 6 lượt là: � 340 107 � AN  2MN  340  m  � MN    m � 6 Thời gian muỗi từ B đến M thời gian sóng siêu âm từ A đến M: 19 107  AN  MN  359  s  t1   v 340 1080 Quãng đường muỗi từ B đến M: BM  � AB  AN  BN  BM  359 359   m 1080 4080 19 107 359   �30  m  4080 Gọi Δt khoảng thời gian để dơi gặp muỗi: AB 39 Sdoi  Smuoi  AB � t    1,5  s  � Chọn B v doi  v muoi 19  DẠNG CƯỜNG ĐỘ ÂM MỨC CƯỜNG ĐỘ ÂM Cường độ âm I (Đơn vị W/m2) điểm lượng gửi qua đơn vị diện tích đặt vng góc với phương truyền âm điểm đơn vị thời gian: A A P I   St 4r t 4r Cường độ âm tỉ lệ với bình phương biên độ âm: �A � I I  A �  � � I1 �A1 � I Mức cường đô âm L đươc định nghĩa L  B  lg I , với I cường độ âm điểm xét −12 I0 cường độ âm chuẩn (I0 = 10 W/m ) ứng với tần số f = 1000 Hz Đơn vị l ben (B) đêxiben 1dB = 0,1B Ví dụ 1: Tại điểm phương truyền sóng âm với biên độ 0,2mm có cường độ âm W/m2 Cường độ âm điểm dố biên độ âm 0,3 mm? A 2,5 W/m2 B 3,0 W/m2 C 4,0 W/m2 D 4,5 W/m2 Hướng dẫn 2 �A � �A � I I  A �  � �I  I1 � � 4,  W / m  � Chọn D I1 �A1 � �A1 � Chú ý: Nếu liên quan đến cường độ âm mức cường độ â ta sử dụng công thức L  B   lg I � I  I0 10L B I0 Thực tế, mức cường độ âm thường đo đơn vị dB nên ta đối đơn vị Ben để tính tốn thuận lợi Ví dụ 2: Tại điểm A nằm cách xa nguồn âm có mức cường độ âm 90dB Cho cường độ âm chuẩn 10−12 (W/m2) Cường độ âm A là: A 10−5 (W/m2) B 10−4 (W/m2) C 10−3 (W/m2) D 10−2 (W/m2) Hướng dẫn Đổi L = 90 dB = B L  lg I � I  I 10 L  1012.109  103  W / m  � Chọn C I0 Ví dụ 3: Khi nguồn âm phát với tần số f cường độ âm chuẩn 10 −12 (W/m2) mức cường độ âm điểm M cách nguồn khoảng r 40 dB Giữ ngun cơng suất phát thay đổi f để cường độ âm chuấn 10 −10 (W/m2) M, mức cường độ âm A 80 dB B 60 dB C 40 dB D 20 dB Hướng dẫn I � L1  lg � I01 I01 I I 1012 � � L  L1  lg  lg  lg � L   lg 10 � I I02 I 01 I 02 10 � L  lg � I02 � � L   B  � Chọn D Chú ý: Khi cường độ âm tăng 10n lần, độ to tăng n lần mức cường độ âm tăng thêm n(B): n I '  10 I � L '  L  n  B  Ví dụ 4: Tại vị trí mơi trường truyền âm, cường độ âm tăng gấp 100 lần giá trị cường độ âm ban đầu mức cường độ âm A giảm 20 B B tăng thêm 20 B C tăng thêm 10dB D giảm 10 dB Hướng dẫn I '  10 L � L '  L   B  � Chọn B Ví dụ 5: Một sóng âm truyền khơng khí Mức cường độ âm điểm M điểm N 40 dB 70 dB Cường độ âm N lớn cường độ âm M A 1000 lần B 40 lần C lần D 10000 lần Hướng dẫn  � LB  L M   B � I '  10n I � L '  L  n  B  � � � Chọn A I N  103 I M � Chú ý: Nếu liên quan đến tỉ số cường độ âm hiệu mức cường độ âm từ I L  B   lg I 10L2  B I I � I  I0 10 L B �  L  B  10L2  B  L1  B I0 I1 I0 10 Ví dụ 6: Năm 1976 ban nhạc Who đạt kỉ lục buổi hoà nhạc ầm ỹ nhất: mức cường độ âm trước hệ thống loa 120 dB Hãy tính tỉ số cường độ âm ban nhạc buổi biểu diễn với cường độ búa máy hoạt động với mức cường độ âm 92 dB A 620 B 631 C 640 D 650 Hướng dẫn I2 I L B L B  10     �  1012 9,2 �631 � Chọn B I1 I1 Chú ý: Cường độ âm tỉ lệ với công suất nguồn âm tì lệ với số nguồn âm giống nhau: n P I2 P n  10 L2  B  L1  B    I1 P1 n1 P0 n1 Ví dụ 7: Trong buổi hòa nhạc, giả sử kèn đồng giống phát sóng âm điểm M có mức cường độ âm 50 dB Để M có mức cường độ âm 60 dB số kèn đồng cần thiết A 50 B C 60 D 10 Hướng dẫn I2 I  10 L2  B  L1  B �  1012  9,2 �631 � Chọn B I1 I1 Chú ý: Nếu liên quan đến mức cường độ âm tổng hợp ta xuất phát từ � I  I0 10L B � � L B L B L B L B L B L B L B I  I1  I2 I1  I0 10   ���� I0 10    I0 10    10   � 10    10    10   � � L B I  I0 10   �   Ví dụ 8: Tại điểm nghe đồng thời hai âm: âm truyền tới có mức cường độ 68 dB âm phản xạ có mức cường độ 60 dB Mức cường độ âm toàn phần điểm A 5dB B 68,64 dB C 66,19 dB D 62,5 dB Hướng dẫn L  B 10L B �10  � 10L  B  106,8 106 L 6,864  B  Chọn B Ví dụ 9: Hình bên đồ thị biếu diễn phụ thuộc mức cường độ âm L theo cường độ âm I Cường độ âm chuẩn gần với giá trị sau đây? A 0,31A B 0,35A C 0,37A D 0,33A Hướng dẫn * Từ L  lg I I a �  10 L �  100,5 � I  0,316a � Chọn A I0 I0 I0 DẠNG PHÂN BỐ NĂNG LƯỢNG ÂM KHI TRUYỀN ĐI Giả sử nguồn âm điểm phát công suất P từ điểm O, phân bố theo hướng * Nếu bỏ qua hấp thụ âm phản xạ âm mơi trường cường độ âm tai mơt điểm M cách O khoảng r I P 4r * Nếu truyền m lượng âm giảm a% so với lượng lúc đầu cường độ âm điểm M cách O khoảng r P  100%  r.a%  I 4r * Nếu truyền m lượng âm giảm a% so với lượng m trước P  100%  a%  cường độ âm điểm M cách O khoảng r là: I  4r 10 2 �A � �r � I P I  A   I 10L �  � � �1 �  10L2  L1 4r I1 �A1 � �r2 � 2) Nếu nguồn âm cấu tạo từ n nguồn âm giống nguồn có cơng suất P cơng suất nguồn P  nP0 Áp dụng tương tự ta có dạng tốn mới: nP0 P � I  I0 10 L   2 � n ' �r � � 4r 4r L 'L � 10  � � � n ' P0 n �r ' � P' L' � I '  I0 10   '2 '2 4r 4r � Ví dụ 9: Tại điểm O môi trường đẳng hướng, không hấp thụ âm, có nguồn âm điểm, giống với cơng suất phát âm khơng đổi Tại điểm A có mức cường độ âm 20 dB M điểm thuộc OA cho OM = OA/5 Để M có mức cường độ âm 40 dB số nguồn âm giống nguồn âm cần đặt O bằng  A B 36 C 10 D 30 Hướng dẫn 10L '  L  n ' �r � n' 2 � �� 10    � n '  36 � Chọn B n �r ' � Ví dụ 10: Tại điểm O môi trường đẳng hướng, không hấp thụ âm, có nguồn âm điểm, giống với cơng suất phát âm khơng 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 10 Hướng dẫn 10 L ' L n ' �r � n'  � �� 103    � n '  10 � n  10   � Chọn B n �r ' � DẠNG QUAN HỆ CƯỜNG ĐỘ ÂM, MỨC CƯỜNG ĐỘ ÂM Ở NHIỀU ĐIỂM Trên đường thắng có bốn điểm theo thứ tự O, A, M B Nếu AM = nMB hay rM  rA  n  rB  rM  �  n  1 rM  nrB  rA Nếu nguồn âm điểm đặt O, xuất phát từ công thức I  P P  I0  I0 10L � r  10 0,5L 4r 4I0 Thay vào công thức  n  1 rM  nrB  rA được:  n  1 100,5L  n.100,5L  100,5L M B A Nếu M trung điểm AB n = nên 2.100,5LM  100,5LB  100,5LA Ví dụ 1: Ba điểm O, A, B nằm nửa đường thẳng xuất phát từ O Tại O đặt nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng khơng gian, môi trường không hấp thụ âm Mức cường độ âm A 60 dB, B 10 dB Mức cường độ âm trung điểm M đoạn AB A 26 dB B 16 dB C 34 dB D 40 dB 13 Hướng dẫn Vì M trung điểm AB nên 2rM  rA  rB (1) Vì I  P  I 10L � r  4r W0  4I P 100,5L , r tỉ lệ với 100,5L 4I Do (1) ta thay r 100,5L : 2.100,5LM  10 0,5LA  100,5LB 0,5L � 2.10� 10 3 10 0,5 L M 1,  B  Chọn B Kinh nghiệm giải nhanh: 0,5L  y.100,5L  z.100,5L Nếu có hệ thức xrM  yrB  zrA ta thay r 100,5L được: x.10 Ví dụ 2: Tại O đặt nguồn điểm phát sóng âm đắng hướng không gian, môi trường không hấp thụ âm Ba điểm A, M, B theo thứ tự, nằm đường thẳng qua O cho AM = 3MB Mức cường độ âm A B, B B Mức cường độ âm M A 2,6 B B 2,2 B C 3,2 B D 2,5 B Hướng dẫn r  r   rB  rM  � 4rM  3rB  rA Từ hệ thức AM = 3MB suy M A Thay r 100,5L � 4.100,5L  3.10 0,5L  100,5L � 4.100,5L  3.100,5.3  100,5.4 �L M 3,16  B  Chọn C M M M B A B A M Chú ý: Nếu điểm O nằm A B M trung điểm AB 2rM  rA  rB (nếu rA > rB hay LA < LB) 2rM  rB  rA (nếu rA  rB hay L A  L B ) Ví dụ 3: Ba điểm A, O, B theo thứ tự nằm đường thẳng xuất phát từ O (A B phía O) Tại O đặt nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng khơng gian, mơi trường khơng hấp thu âm Mức cường độ âm A 40dB, B 16dB Mức cường độ âm trung điểm M đoạn AB A 27,0 dB B 25,0 dB C 21,5 dB D 22,6 dB Hướng dẫn Vì LA > LB tức rA < rB nên 2rM = rB − rA � 2.100,5L  100,5L  100,5L 0,5L �2.10  � 10 0,5.1,6 10 0,5.4 L M 2, 26  B  Chọn D Ví dụ 4: Trong môi trường đẳng hướng không hấp thụ âm, có điểm thẳng hàng theo thứ tự A; B; C với AB = 100 m, AC = 250 m Khi đặt A nguồn điểm phát âm cơng suất P mức cường độ âm B 100 dB Bỏ nguồn âm A, đặt B nguồn điểm phát âm công suất 3P mức cường độ âm A C A.103 dB 99.5 dB B 105dB 101 dB C 103 dB 96,5 dB D 100dB 99,5dB Hướng dẫn M B A M Áp dụng: I  P  I0 10 L 4r * Khi đặt nguồn âm P A: P  I0 1010  1 4.100 14 � 3P  I0 10LA � �4.100  2 * Khi đặt nguồn âm 3P B: � 3P L C �  I0 10 �4.1502 �  10LA 10 � L A  10,5  B  � � Chọn B Từ (1) (2) � LC 10 � L C  10,1 B  �  10 1,5 � Ví dụ 5: Cho điểm O, M, N P nằm mơi trường truyền âm Trong đó, M N nằm nửa đường thẳng qua O, tam giác MNP tam giác Tại O đặt nguồn âm điểm có cơng suất khơng đổi, phát âm đẳng hướng môi trường Coi môi trường không hấp thụ âm Biết mức cường độ âm M N 60 dB 40 dB Mức cường độ âm P A 40,4 dB B 38,8 dB C 41,1 dB D 35,8dB Hướng dẫn * Từ 3� 2 �ON  OM � � OP  � MN   ON  OM    ON  OM   1 � � � � � � 4 � � � * Từ I  10 LP  P P  I0 10L � r  100,5L   Thay (2) vào (1) 4r 4I0 0,5LM 10  100,5LM    0,5LN 10  100,5LM   � L P  4, 04  B  � Chọn A Ví dụ 6: Tại điểm trục Ox có nguồn âm điểm phát âm đẳng hướng mơi trường Hình vẽ bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ âm I điểm trục Ox theo tọa độ x Cường độ âm chuẩn I = 10−12 W/m2 Công suất nguồn âm A 4π nW B 40π nW C 20π nW D 2π nW Hướng dẫn r P I  2 4r 4  x  b  � I x   �2  b � 4 � � �� b  I x   � b � L �  I0 10 � P �x  � 2,5.109  � P  4.10 8 � 4    � � Chọn B 15 DẠNG CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NGUỒN NHẠC ÂM 1/ Miền nghe Ngưỡng nghe âm cường độ âm nhỏ âm để gây cảm giác âm Ngưỡng đau cường độ âm lớn mà gây cảm giác âm Lúc có cảm giác đau đớn tai Miền nghe miền nằm phạm vi từ ngưỡng nghe đến ngưỡng đau P I �� I� 2 4r Imax P 4I max r P 4Imin 2/ Nguồn nhạc âm Giải thích tạo thành âm dây dao động: dây xuất sóng dừng có chỗ sợi dây dao động với biên độ cực đại (bụng sóng), đẩy khơng khí xung quanh cách tuần hồn phát sóng âm tương đối mạnh có tần số dao động dây l k  v v k � f k 2f 2l Tần số âm (với k = 1, 2, 3….) f1  v 2l , họa âm bậc f  v  2f1 , 2l họa âm bậc ba f3  v  3f1 2l Giải thích tạo thành âm cột khơng khí dao động: Khi sóng âm (sóng dọc) truyền qua khơng khí ống, chúng phản xạ ngược lại đầu trở lại qua ống (sự phản xạ xảy đầu để hở) Khi chiều dài ống phù hợp với bước sóng sóng âm Trong âm nhạc, khoảng cách hai nốt nhạc quãng tính cung nửa cung (nc) Mỗi quãng tám chia thành 12 nC Hai nốt nhạc cách nửa cung hai âm (cao, thấp) tương ứng với hai nốt nhạc có tần số thỏa mãn f c12  2f112 Tập hợp tất âm quãng tám gọi gam (âm giai) Xét gam với khoảng cách từ nốt Đồ đến nốt Rê, Mi, Fa, Sol, La Si, Đô tương ứng nc, nc, nc, 11C , nc, 11 nc, 12 nc VD: Nốt Rê cách nút La 7nc nên nốt La có tần số 440 Hz tần số nốt Rê thỏa mãn: 44012 = 27.f12 => f � 294 (Hz) 3/ Các ví dụ minh họa Ví dụ 1: Một sợi dây đàn dài 80 cm dao động tạo sóng dùng dây với tốc truyền sóng 20 m/s Tần số âm dây đàn phát A 25 Hz B 20 Hz C 12,5 Hz D 50 Hz Hướng dẫn l k  v v v k � f  k � f1   12,5  Hz  � 2f 2l 2l Chọn C Ví dụ 2: Một dây đàn có chiều dài 80 cm giữ cố định hai đầu Âm dây đàn phát có bước sóng dài để dây có sóng dừng với đầu nút? A 200 cm B 160 cm C 80 cm D 40 cm Hướng dẫn 16 l n  2l �  �  max  2l  160  cm  � n Chọn B Ví dụ 3: Một dây đàn có chiều dài 70 cm, gảy phát âm có tần số f Người chơi bấm phím đàn cho dây ngắn lại để phát âm có họa âm bậc với tần số 3,5f Chiều dài dây lại A 60 cm B 30 cm C 10 cm D 20 cm Hướng dẫn � v f � v v � 2l f3  3,5f ����  3,5 � l '  l  60  cm  � Chọn C � v l ' l 3, � f 3 �3 2l ' Ví dụ 4: Một ống sáo dài 0,6 m bịt kín đầu đầu để hở Cho vận tốcc truyền âm không khí 300 m/s Hai tần số cộng hướng thấp vào ống sáo A 125 Hz 250 Hz B 125 Hz 375 Hz C 250 Hz 750 Hz C 250Hz 500Hz Hướng dẫn l   2n  1 � f1  125  Hz   v v �   2n  1 � f   2n  1   2n  1 125 � � 4f 4l f  375  Hz  � � Chọn B Chú ý: Nếu dùng âm thoa để kích thích dao động cột khí (chiều cao cột khí thay đổi cách thay đổi mực nước), có sóng dừng cột khí đầu B ln ln nút, cịn đầu A nút bụng Nếu đầu A bụng âm nghe to l   2n  1   � l  4 Nếu đầu A nút âm nghe nhỏ l n   � l  2 Ví dụ 5: Sóng âm truyền khơng khí với tốc độ 340 m/s Một ống có chiều cao 15 cm đặt thẳng đứng rót nước từ từ vào để thay đổi chiều cao cột khí ống Trên miệng ống đặt âm thoa có tần số 680 Hz Đổ nước vào ống đến độ cao cực đại gõ vào âm thoa nghe âm phát to nhất? A 2,5 cm B cm C 4,5 cm D 12,5 cm Hướng dẫn � v 340    0,5  m  � � f 680 �   � l   2n  1 � l   0,125  m  � h max  15  l  2,  cm  � 4 � Chọn A Ví dụ 6: Một âm thoa nhỏ đặt miệng ống khơng khí hình trụ AB, chiều dài l ống thay đổi nhờ dịch chuyển mực nước đầu B Khi âm thoa dao động ta thấy ống có sóng dừng ổn định Khi chiều dài ống thích hợp ngắn 13 cm âm nghe to Biết với ống khí đầu B nút sóng, đầu A bụng 17 sóng Khi dịch chuyển mực nước đầu B để chiều dài 65 cm ta lại thấy âm nghe rõ Tính số nút sóng ống A B C D Hưởng dẫn   � l   13 �   52  cm  4 l 65 � Sn  Sb   0,5   0,5  � 0,5 0,5.52 l   2n  1 Chọn B Chú ý: Nếu hai lần thí nghiệm liên tiếp nghe âm to nghe âm nhỏ   l  l �   2 l  l  Nếu lần nghiệm đầu nghe âm to lần thí nghiệm nghe âm nghe   l  l �   4 l  l  v  f âm nhỏ Tốc độ truyền âm: Ví dụ 7: Để đo tốc độ truyền sóng âm khơng khí ta dùng âm thoa có tần số 1000 Hz biết để kích thích dao động cột khơng khí bình thuỷ tinh Thay đổi độ cao cột khơng khí bỉnh cách đổ dần nước vào bình Khi chiều cao cột khơng khí 50 cm âm phát nghe to Tiếp tục đổ thêm dần nước vào bình lại nghe âm to Chiều cao cột khơng khí lúc 35 cm Tính tốc độ truyền âm A 200 m/s B 300 m/s C 350 m/s D 340 m/s Hướng dẫn   l  l �    l  l    50  35   30  cm  � v  f  300  m / s  � Chọn B Chú ý: Nếu ống khí đầu bịt kín, đầu để hở mà nghe âm to đầu bịt kín nút đầu để hở bụng: l   2n  1  v v v   2n  1 � f   2n  1 � f min1  4f 4l 4l Nếu ống để hở hai đầu mà nghe âm to hai đầu bụng hai l k  v v v k � f  k � f  2f 2l 2l Ví dụ 8: Một ống có đầu bịt kín tạo âm nốt Đơ có tần số 130,5 Hz Nếu người ta để hở đầu âm tạo có tần số bao nhiêu? A 522 Hz B 491,5 Hz C 261 Hz D 195,25 Hz Hướng dẫn  v v v   2n  1 � f   2n  1 � f min1  4f 4l 4l  v v v l k k � f  k � f  � f  2f min1  261 Hz  2f 2l 2l � Chọn C l   2n  1 Ví dụ 9: Trong âm nhạc, khoảng cách hai nốt nhạc quãng tính cung nửa cung (nc) Mỗi quãng tám chia thành 12 nC Hai nốt nhạc cách nửa cung hai âm (cao, thấp) tương ứng với hai nốt nhạc có tần số thỏa mãn f c12 = 2ft12 Tập họp tất âm quãng tám gọi gam (âm giai) Xét gam với khoảng cách từ nốt Đồ đến nốt Rê, Mi, Fa, Sol, La, Si, Đô tương ứng nc, 18 nc, nc, nc , nc, 11 nc, 12 nc Trong gam này, âm ứng với nốt La có tần số 440 Hz âm ứng với nốt Si có tần số A 330 Hz B 392 Hz C 494 Hz D 415 Hz Hướng dẫn Từ nốt La đến nốt Si cách 2nc nên fSi12  22.f La12 � fSi12  2.2.44012 � fSi  493,8833  Hz  � Chọn C Ví dụ 10: Ở Việt Nam, phổ biến loại sáo trúc có lỗ bấm, lỗ thổi lỗ định âm (là lỗ để sáo phát âm bản) Các lỗ bấm đánh số 1, 2, 3, 4, 5, tính từ lỗ định âm; lỗ phát âm có tần số cách âm tính cung theo thứ tự; cung, cung, 2,5 cung, 3,5 cung, 4,5 cung, 5,5 cung Coi lỗ bấm ống sáo rút ngắn Hai lỗ cách cung nửa cung (tính từ lỗ định âm) có tỉ số chiều dài đến lỗ thổi tương ứng 8/9 15/16 Giữa chiều dài L, từ lỗ thổi đến lỗ thứ I tần số f i (i = � 6) âm phát v từ lơ tn theo cơng thức L = 4f (v tốc độ truyền âm không khí 340 m/s) Một ống sáo phát âm có tần số f= 440 Hz Lỗ thứ phát âm có tần số A 392 Hz B 494 Hz C 751,8 Hz D 257,5 Hz Hướng dẫn Gọi khoảng cách lỗ 0, 1, 2, 3, 4, đến lỗ thổi L0, L1, L2, L3, L4, L5 L L L L L L 8 15 8 1280 5 Ta biến đổi: L  L L L L L  16  2187 Từ L  L f L v 2187 �  � f  f  440 �751,8  Hz  � Chọn C 4f1 L0 f5 L5 1280 19 3/ BÀI TẬP TƯƠNG TỰ Bài 1: Một người dùng búa gõ nhẹ vào đường sắt cách 1056 m, người thứ hai áp tai vào đường dắt nghe thấy tiếng gõ sớm 3s so với tiếng gõ nghe khơng khí Tốc độ âm khơng khí 330m/s Tốc độ âm sắt là: A 1238 m/s B 1376 m/s C 1336 m/s D 5280 m/s Bài 2: Nếu khoảng thời gian từ nhìn thấy tiếng sét đến nghe thấy tiếng sấm phút khoảng cách từ nơi sét đánh đến người quan sát bao nhiêu? Tốc độ truyền âm khơng khí 340 (m/s) A 402 m B 299 m C 10 m D 20400 m Bài 3: Một nam châm điện dùng dòng điện xoay chiều có chu kì 0,1 (s) Nam châm tác dụng lên thép mỏng làm cho thép dao động điều hịa tạo sóng âm sóng âm phát truyền khơng khí là: A Âm mà tai người nghe B sóng ngang C Hạ âm D siêu âm Bài 4: Người ta gõ vào thép nghe thấy âm phát ra, quan sát thấy hai điểm gần phương truyền sóng dao động ngược pha cách m Tốc độ truyền âm 5000 m/s Tần số âm phát A 625 Hz B 725 Hz C 645 Hz D 425 Hz Bài 5: Sóng âm truyền thép với tốc độ 5000 m/s Hai điểm thép dao động lệch pha π/2 mà gần cách đoạn 1,54 m Tần số âm A 920 Hz B 7800Hz C 812 Hz D 900Hz Bài 6: Micro dịch chuyên tới vị trí cách loa m So sánh với âm thu vị tri 10 m, âm vị trí khác âm cũ A biên độ B bước sóng C tốc độ truyền sóng D tần số Bài 7: Tốc độ âm khơng khí 320 m/s Tai người phân biệt hai âm giống chúng tới tai chênh thời gian lượng nhỏ 0,1 s Một người đứng cách vách đá khoảng L, bắn phát súng nghe thấy tiếng A L > 16 m B L < 16 m C L > 32m D L < 32m Bài 8: Một người thả viên đá từ miệng giếng đến đáy giếng cạn s sau nghe thấy tiếng động viên đá chạm đáy giếng Cho biết tốc độ âm không 340 m/s, lấy g = 10 m/s2 Độ sâu giếng A 41,42 m B 40,42 m C 39,42 m D 38,42 m Bài 9: Tại điểm phương tmyền sóng âm với biên độ 0,4 mm, có cường độ âm 1,5 W/m2 Cường độ âm điểm biên độ âm 0,8 mm? A 2,5 W/m2 B 6,0 W/m2 C 4,0 W/m2 D 4,5 W/m2 Bài 10: Khi nguồn âm phát với tần số f cường độ âm chuân 10 12 (W/m 2) mức cường độ âm điểm M cách nguồn khoảng r 40 dB Giữ nguyên công suất phát thay đổi f để cường độ âm chuẩn 10 −11 (W/m2) M, mức cường độ âm A 30 dB B 60 dB C 40 dB D 20 dB Bài 11: Một mức cường độ âm tăng thêm 30 dB Hỏi cường độ âm tăng lên gấp lần? A 1000 B 300 C 100 D 10000 Bài 12: Cường độ âm tăng 100 lần thỉ mức cường độ âm tăng dB? A 10 dB B 20 dB C 30 dB D 40 dB 20 Bài 13: Trong thí nghiệm dùng nguồn âm giống Tại N đặt nguồn phát sóng âm đến M M ta đo mức cường độ âm 30 dB Nếu M đo mức cường độ âm 40 dB N ta phải đặt tổng số nguồn âm giống A 20 nguồn B 50 nguồn C nguồn D 40 nguồn Bài 14: Tại N có nguồn âm nhỏ phát sóng âm đến M M ta đo mức cường độ âm 30dB Nếu M đo mức cường độ âm 50dB N ta phải đặt tổng số nguồn âm giống là: A 20 nguồn B 50 nguồn C 10 nguồn D 100 nguồn Bài 15: Tại điểm nghe đồng thời hai âm tần số: âm truyền tới có mức cường độ 75 dB âm truyền tới có mức cường độ 65 dB Mức cường độ âm toàn phần điểm A 10 dB B 75,41 dB C 140 dB D 70 dB Bài 16: Một sóng âm có dạng hình cầu phát từ nguồn có công suất W Giả sử lượng phát bảo toàn Cường độ âm điểm cách nguồn 1,0 m A 0,8 (W/m2) B 0,018 (W/m2) C 0,013 (W/m2) D 0,08 (W/m2) Bài 17: Bạn đứng trước nguồn âm khoảng d Nguồn phát sóng âm theo phương Bạn 50,0 m lại gần nguồn thấy cường độ âm tăng lên gấp đơi Tính khoảng cách d A 42 m B 299 m C 171 m D 10000 m Bài 18: Một nguồn điểm O phát sóng âm có cơng suất khơng đổi mơi trường truyền âm đẳng hướng không hấp thụ âm Hai điểm A, B cách nguồn âm r r2 Biết cường độ âm A gấp lần cường độ âm B Tỉ số r2/r1 A B 0,5 C 0,25 D Bài 19: Một nguồn âm điểm phát sóng âm vào khơng khí tới hai điểm M, N cách nguồn âm 10 m 20 m Gọi a M, aN biên độ dao động phần tử vật chất M N Coi môi trường hồn tồn khơng hấp thụ âm Giả sử nguồn âm môi trường đẳng hướng Chọn phương án A aM = 2aN B aM = aN C aM = 4aN D aM = aN Bài 20: Một dàn loa có cơng suất 10 W hoạt động hết công suất, phát âm đẳng hướng Cho cường độ âm chuẩn 10 −12 (W/m2) Bỏ qua hấp thụ phản xạ âm môi trường Mức cường độ âm điểm cách loa 2,0 m A 113 dB B 26,0 dB C 110 dB D 119dB Bài 21: Công suất âm cực đại máy nghe nhạc gia đình 10 W Cho rằng, truyền khoảng cách m lượng âm giảm 5% so với lần đầu hấp thụ môi trường truyền âm Cho biết cường độ âm chuẩn 10 −12 (W/m2) Nếu mở to hết cỡ mức cường độ âm khoảng cách m A 89 dB B 98 dB C 107 dB D 102 dB Bài 22: Tại điểm A nằm cách xa nguồn âm O (coi nguồn điểm) khoảng 1,5 m, mức cường độ âm 90 dB Cho biết cường độ âm chuẩn 10 −12 (W/m2) Giả sử nguồn âm môi trường đẳng hướng Tính cơng suất phát âm nguồn O A, 12,4 mW B 12,5 mW C 28,3 mW D 12,7 mW Bài 23: Nguồn điểm O phát sóng âm đẳng hướng không gian Ba điểm O, A, B nằm phương truyền sóng (A, B phía so với O, AB = 70 m) Điểm M điểm thuộc AB cách O khoảng 60 m có mức cường độ âm 90 dB Năng lượng sóng âm giới hạn mặt cầu tâm O qua A B, biết vận tốc truyền âm khơng khí 340 m/s, mơi trường khơng hấp thụ âm cường độ âm chuẩn 10−12 (W/m2) A 5256 (J) B 16299 (J) C 9,314(J) D 10,866 (J) 21 Bài 24: Nguồn điểm S phát sóng âm đẳng hướng không gian điểm S, A, B nằm phương truyền sóng (A, B phía so với S, AB = 61,2 m) Điểm M trung điểm AB cách S khoảng 50 m có cường độ âm 0,2 W/m Năng lượng sóng âm giới hạn mặt cầu tâm S qua A B, biết vận tốc truyền âm khơng khí 340 m/s mơi trường khơng hấp thụ âm A 1131 (J) B 525,6 (J) C 5652 (J) D 565,2 (J) Bài 25: Mức cường độ âm điểm A trước loa khoảng m 70 dB Các sóng âm loa phát phân bố theo hướng Cho biết cường dộ âm chuẩn 10 −12 (W/m2) Coi mơi trường hồn tồn khơng hấp thụ âm Hãy tính cường độ âm loa phát điểm B năm cách m trước loa Bỏ qua hấp thụ âm khơng khí phản xạ âm A 10−5 (W/m2) B 10−4(W/m2) C 10−3 (W/m2) D 4.10−7 (W/m2) Bài 26: Nguồn âm S phát âm có cơng suất P khơng đổi, truyền đẳng hướng phương Tại điểm A cách S đoạn lm, mức cường độ âm 70 dB Điểm B cách nguồn 10 m có mức cường độ âm là: A 40 dB B 45dB C 50 dB D 55 dB Bài 27: Một nguồn âm điểm N phát âm theo hướng Tại điểm A cách N 10 m có mức cường độ âm L0 (dB) điểm B cách N 20 m mức cường độ âm A L0 − 4(dB)° B 0,25L0 (dB) C 0,5L0 (dB) D L0 −6 (dB) Bài 28: Tại nơi cách nguồn âm điểm đẳng hướng 20m có mức cường độ âm 30dB Bỏ qua tắt dần âm Mức cường độ âm điểm cách nguồn 10m là: A 56 dB B 57 dB C 36 dB D 59 dB Bài 29: Tại điểm O môi trường đẳng hướng, không hấp thụ âm, có 20 nguồn âm điểm, giống với cơng suất phát âm khơng đổi Tại điểm A có mức cường độ âm 20 dB Để trung điểm M đoạn OA cho OM = OA/k Tại O đặt thêm 30 nguồn âm giống mức cường độ â M 40dB Giá trị k A B 10 / C D 25 Bài 30: Tại điểm O môi trường đẳng hướng, khơng hấp thụ âm, có 20 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 40 dB số nguồn âm giống nguồn âm cần đặt thêm O A 480 B 30 C 500 D 20 Bài 31: Mức cường độ âm điểm A trước loa khoảng m 70 dB Các sóng âm loa phát sóng cầu Một người đứng trước loa 100 m bắt đầu khơng nghe âm loa phát Cho biết cường độ chuẩn âm 10−12 (W/m2) Bỏ qua hấp thụ âm khơng khí phản xạ âm Hãy xác định ngưỡng nghe tai người (theo đơn vị W/m2) A 10−8 (W/m2) B 10−9(W/m2) C 10−10 (W/m2) D 10−11 (W/m2) Bài 32: Âm đàn gita có chu kì (ms) Trong tần số sau tần số KHÔNG phải hoạ âm đàn A 1200 Hz B 1000 Hz C 1500 Hz D 5000 Hz Bài 33: Một dây đàn hai đầu cố định dài 1,5 m, dao động phát âm Tốc độ sóng dây 250 m/s Chọn phương án SAI A Tần số âm 83,3 Hz B Chu kì hoạ âm bậc 6.10−3 s C Bước sóng hoạ âm bậc m D Tần số hoạ âm bậc 130 Hz Bài 34: Một dây đàn viôlon hai đầu cố định, dao động, phát âm ứng với nốt nhạc la có tần số 440 Hz Tốc độ sóng dây 250 m/s Hỏi độ dài dây bao nhiêu? 22 A 0,42 m B 0,28 m C 10 m D 0,36 m Bài 35: Một dây đàn phát âm có tần số 400 Hz hoạ âm có tần số 800 Hz, tai người nghe âm có tần số A 400 Hz B 600 Hz C 1200 Hz D 800 Hz Bài 36: Một sáo (kín đầu, hở đầu) phát âm nốt nhạc La tần số 440,0 Hz Tần số nhỏ họa âm sáo phát A 1320 Hz B 880,0 Hz C 1760 Hz D 440,0 Hz Bài 37: Trong ống thẳng, dài m, hai đầu hở, tượng sóng dừng xảy với âm có tần số f Biết ống có nút sóng tốc độ truyền âm 330 m/s Tần số f có giá trị A 165 Hz B 330 Hz C 495 Hz D 660 Hz Bài 38: Một ống sáo dài 80 cm, hở đầu, tạo sóng dừng ống sáo với âm cực đại đầu ống, khoảng ống sáo có nút sóng Bước sóng âm A 80 cm B 40 cm C 160 cm D 120 cm Bài 39: Một âm thoa nhỏ đặt miệng ống khơng khí hình trụ AB, chiều dài 75 cm Khi âm thoa dao động ta thấy ống có sóng dừng ổn định với bước sóng 12 cm Biết với ơng khí đầu B nút sóng, đầu A bụng sóng Số nút sóng phần hai đầu A, B A 12 B 13, C 14 D 15 Bài 40: Một âm thoa phát tần số 440 Hz, đặt sát miệng bình trụ đựng nước có mực nước cách miệng bình cho âm phát từ miệng bình to Tốc độ truyền âm khơng khí 330 m/s Hỏi cần rót thêm vào bình cột nước có chiều cao tối thiểu âm hở nên nhỏ nhất? A 37,5 cm B 27,5 cm C 18,75 cm D.17,85 cm Bài 41: Mực nước ống thuỷ tinh đặt thẳng đứng, chiều dài 1,0 m điều chỉnh vị trí ống Một âm thoa dao động với tần số 680 Hz đặt đầu hở ống Tốc độ truyền âm khơng khí 340 m/s Hỏi mực nước vị trí nghe âm phát to nhất? Chọn phương án sai A 0,825 m B 0,875 m C 0,625 m D 0,125m Bài 42: Một âm thoa có tần số 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 khuyếch đại lên mạnh, biết tốc độ truyền âm khơng khí từ 300 m/s đến 350 m/s Hỏi đổ thêm nước vào ống nghiệm có thêm vị trí mực nước cho âm khuyếch đại mạnh? A B C D.4 Bài 43: Cho ống trụ chứa nước, dùng âm thoa tạo dao động Âm miệng ống to hai lần liên tiếp ứng với khoảng cách từ miệng ống đến mặt nước 75 mm 25 mm Biết tốc độ truyền âm khơng khí 340 m/s Tần số âm A 3400 Hz B 3300 Hz C 3500 Hz D 3600 Hz Bài 44: Một ống thuỷ tinh bên có pit tơng dịch chuyển ống Ở miệng ống người ta đặt âm thoa tạo sóng âm lan truyền vào ống với tốc độ 340 m/s, ống xuất sóng dừng nghe âm miệng ống rõ Người ta dịch chuyển pit tông đoạn 40 cm ta lại nghe âm rõ lần thứ hai Tần số âm thoa có giá trị A 272 Hz B 212,5 Hz C 850 Hz D 425 Hz Bài 45: Đặt âm thoa phía miệng hình trụ rót nước vào ống cách từ từ người ta nhận thấy âm phát nghe to khoảng cách từ mặt chất lỏng ống 23 đến miệng ống nhận hai giá trị liên tiếp h = 25 cm h2 = 75 cm Hãy xác định tần số f âm thoa tốc độ truyền âm khơng khí 340 m/s? A 272 Hz B 340 Hz C 850 Hz D 425 Hz Bài 46: Một sóng âm có tần số 320 Hz truyền từ miệng ống thẳng đứng có chứa nước Mực nước điều chỉnh từ từ cho tượng sóng dừng với âm nghe to tạo nên liên tiếp ứng với mực nước 20 cm 70 cm Tốc độ truyền âm ống A 293 m/s B 271 m/s C 320 m/s D 311 m/s 1.D 11.A 21.D 31.B 41.A 2.D 12.B 22.C 32.B 42.A 3.A 13.D 23.C 33.D 43.A 4.A 14.D 24.A 34.B 44.D 5.C 15.B 25.D 35.A 45.B 6.A 16.D 26.C 36.A 46.C 7.B 17.C 27.D 37.A 8.A 18.D 28.C 38.A 9.B 19.A 29.C 39.A 10.A 20.A 30.A 40.C IV Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục Khi sử dụng đề tài vào tiết tập, kết cho thấy tất học sinh áp dụng đề tài hứng thú, say sưa việc xây dựng phương pháp giải đề xuất toán, dạng toán để giáo viên giải Tôi nhận thấy em học sinh hứng thú việc phát giải vấn đề, qua cịn rèn luyện cho em phương pháp nghiên cứu khoa học Trong q trình giảng dạy tơi thực nghiệm với đối tượng học sinh lớp 12 , năm học 2020 – 2021 Kết thu từ kiểm tra 45 phút sau: Chấtlượng Lớp Điểm loại khá, giỏi Điểm loại trunh bình Điểm loại yếu 12 A1 85% 15% 0% Đối chứng kết thu so với việc không dạy học theo chủ đề năm trước việc áp dụng đề tài cho thấy hiệu việc sử dụng đề tài khả quan V Kết luận, kiến nghị Kết luận Việc giao tập nhà cho học sinh nghiên cứu giúp học sinh có thái độ tích cực, tự giác tìm lời giải cho toán Đến tiết tập, giáo viên tổ chức hướng dẫn học sinh trình bày giải chi tiết, nhiều em tham gia giải tập, kích thích khả độc lập, sáng tạo học sinh Giúp em có nhìn tổng quan phương pháp giải tập Vật lý nói chung tập liên quan đến sóng âm nói riêng Tạo hứng thú say mê học tập mơn Vật lý Từ phát huy khả tự giác, tích cực 24 học sinh, giúp em tự tin vào thân gặp tốn mang tính tổng qt Đó mục đích mà đặt Kiến nghị Với sở GD ĐT cần tổ chức lớp tập huấn viết sáng kiến kinh nghiệm, giúp giáo viên tập hợp kinh nghiệm hay cách hệ thống khoa học Từ nhân rộng kinh nghiệm ngành Xác nhận thủ trưởng đơn vị Thanh Hóa, ngày tháng năm 2021 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Người thực Dương Văn Năng 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1/ Sgk Vật lí 12 CB - Nguyễn Thế Khôi 2/ Sách BTVL 12 3/ Giải tốn Vật lí 12 tập – Bùi Quang Hân 4/ Các dạng đề trắc nghiệm Vật Lí 12 – Lê Gia Thuận 5/ Phân dạng hướng dẫn giải tốn Sóng Học – Lê Văn Thơng 6/ Nắm trọn kiến thức mơn Vật lí – Đỗ Ngọc Hà 26 DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đà ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN TT Tên SKKN Cấp đánh giá xếp loại Kết đáng giá xếp loại Năm đánh giá xếp loại Giải dạng tốn tìm số cực đại cực tiểu tốn giao thoa sóng Sở GD&ĐT C 2011-2012 Phân loại phương pháp giải tập sóng dừng Sở GD&ĐT C 2016-2017 27 ... chất rắn sóng dọc sóng ngang) + Sóng âm nghe (âm thanh) có tần số nằm khoảng từ 16 Hz đến 20000 Hz + Sóng âm có tần số nhỏ 16 Hz gọi sóng hạ âm Sóng âm có tần số lớn 20000 Hz gọi sóng siêu âm Tai... tạo sóng âm sóng âm phát truyền khơng khí là: A Âm mà tai người nghe B sóng ngang C Hạ âm D siêu âm Bài 4: Người ta gõ vào thép nghe thấy âm phát ra, quan sát thấy hai điểm gần phương truyền sóng. .. ms Âm thép phát A âm mà tai người nghe B nhạc âm C hạ âm D siêu âm Hướng dẫn * Sóng âm nghe sóng học có tần số khoảng từ 16 Hz đến 20000 Hz * Sóng có tần số lớn 20000 Hz gọi sóng siêu âm * Sóng