Khi rót nước vào ống một cách từ từ, người ta nhận thấy âm thanh phát ra nghe to nhất khi khoảng cách từ mặt chất lỏng trong ống đến miệng trên của ống nhận hai giá trị liên tiếp là h 1 [r]
(1)BÀI TẬP VỀ SÓNG ÂM Câu Hai điểm M và N nằm cùng phía nguồn âm , trên cùng phương truyền âm có LM = 30 dB , LN = 10 d B Nếu nguồn âm đó dặt M thì mức cường độ âm N đó là A 12 B7 C9 D 11 Giải: Gọi P là công suất nguồn âm M O N IM IN LM =10lg I LN =10lg I IM IM LM – LN = 10 lg I N = 20 dB > I N = 102 = 100 IM RN P P 2 IM = πR M ; IN = πR N ; -> I N = R M = 100 > RNM = RN – RM = 0,9RN Khi nguồn âm đặt M I 'N P P IN 2 L’ =10lg I với I’ = πR NM = π 0,81 R N = 0,81 N I 'N L’N =10lg I0 N = 10lg( 0,81 IN I0 RN R M =10 -> R = 0,1R M N ) = 10lg 0,81 + LN = 0,915 +10 = 10,915 11 dB Đáp án D Câu Tại điểm nghe đồng thời hai âm: am truyền tới có mức cường độ âm là 65dB, âm phản xạ có mức cường độ âm là 60dB Mức cường độ âm toàn phần điểm đó là? A 5dB B 125dB C 66,19dB D 62,5dB Giải: Gọi I1 và I2 là cường độ âm tới và âm phản xạ điểm đó Khi đó cường độ âm toàn phần là I = I1 + I2 I1 lg I0 lg I0 I2 = 6,5 > I1 = 106,5I0 = 6, > I2 = 106I0 I 1+ I -> L = 10lg I0 = 10lg(106,5 + 106) = 66,19 dB Chọn đáp án C Câu Cho điểm A, B, C thẳng hàng, theo thứ tự xa dần nguồn âm Mức cường độ âm A, B, C là 40dB; 35,9dB và 30dB Khoảng cách AB là 30m và khoảng cách BC là A 78m B 108m C 40m D 65m Giải: O A B C Giả sử nguồn âm O có công suât P P I = πR (2) IA RB LA - LB = 10lg I B = 4,1 dB > 2lg R A = 0,41 > RB = 100,205RA IA RC LA – LC = 10lg I C = 10 dB > 2lg R A = > RC = 100,5 RA RB – RA = ( 100,205 – 1) RA = BC = 30m -> RA = 49,73 m RC – RB = (100,5 – 100,205) RA > BC = (100,5 – 100,205) 49,73 = 77,53 m 78 m Chọn đáp án A Câu 4: Trong hợp ca, coi ca sĩ hát với cùng cường độ âm và coi cùng tần số Khi ca sĩ hát thì mức cường độ âm là 68 dB Khi ban hợp ca cùng hát thì đo mức cường độ âm là 80 dB Số ca sĩ có ban hợp ca là A 16 người B 12 người C 10 người D 18 người Giải: gọi số ca sĩ là N =, cường độ âm ca sĩ là I NI LN – L1 = 10lg I = 12 dB -> lgN = 1,2 -> N = 15,85 = 16 người Chọn đáp án A Câu Tại O có nguồn phát âm đẳng hướng với công suất ko đổi.1 người từ A đến C theo đường thẳng và lắng nghe âm từ nguồn O thì nghe thấy cường độ âm tăng từ I đến 4I lại giảm xuống I Khoảng cách AO bằng: A.AC (căn2)/2 B.AC (căn 3)/3 C.AC/3 D.AC/2 C Giải: Do nguồn phát âm đẳng hướng Cường độ âm điểm cách nguồn âm R P I = πR Giả sử người từ A qua M tới C M O -> IA = IC = I > OA = OC IM = 4I > OA = OM Trên đường thẳng qua AC IM đạt giá trị lớn nhất, nên M gần O > OM vuông góc với AC và là trung điểm AC AO2 = OM2 + AM2 = > AO AC + 4 A -> 3AO2 = AC2 AC √ 3 AO = , Chọn đáp án B Câu Trên sợi dây đàn dài 65cm sóng ngang truyền với tốc độ 572m/s Dây đàn phát bao nhiêu hoạ âm (kể âm bản) vùng âm nghe ? A 45 B 22 C 30 D 37 Giải: λ l=n v = n 2f v -> f = n 2l = 440n ≤ 20000Hz -> ≤ n ≤ 45 Chọn đáp án A Câu Một người đứng hai loa A và B Khi loa A bật thì người đó nghe âm có mức cường độ 76dB Khi loa B bật thì nghe âm có mức cường độ 80 dB Nếu bật hai loa thì nghe âm có mức cường độ bao nhiêu? (3) I1 Giải: L1 = lg I -> I1 = 10L1I0 = 107,6I0 I2 L1 = lg I -> I2 = 10L2I0 = 108I0 I 1+ I I0 L = lg = lg(107,6 + 108) = lg139810717,1 = 8,1455 B = 81,46dB Câu Hai nguồn âm O1,O2 coi là hai nguồn điểm cách 4m, phát sóng kết hợp cùng tần số 425 Hz, cùng biên độ cm và cùng pha ban đầu không (tốc độ truyền âm là 340 m/s) Số điểm dao động với biên độ 1cm khoảng O1O2 là: A 18 B C D 20 Giải: Bước sóng: λ = v/f = 340/425 = 0,8m Xét điểm M trên O1O2 dao động với biên độ cực đại O1M = d1; Trên O1O2 có sóng dừng với O1 và O2 là nút M là bụng sóng d1 =(2n+1) =(2n+1).0,2 < d1 = 0,2(2n+1) < ≤ n ≤ : có 10 điểm dao động với biên độ cực đai 2cm Số điểm dao động với biên độ 1cm khoảng O1O2 là:10 x = 20 Chọn đáp án D O1 O2 Câu 9: Hai điểm A, B nằm trên cùng đường thẳng qua nguồn âm và hai phía so với nguồn âm Biết mức cường độ âm A và trung điểm AB là 50 dB và 44 dB Mức cường độ âm B là A 28 dB B 36 dB C 38 dB D 47 dB Giải: Cường độ âm điểm cách nguồn âm khoảng R P I = πR Với P là công suất nguồn R 2M IA IM = A IA R 2M R 2A ; L – L = 10lg I M A M = 10lg R A O M R 2M = > R 2A =100,6 -> R B −R A M là trung điểm AB, nằm hai phía gốc O nên: RM = OM = B RM RA = 100,3 (4) RB RB = RA + 2RM = (1+2.100,3)RA -> IA IA RB RA = (1+2.100,3)2 RB 2 = R A ; LA - LB = 10lg I B = 10lg R A = 20 lg(1+2.100,3) = 20 0,698 = 13,963 dB LB = LA – 13,963 = 36,037 dB 36 dB Chọn đáp án B IB Câu 10 Một nguồn âm coi là nguồn điểm phát sóng cầu và môi trường không hấp thụ 2 âm.Tại vị trí sóng âm biên độ 0,12mm có cường độ âm điểm đó 1,80Wm Hỏi vị trí sóng có biên độ 0,36mm thì có cường độ âm điểm đó bao nhiêu ? 2 2 2 2 A 0, 60Wm B 2, 70Wm C 5, 40Wm D 16, 2Wm Giải: Năng lượng sóng âm tỉ lệ với bình phương biên độ sóng âm W1 a12 Với a1 = 0,12mm; W2 a22 Với a2 = 0,36mm; ƯW a22 = =9 ƯW a21 Năng lượng sóng âm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách đến nguồn phát ƯW R = ƯW R P = I1S1 với S1 = 4R12 ; R1 là khoảng cách từ vị trí đến nguồn âm P = I2S2 Với S2 = 4R22 ; R1 là khoảng cách từ vị trí đến nguồn âm I R21 a 22 = = =9 ⇒ I =9 I I R22 a 21 = 16,2W/m2 Chọn đáp án D Câu 11: Một máy bay bay độ cao 100 m, gây mặt đất phía tiếng ồn có mức cường độ âm L = 130 dB Giả thiết máy bay là nguồn điểm Nếu muốn giảm tiếng ồn xuống mức chịu đựng là L’ = 100 dB thì máy bay phải bay độ cao A 1300 m B 4312 m C 316 m D 3162 m Giải: Gọi P là công suát nguồn âm máy bay phát P P I I 2 Ta có L – L’ = lg I ' = B Với I = πh ; I’ = πh' ; -> I ' h' I I ' = 103 -> h2 √ = h' h2 = 103 -> h’ = h 10 = 3162m Đáp án D Câu 12: Đặt âm thoa phía trên miệng ống hình trụ Khi rót nước vào ống cách từ từ, người ta nhận thấy âm phát nghe to khoảng cách từ mặt chất lỏng ống đến miệng trên ống nhận hai giá trị liên tiếp là h =75cm và h2 = 25cm Tần số dao động âm thoa là f = 340Hz Tốc độ truyền âm không khí là A 310m/s B 338m/s C 340m/s D 342m/s (5) Giải: Âm phát nghe to miệng ống là bụng sóng còn mặt nước là nút λ λ h1 = (2n1+1) ; h2 = (2n2+1) với n2 = n1 -1 h1 n1 +1 2n +1 h2 = n2 +1 = n1 −1 = -> n = 1 h1 Bước sóng = n1 +1 = 100cm = 1m Tốc độ truyền âm không khí v = f = 340m/s Đáp án C Câu 13: Một nguồn âm P phát âm đẳng hướng Hai điểm A, B nằm cùng trên phương truyền sóng có mức cường độ âm là 40dB và 30dB Điểm M nằm môi trường truyền sóng cho ∆AMB vuông cân A Xác định mức cường độ âm M? A 37,54dB B 32,46dB C 35,54dB D 38,46dB Giải: Gọi P là công suất nguồn âm OA = R; OB = RB = R + r ; AB = AM = r OM = RM M RM2 = R2 + r2.(*) IA IB IM L = 10lg I ; L = 10lg I ; L = 10lg I A Với I = P πR2 B M O IA IB LA - LB = 10lg I -10lg I IA R2B = 10lg I B = 10lg R A R2B LA - LB = 10dB >10lg R A = 10 -> R A =10 > RB2 = 10RA2 R2B (R + r)2 = 10R2 > r2 +2rR – 9R2 = > r = R( RM2 = R2 + r2 = R2( 12 - R 2M √ 10 √ 10 A B - 1) (**) ) RM 2 LA – LM = 10lg R A =10lg R =10lg(12-2 √ 10 ) = 7,54 dB -> LM = LA – 7,54 = 32,46 dB Chọn đáp án B Câu 14 Hai loa nhỏ giống hết đặt cách AB = 2,5 (m) âm phát theo hướng cùng pha có bước sóng 1, 00( m) M là điểm không nghe âm hai loa Cho MA = 3,5 (m) và MB > MA Khoảng cách ngắn từ điểm M đến B có thể là: A MBmin = 4,25 m B MBmin = m C MBmin = 3,7 m D MBmin = 4,5 m λ Giải: Tại M không nghe âm nên MB – MA = (2k + 1) = 0,5(2k +1) = k + 0,5 (m) MB = MA + k + 0,5 = + k > MBmin = m k = (vì MB > MA = 3,5m) Chọn đáp án B (6) Câu 15: Ba điểm O, M, N cùng nằm trên nửa đường thẳng xuất phát từ O Tại O đặt nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng không gian, môi trường không hấp thụ âm Mức cường độ âm M là 70 dB, N là 30dB Nếu chuyển nguồn âm đó sang vị trí M thì mức cường độ âm trung điểm MN đó là A 36,1 dB B 41,2 dB C 33,4 dB D 42,1 dB Giải: Gọi P là công suất nguồn âm P O M H I = πR IM ON LM – LN = lg I N = lg( OM )2 = – = 30,62 ON lg OM = 1,5 -> ON = 31,62 OM -> MN = ON – OM = ON(1- 31,62 ) = ON 31,62 IH MN I ' N = lg( MH )2 = 2lg2 = 0,602B (*) LH – L’N = lg I 'N 31,62 ON L’N – LN = lg I N = lg( MN )2 = 2lg 30,62 = 0,028B ->L’N = LN + 0,028 = 3,028 B (**) LH = 3,028 + 0,602 = 3,63 B = 36,3 dB Đáp án A √ F m , với F là lực căng dây, m là khối lượng Câu 16 : Vận tốc truyền sóng trên dây đàn là v = đơn vị dài dây Một dây đàn thép có đường kính d = 0,4mm, chiều dài l = 50 cm, khối lượng riêng thép là D = 7800 kg/m3 Lực căng dây để âm mà nó phát là nốt đô có tần số 256Hz là A 29,3 N B 32,7N C 64,2N D 128,0N 2 VD πd πd Giải: Ta có m = l = D ( V = Sl = l) Âm mà sóng trên dây phát là nốt đô có tần số 256Hz ứng với bước sóng dài λ trên dây = l -> = 2l = 1m > Vận tốc truyền sóng trên dây: v = f = 256 m/s −8 F πd 3,14,16.10 m > F = mv2 = Dv2 = Từ v = 7,8.103 2562 = 64,2N Đáp án C √ Câu 17 Một dơi bay vuông góc với tường và phát sóng siêu âm có tần số f = 45kHz Con dơi nghe hai âm có tần số f1 và f2 là bao nhiêu? Biết vận tốc truyền âm không khí là V = 340m/s và vận tốc dơi là u = 6m/s A 46,6.104 Hz và 43,7104 Hz B 43,7.104 Hz và 46,6.104 Hz C 46,6.103 Hz và 43,7103 Hz D 43,44.103 Hz và 46,6.103 Hz Giải: Dơi nghe hai âm có tần số f1 sóng tới từ nguồn âm và tần số f2 sóng phản xạ từ tường * Tần số f1: Cả nguồn âm và máy thu cùng chuyển động có hướng xa nhau: N (7) v−u v f1 = v v−u 334 v +u f = v +u f = 346 45.103 Hz = 43,44.103Hz * Tần số f2 Tần số sóng phản xạ từ tường là f’2 nguồn âm chuyển động và tường đứng yên: v f’2 = v−u f ( nguồn âm chuyển động lại gần tường đứng yên) v +u v +u 346 v f’2 = v−u f = 334 45.103 Hz = 46,6.103Hz Dơi nghe âm có tần số f2 = f1 = 43,44.103Hz và f2 = 46,6.103Hz Đáp án D Có sai số ? Câu 18: Một sóng âm có tần số 100 (Hz) truyền hai lần từ điểm A đến điểm B Lần thứ tốc độ truyền sóng là v1 = 330 m/s, lần thứ hai nhiệt độ tăng lên nên tốc độ truyền sóng là v2 = 340 m/s Biết hai lần thì số bước sóng hai điểm là số nguyên kém bước sóng Khoảng cách AB A 112,2 m B 150 m C 121,5 m D 100 m Giải: Gọi AB = l; k1 và k2 là số bước sóng lần thứ và lần thứu hai Bước sóng các lần truyền: 1 = v1/f = 3,3m; 2 = v2/f = 3,4m l = k11 = k22 Do 1 < 2 nên k2 = k1 -1 -> 3,3k1 = 3,4(k1 – 1) -> k1 = 34 Do đó AB = 3,3 x 34 = 112,2 m Chọn đáp án A Câu 19 Cột khí ống thuỷ tinh có độ cao l có thể thay đổi nhờ điều chỉnh mực nước ống Đặt âm thoa trên miệng ống thuỷ tinh đó Khi âm thoa dao động, nó phát âm bản, ta thấy cột khí có sóng dừng ổn định Khi độ cao cột khí nhỏ l0= 13cm ta nghe âm to nhất, biết đầu A hở là bụng sóng, đầu B là nút, tốc độ truyền âm là 340m/s Tần số âm âm thoa phát là: A 563,8Hz B 658Hz C 638,8Hz D 365,8Hz Đây là BT thầy Vũ Hoàng Nhờ thầy, cô giải chi tiết giúp em! Em xin chân thành cảm ơn! Giải: Khoảng cách từ bụng sóng đến nút liền kề là /4 Do đó l0 = /4 = 13cm -> Bước sóng = 52 cm = 0,52m Suy f = v/ = 340/0,52 = 638,8 Hz Chọn đáp án C A l0 /4 Câu 20: Khi truyền âm từ không khí vào nước, kết luận nào không đúng? A Tần số âm không thay đổi B Vận tốc âm giảm C Vận tốc âm tăng D Bước sóng thay đổi Vận tốc âm không khí < vận tốc âm chất lỏng < c=vận tốc âm chất rắn Chọn đáp án B B Câu 21: Từ đại bác, viên đạn bắn lên với vận tốc v0 = 400 m/s theo hướng chếch với phương ngang góc = 600 Đạn rơi xuống mặt đất điểm cùng độ cao với nơi bắn và nổ đó Bỏ qua sức cản không khí, tốc độ truyền âm không khí là v = 340 m/s, (8) lấy g = 9,81 m/s2 Người pháo thủ nghe tiếng đạn nổ sau khoảng thời gian là A 112 s B 121 s C 132 s D 88 s Giải: v sin α 400 sin 60 9, 81 = g Thời gian từ lúc bắn đến đạn nổ: t1 = = 70,624s Khoảng cách từ nơi bắn đến nơi đạn nổ; S = v0cos t1 = 14124,8m Thời gian từ đạn nổ đến nghe âm là t2 = S/v = 41,544s Người pháo thủ nghe tiếng đạn nổ sau khoảng thời gian là t = t1 + t2 = 112,17s = 112s Đáp án A (9)