A. Nhận biết:
Câu 34. Chọn các kết luận đúng về sóng dừng:
A. Sóng dừng là sóng có các nút và các bụng cố định trong không gian. Khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liên tiếp đều bằng nửa bớc sóng (λ/2).
B. Muốn có sóng dừng với hai điểm nút ở hai đầu dây AB thì chiều dài l của dây phải bằng một số nguyên lần nửa bớc sóng:
2
λ
k
l = với k = 1,2,3...
C. Muốn có sóng dừng với một điểm nút ở đầu này và một bụng ở đầu kia của dây AB thì chiều dài của dây phải bằng
22 2 1λ + = k l với k = 1, 2, 3... D. A, B và C đúng.
* Mục đích kiểm tra học sinh về điều kiện để có sóng dừng.
* Học sinh chỉ cần nhớ đợc điều kiện để có sóng dừng trong các trờng hợp dây có một đầu cố định, một đầu để tự do sẽ chọn đợc đáp án đúng là D, nếu chỉ nhớ định nghĩa sẽ chọn phơng án A; còn nếu nhớ không chính xác sẽ chỉ chọn B, C.
Câu 35. Khi có sóng dừng, khoảng cách giữa hai nút sóng kế tiếp trên dây đợc xác định bởi biểu thức : A. Δd = 2 λ ; B. Δd = λ C. Δd = 4 λ ; D. Δd = 3 2 λ .
*Mục đích kiểm tra trình độ nhận biết kiến thức:
+Công thức tính khoảng cách hai nút sóng trên dây khi có sóng dừng .
*Học sinh cần nắm đợc công thức xác định khoảng cách từ một nút trên dây đến một đầu dây là nút bằng dN =
2
kλ
so với đầu dây cố định, từ đó suy ra khoảng cách hai nút liên tiếp bằng
2
λ và chọn đáp án đúng là A, nếu không nhớ
sẽ chọn đáp án B, C, D.
Câu 36. Khi có sóng dừng, khoảng cách giữa một nút sóng và một bụng sóng kế tiếp trên dây đợc xác định bởi biểu thức :
A. Δd = λ B. Δd = 3 4 λ ; C. Δd = 4 λ ; D. Δd = 2 λ .
*Mục đích kiểm tra kiến thức về khoảng cách giữa một nút và một bụng kế tiếp khi trên dây có sóng dừng.
*Học sinh cần nắm đợc: Khoảng cách hai nút liên tiếp bằng λ/2, bụng sóng nằm ở chính giữa khoảng cách hai nút nên chọn đáp án đúng là C, nếu không công thức xác định vị trí bụng và nút sẽ chọn A, không đọc kỹ đầu bài sẽ chọn B, còn nếu nhầm với khoảng cách hai nút sẽ chọn D.
B. Hiểu:
Câu 37. Khi lên dây đàn:
1) vận tốc truyền sóng của âm cơ bản thay đổi nh thế nào?
2) vận tốc truyền sóng của âm cơ bản và hoạ âm 2 bằng nhau hay khác nhau? A. 1) Tăng. 2) Khác nhau. B. 1) Tăng. 2) Bằng nhau. C. 1) Giảm. 2) Bằng nhau. D. 1) Không đổi. 2) Bằng nhau.
*Mục đích kiểm tra trình độ hiểu của học sinh về vận tốc truyền sóng trên dây đàn khi dây phát ra âm cơ bản và các hoạ âm phụ thuộc vào lực căng dây.
*Học sinh cần nắm đợc vận tốc truyền sóng trên dây tỉ lệ với căn bậc hai của lực căng dây và khi dây đàn phát ra âm cơ bản thì đồng thời phát ra các hoạ âm có tần số bằng số nguyên lần tần số của hoạ âm .Vậy khi lên dây đàn thì lực căng dây tăng do đó vận tốc sóng tăng, mà 1 2 1 2 2
1 21 2 1 1 2 1 2. 2 2 2 2 v v v l v v f f f λ λ = = ⇒ = = ⇒ =
Đáp án đúng là B, nếu không nhớ khi dây đàn phát ra hoạ âm 2 thì trên dây có hai bó sóng sẽ chọn A, nếu nhầm vận tốc sóng giảm khi lực căng dây tăng sẽ
chọn C, không nhớ vận tốc sóng phụ thuộc vào lực căng dây sẽ chọn đáp án D.
Câu 38. Đặt một âm thoa trên miệng ống thuỷ tinh có chiều cao cột khí thay đổi đợc nhờ thay đổi mực nớc trong ống. Khi âm thoa dao động, nó phát ra âm cơ bản, trong cột không khí có sóng dừng ổn định.
1) Chiều dài l của cột khí trong ống có giá trị nh thế nào để âm ở miệng ống nghe to nhất?
2) Giữa hai lần cực đại liên tiếp thì l chênh lệch một lợng bao nhiêu?
A. 1) . 4 k 2 λ + λ 2) . 2 λ B. 1) 2 k λ + λ 2)λ. C. 1) . 2 kλ 2) . 2 λ D. 1) kλ 2)λ. (k nguyên)
*Mục đích kiểm tra kiến thức về điều kiện để có sóng dừng xảy ra trong cột không khí có một đầu kín , một đầu hở .
*Học sinh cần nắm đợc điều kiện xảy ra sóng dừng trong cột không khí với mặt nớc là nút sóng, miệng ống là bụng sóng : l = .
4 k 2
λ+ λ ( k = 0,1,2..), từ đó xác
định đợc khoảng cách hai cực đại liên tiếp bằng
2
λ , đáp đúng là A. Nếu nhớ
nhầm công thức (l =
2 k
λ + λ) sẽ chọn B, hoặc nhầm giữa điều kiện có sóng dừng l
mà một đầu là nút, một đầu là bụng với hai đầu là nút sẽ chọn C, không nhớ công thức có thể chọn D.
Câu 39. Một dây đàn có chiều dài L, hai đầu cố định. Sóng dừng trên dây có b- ớc sóng dài nhất là : A. L/2. B. 4L. C. L. D. 2L.
*Mục đích kiểm tra kiến thức:
+Công thức về điều kiện để có sóng dừng trên dây với một đầu cố định, một đầu tự do.
+ Tìm bớc sóng dài nhất khi trên dây có sóng dừng. *Học sinh cần dựa vào công thức L =
2
kλ , nên λ
max= 2L khi k = 1, đáp án đúng là D; nếu nhầm giữa bớc sóng và chiều dài dây sẽ chọn A, nhầm công thức điều kiện có sóng dừng sẽ chọn B, nếu chọn giá trị k sai sẽ chọn đáp án C.
*Một sợi dây PQ dài 10 m có đầu Q gắn chặt, đầu P cho dao động điều hoà và tạo nên một sóng dừng. Hình vẽ dới đây là ảnh chụp sóng dừng đó tại thời điểm to . Biết vận tốc truyền sóng trên dây v = 10m/s . Biên độ sóng a = 20 cm . Giải các bài 40, 41, 42.
Câu 40.
Bớc sóng λ là A. 5 m B. 2 m C. 2,5 m D. 4 m
*Mục đích kiểm tra kiến thức của học sinh về sóng dừng ở trình độ hiểu để tính bớc sóng khi biết hình dạng sóng dừng ở một thời điểm nào đó.
*Học sinh cần nắm đợc khoảng cách hai nút sóng liên tiếp bằng nửa bớc sóng nên λ = 5m. Đáp án đúng là A, nếu nhớ nhầm sẽ chọn đáp án là C, nếu
nhầm lẫn giữa số nút và bụng sẽ chọn đáp án B, dùng sai công thức về điều kiện có sóng dừng ( l = kλ +λ2) sẽ chọn đáp án D.
Câu 41. Tần số sóng f là
A. 50 Hz B. 0,5 Hz C. 2Hz D. 2,5Hz
*Mục đích kiểm tra kiến thức của học sinh ở trình độ hiểu về sóng dừng để tính tần số sóng.
10 2 2 5 v f Hz λ
= = = do đó chọn đáp án đúng là C, nếu áp dịng sai công thức: f = v.λ) sẽ chọn A, hoặc f = λv sẽ chọn B, nếu tính sai bớc sóng ở câu trên sẽ chọn D.
Câu 42. Vận tốc dao động của điểm M cho trên hình vẽ là
A. 10 m/s B. 2,512 m/s C. 251,2 m/s D. 0 m/s
*Mục đích kiểm tra kiến thức về sóng dừng để tính vận tốc dao động của của một phần tử trên dây.
*Học sinh cần nắm đợc công thức tính vận tốc dao động của một phần tử trên dây trong trờng hợp tổng quát là vdd = u/(t), áp dụng vào bài : M là bụng sóng ở thời điểm t0 có li độ cực đại nên vận tốc dao động bằng 0. Đáp án đúng là D, nếu nhầm giữa vận tốc truyền sóng với vận tốc dao động của phần tử trên dây sẽ chọn A ; hiểu sai và áp dụng công thức v = a.ω sẽ chọn B, đổi đơn vị sai sẽ chọn C.
C. Vận dụng:
Câu 43. Biết rằng vận tốc truyền sóng trên một sợi dây v = Fc
u với Fc là sức căng dây, u là khối lợng của đơn vị dài của dây. Hãy tìm kết luận sai :
A. Dây đàn dài L luôn có hai đầu đợc gắn cố định và sẽ là hai nút sóng dừng. Khi gẩy đàn, dây đàn chỉ phát ra âm cơ bản có tần số f thoả mãn hệ thức
f = v λ= / 2 v L = 2v L = 2 L c F u
B. Vặn cho dây căng thêm, tần số f sẽ tăng và âm phát ra càng cao thêm.
C. Tăng mật độ khối lợng u bằng cách quấn xung quanh dây thép bằng các dây đồng nhỏ ta có các dây đàn phát âm trầm hơn.
D. Khi ta bấm phím đàn trên một dây, độ dài hiệu dụng của dây (giữa chỗ bấm đàn và ngựa đàn trên mặt thùng đàn) giảm xuống làm cho tần số cơ bản f tăng lên phát ra âm cao hơn .
*Mục đích kiểm tra trình độ vận dụng các kiến thức: +Công thức f = v
λ
+Độ cao của âm phụ thuộc vào tần số
*Học sinh cần biết sự phụ thuộc của vận tốc truyền sóng trên dây tỉ lệ với căn bậc hai của lực căng dây, đồng thời khi dây đàn phát ra âm thì nó không chỉ phát ra âm cơ bản mà còn phát ra các hoạ âm, có thể làm thay đổi tần số âm phát ra bằng cách : thay đổi chiều dài của dây ( bấm dây ở các vị trí khác nhau), thay đổi lực căng dây, thay đổi mật độ khối lợng của dây. Do đó học sinh sẽ chọn phơng án đúng là A. Nếu học sinh không giải thích đợc sẽ chọn các phơng án B,C,D.
Câu 44. Một dây thép AB dài 60 cm hai đầu đợc gắn cố định, đợc kích thích cho dao động bằng một nam châm điện nuôi bằng mạng điện thành phố có tần số f = 50 Hz . Trên dây có sóng dừng với 5 bụng sóng . Vận tốc truyền sóng trên dây là
A . 22 m/s ; B . 24 m/s ; C . 30 m/s ; D . 12 m /s .
*Mục đích kiểm tra kiến thức của học sinh về vận dụng điều kiện để có sóng
dừng để tính vận tốc truyền sóng trên dây.
*Học sinh nắm đợc điều kiện để có sóng dừng trên dây với hai đầu cố định là l =
2
kλ với k là số bó sóng. Tính đợc λ = 0,24 m, v = λ f = 0,24 . 100 = 24 m/s.
Chọn đáp án đúng là B, nếu áp dụng sai điều kiện để có sóng dừng thì sẽ chọn đáp án A, nếu hiểu sai cho rằng k là số nút thì sẽ chọn đáp án là C, nếu hiểu sai về tần số dao động trên dây bằng tần số dòng điện sẽ chọn đáp án D.
Trả lời các câu hỏi 45 và 46 nhờ sử dụng dữ kiện sau:
Cột không khí trong ống thuỷ tinh có độ cao l có thể thay đổi đợc nhờ điều chỉnh mực nớc trong ống. Đặt một âm thoa k trên miệng ống thuỷ tinh đó. Khi âm thoa dao động, nó phát ra một âm cơ bản, ta thấy trong cột không khí có một sóng dừng ổn định.
Câu 45. Khi độ cao thích hợp của cột không khí có trị số nhỏ nhất l0 = 13 cm, ngời ta nghe thấy âm to nhất, biết rằng
đầu A hở của cột không khí là một bụng sóng, còn đầu B
kín là một nút sóng, vận tốc truyền âm là 340 m/s.Tần số của âm do âm thoa phát ra là
A.f = 176,8 Hz B. f = 658 Hz