28 Câu trắc nghiệm tách từ đề thi thử THPT Quốc gia môn Vật lí - Sóng cơ học - Năm học 2019 - Nguyễn Thành Nam (Có đáp án)

Nội dung text: 28 Câu trắc nghiệm tách từ đề thi thử THPT Quốc gia môn Vật lí - Sóng cơ học - Năm học 2019 - Nguyễn Thành Nam (Có đáp án)

1. Câu 1: Ở mặt nước có hai nguồn sóng dao động theo phương vuông góc với mặt nước, có cùng phương trình u = Acost. Trong miền gặp nhau của hai sóng, những điểm mà ở đó các phần tử nước dao động với biên độ cực đại sẽ có hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn đến đó bằng A. một số nguyên lần bước sóngB. một số lẻ lần nửa bước song C. một số lẻ lần bước sóngD. một số nguyên lần nửa bước sóng Câu 2: Quan sát sóng dừng trên sợi dây AB, đầu A dao động điều hòa theo phương vuông góc với sợi dây (coi A là nút). Khi đầu B tự do và đầu A dao động với tần số là 22 Hz thì trên dây có 6 nút. Nếu đầu B cố định và giữ nguyên tốc độ truyền sóng của dây, để có 6 nút sóng thì tần số dao động của đầu A phải bằng A. 18 Hz B. 25 Hz C. 20 Hz D. 23 Hz Câu 3: Hai nguồn kết hợp A và B dao động theo phương vuông góc với bề mặt một chất lỏng với phương trình xA xB Acosωt, biên độ sóng không đổi khi truyền. Trên AB, khoảng cách giữa năm điểm dao động với biên độ cực đại liên tiếp là 10 cm. Trong đoạn MN thuộc AB có 5 điểm liên tiếp dao động với biên độ A 2 , kể cả M, N thì khoảng cách MN bằng A. 5 cmB. 5 2cm C. 6 2cm D. 6,25 cm Câu 4: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn sóng S1 và S2 cách nhau 11cm và dao động điều hòa theo phương vuông góc với mặt nước có cùng phương trình u1 = u2 = 5cos100πt (mm). Tốc độ truyền sóng v = 0,5 m/s và biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Chọn hệ chục xOy thuộc mặt phẳng mặt nước khi yên lặng, gốc O trùng với S1 , Ox trùng S1S2 . Trong không gian, phía trên mặt nước có 1 chất điểm chuyển động mà hình chiếu (P) của nó với mặt nước chuyển động với phương trình quỹ đạo y = x + 2 và có tốc độ v = 5 2 cm/s. Trong thời gian t = 2 s kể từ lúc (P) có tọa độ x = 0 thì (P) cắt bao nhiêu vân cực đại trong vùng giao thoa sóng ? A. 13B. 22C. 14D. 15 Câu 5: Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn sóng S1 và S2 cách nhau 11cm và dao động điều hòa theo phương vuông góc với mặt nước có cùng phương trình u1 = u2 = 5cos100πt (mm). Tốc độ truyền sóng v = 0,5 m/s và biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Chọn hệ chục xOy thuộc mặt phẳng mặt nước khi yên lặng, gốc O trùng với S1 , Ox trùng S1S2 . Trong không gian, phía trên mặt nước có 1 chất điểm chuyển động mà hình chiếu (P) của nó với mặt nước chuyển động với
2. phương trình quỹ đạo y = x + 2 và có tốc độ v = 5 2 cm/s. Trong thời gian t = 2 s kể từ lúc (P) có tọa độ x = 0 thì (P) cắt bao nhiêu vân cực đại trong vùng giao thoa sóng ? A. 14B. 13C. 22D. 15 Câu 6: Một sóng cơ có chu kì 1 s lan truyền trong một môi trường với tốc độ 20 cm/s. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng phương truyền sóng mà tại đó các phần tử môi trường dao động ngược pha nhau là A. 10 cm.B. 5 cm.C. 10 cm.D. 15 cm. Câu 7: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sóng cơ? A. Sóng cơ truyền trong chất rắn luôn là sóng dọc B. Sóng cơ truyền trong chất lỏng luôn là sóng ngang C. Tốc độ truyền sóng là tốc độ truyền pha dao động D. Tốc độ truyền sóng là tốc độ dao động của các phần tử môi trường Câu 8: Khi sóng âm truyền từ môi trường không khí vào môi trường nước thì A. tần số của nó không thay đổiB. tần số của nó giảm C. bước sóng của nó giảmD. bước sóng của nó không thay đổi Câu 9: Một nguồn âm điểm có công suất bằng 10 W đặt trong không gian đẳng hướng. Cho cường độ âm tại ngưỡng nghe bằng10 12 W / m 2 . Mức cường độ âm tại vị trí cách nguồn 0,5 m xấp xỉ bằng A. 12 dBB. 12,5 dBC. 130,5 dBD. 125 dB Câu 10: Trong thí nghiệm giao thoa trên mặt nước, hai nguồn sóng kết hợp A và B dao động cùng pha, cùng tần số, cách nhau AB = 8 cm tạo ra hai sóng kết hợp có bước sóng 2 cm. Đường thẳng Δ song song với AB và cách AB một khoảng 2 cm cắt đường trung trực của AB tại C, cắt vân giao thoa cực tiểu gần C nhất tại M. Khoảng cách CM là A. 0,56 cmB. 0,42 cmC. 0,64 cmD. 0,5 cm Câu 11: Một sóng ngang truyền theo trục Ox với phương trình u 2cos 6 t 4 x / 3 (cm) (x tính bằng mét và t tính bằng giây). Tốc độ truyền sóng bằng A. 1,5 m/sB. 4,5 m/sC. 3 m/sD. 6 m/s Câu 12: Phát biểu nào sau đây về đại lượng đặc trưng của sóng cơ học là không đúng? A. Tốc độ của sóng chính bằng tốc độ dao động của các phần tử dao động. B. Chu kỳ của sóng chính bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động. C. Tần số của sóng chính bằng tần số dao động của các phần tử dao động.
3. D. Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kỳ. Câu 13: Hai sợi dây có chiều dài ℓ và 1,5ℓ. Cố định 2 đầu và kích thích để chúng phát âm. Sóng âm của chúng phát ra sẽ có A. cùng độ caoB. cùng âm sắcC. cùng một số họa âmD. cùng âm cơ bản Câu 14: Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B cách nhau 50 cm dao động cùng pha, cùng chu kì T = 0,2 s. Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng v = 40 cm/s. Xét điểm M nằm trên đường thẳng vuông góc với AB tại B. Biết phần tử chất lỏng tại M dao động với biên độ cực đại, M cách B một đoạn nhỏ nhất bằng A. B. C. D. Câu 15: Cho một nguồn điểm phát âm đẳng hướng trong không gian đồng nhất. Cho biết ngưỡng nghe của âm đó bằng 0,1 nW / m 2 . Nếu tại vị trí cách nguồn âm 1 m có mức cường độ âm là 90 dB thì cường độ âm tại điểm đó bằng A. 0,1 nW / m 2 B. 0,1 GW / m 2 C. 0,1 W / m 2 D. 0,1 mW / m 2 Câu 16: Sóng ngang không truyền được trong các chất A. rắn, lỏng và khíB. rắn và lỏngC. rắn và khíD. lỏng và khí Câu 17: Hai nguồn sóng kết hợp S1 và S2 cách nhau 2 m dao động điều hòa cùng pha, phát ra hai sóng có bước sóng 1 m. Một điểm A nằm ở khoảng cách l kể từ S1 và AS1  S1S2 . Giá trị cực đại của l để tại A có được cực đại của giao thoa là A. 1,5 mB. 2 mC. 1 mD. 2,5 m Câu 18: Trên mặt một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp O1O2 cách nhau 24 cm dao động trên cùng phương thẳng đứng với các phương trình uO1 uO2 Acosωt (t tính bằng s, A tính bằng mm). Khoảng cách ngắn nhất từ trung điểm O của O1O2 đến các điểm nằm trên đường trung trực của O1O2 dao động cùng pha với O là 9 cm. Số điểm dao động với biên độ bằng không trên đoạn O1O2 là A. 16B. 14C. 20D. 18 Câu 19: Trên hình biểu diễn một sóng ngang truyền trên một sợi dây, theo chiều từ trái sang phải. Tại thời điểm t điểm P có li độ bằng không, còn điểm Q có li độ âm và có độ lớn cực đại. Vào thời điểm t + T/4 vị trí và hướng chuyển động của P và Q lần lượt sẽ là
4. A. vị trí cân bằng đi xuống; đứng yênB. vị trí cân bằng đi xuống; ly độ cực đại C. ly độ cực tiểu; vị trí cân bằng đi lênD. ly độ cực đại; vị trí cân bằng đi xuống LỜI GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Chọn đáp án A Hai nguồn đồng bộ → những điểm dao động với biên độ cực đại thỏa mãn ∆d = kλ. Câu2: Chọn đáp án C λ 11λ 4l + Khi đầu B tự do trên dây có 6 nút → chiều dài dây là l 2k 1 λ 4 4 11 λ 5λ 2l + Khi đầu B cố định trên dây có 6 nút → chiều dài dây là l k λ . 4 4 5 f λ 4.5 20 → f f . 20Hz f λ 11.2 22 Câu 3: Chọn đáp án A d d d d Phương trình giao thoa: x 2 A cos 2 1 π cos(ωt 2 1 π) λ λ d2 d1 d2 d1 1 → Biên độ: Am 2A cos π A 2 cos π . λ λ 2 λ λ d d k ; M AB d d AB 2 1 4 2 1 2 λ → hai điểm liên tiếp có biên độ A 2 là 4
5. λ λ Hai cực đại liên tiếp thuộc AB cách nhau → 4 10 → λ = 5 cm. 2 2 5 → Khoảng cách cần tìm: 4 5cm . 4 Câu 4: Chọn đáp án A Ta có λ = 1 cm. Quãng đường (P) đi được trong 2 s là 10 2 cm. 2 2 NS2 NS1 2 11 2 5 5 2 9,1 Ta có: MS MS 11 10 2 0 12 2 102 122 3,57 2 1 Suy ra MS2 MS1 kλ NS2 NS1 . Ta tìm được 13 giá trị của k. Câu 5: Chọn đáp án B Ta có λ = 1 cm. Quãng đường (P) đi được trong 2 s là 10 2 cm. Ta có: 2 2 NS2 NS1 2 11 2 5 5 2 9,1 MS MS 11 10 2 0 12 2 102 122 3,57 2 1 Suy ra MS2 MS1 kλ NS2 NS1 . Ta tìm được 13 giá trị của k. Câu 6: Chọn đáp án A Bước sóng của sóng cơ này là λ = vT = 20.1 = 20 cm. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng phương truyền sóng mà tại đó các phần tử môi trường dao động ngược pha cách nhau nửa bước sóng và bằng 10 cm. Câu 7: Chọn đáp án C Tốc độ truyền sóng là tốc độ truyền pha dao động. Câu 8: Chọn đáp án A Khi sóng âm truyền từ không khí vào nước thì tần số không đổi. Bước sóng tăng (λ = v/f và vr vl vk ).
6. Câu 9: Chọn đáp án D P 10 Cường độ âm tại điểm cách nguồn 0,5 m là I 3,185W / m2 4πR2 4π.0,52 I Mức cường độ âm tại điểm đó là L 10 lg 125dB. I0 Câu 10: Chọn đáp án A Gọi CM IH x 2 2 2 2 Trên hình ta có d1 AH MH 4 x 2 (1) 2 2 2 2 d2 BH MH 4 x 2 (2) 1 Vì M cực tiểu nên có. d1 d2 k λ . Vì cực tiểu gần C nhất nên là cực tiểu thứ nhất, nhận 2 k 0. Vậy có. d1 d2 1cm (3). 2 2 Thay (1), (2) vào (3) → 4 x 22 4 x 22 1 Giải phương trình ta được CM = x = 0,56cm. Câu 11: Chọn đáp án A 2π 2π Phương trình sóng có dạng u Acos t x φ0 T λ → T = 1/3 s và λ = 0,5 m → Tốc độ truyền sóng v = λ/T = 0,5.3 = 1,5 m/s. Câu 12: Chọn đáp án A Tốc độ làn truyền sóng cơ là tốc độ lan truyền pha dao động được tính bằng v = λ/T = λf. Còn tốc độ dao động của các phần tử dao động được tính bằng v = u’(t). Câu 13: Chọn đáp án C v + Dây có chiều dài ℓ thì tần số cơ bản là f 0 2l
7. v 3v 2v 5v 3v → các họa âm lần lượt có tần số là số nguyên lần tần số âm cơ bản: ; ; ; ; ; l 2l l 2l l v + Dây có chiều dài 1,5ℓ thì tần số âm cơ bản là f 0 3l 2v v 4v 5v 2v → các họa âm lần lượt có tần số là số nguyên lần tần số âm cơ bản: ; ; ; ; ; 3l l 3l 3l l → Sóng âm do 2 dây phát ra sẽ có cùng một số họa âm. - Sóng âm do 2 dây này phát ra không thể có cùng âm sắc vì do 2 dụng cụ âm khác nhau phát ra. - Âm cơ bản của 2 sóng khác nhau. - Độ cao của 2 âm phụ thuộc vào tần số âm, mà tần số âm cơ bản khác nhau nên độ cao 2 âm là khác nhau. Câu 14: Chọn đáp án B Đặt AB l 50 cm , bước sóng λ v.T 8cm . Khi hai nguồn dao động cùng pha,số vân có biên độ dao động cực đại bằng số giá trị của k thoả l l mãn k 6, 25 k 6, 25 k 0, 1, , 6. λ λ → Có 13 vân cực đại, vân chính giữa là vân cực đại bậc k = 0, vân cực đại gần B nhất là vân bậc 6. Điểm M trên đường Bx vuông góc với AB sóng có biên độ cực đại và M gần B nhất thì M là giao điểm của Bx và vân cực đại bậc 6, MA – MB = k.λ= 6.8 = 48 cm. ⇒MA = MB + 48 (cm). MB⊥AB 502 482 MA2 AB2 MB2 (MB 48)2 AB2 MB2 MB2 96MB 482 502 MB2 MB 2,04cm 96 Câu 15: Chọn đáp án B L 9 9 2 Mức cường độ âm I Io.10 0,1.10 .10 0,1W / m . Câu 16: Chọn đáp án B Sóng ngang chỉ truyền trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng. Câu 17: Chọn đáp án B Điều kiện để tại A có cực đại giao thoa là hiệu đường đi từ A đến hai nguồn sóng phải bằng số 2 2 nguyên lần bước sóng: d2 d1 kλ   d  kλ . (Với k = 1, 2, 3 ) Khi l càng lớn đường S1A cắt các cực đại giao thoa có bậc càng nhỏ (k càng bé), vậy ứng với giá trị lớn nhất của l để tại A có cực đại nghĩa là tại A đường S1A cắt cực đại bậc 1 (k = 1).
8. → 2 4  1  1,5m Câu 18: Chọn đáp án C 2 2 Khoảng cách từ M đến các nguồn là dM 12 9 15 π d d 2πd Phương trình sóng tại M là 1 2 M uM 2 A cos ωt 2 A cos ωt λ λ π d1 d2 24π Phương trình sóng tại O là uO 2A cos ωt 2A cos ωt λ λ 2π.d 24π M dao động cùng pha với O thì M k 2π d 12 kλ  15 12 3 kλ λ λ M Điểm M gần O nhất → k = 1 → λ = 3 cm. Số điểm không dao động trên đoạn O1O2 là số giá trị k nguyên thỏa mãn O O 1 O O 1 24 1 24 1 1 1 k 1 1  k λ 2 λ 2 3 2 3 2 → -8,5 ≤ k ≤ 7,5. Có 16 giá trị k nguyên thỏa mãn → có 16 điểm không dao động trên đoạn O1O2 . Câu 19: Chọn đáp án C Sau thời gian T/4 thì P ở vị trí li độ cực tiểu và Q ở vị trí cân bằng đi lên. I. LÝ THUYẾT. Câu 1: Khi sóng truyền từ một nguồn điểm trong không gian đồng nhất và đẳng hướng và không hấp thụ năng lượng sóng, năng lượng dao động của một phần tử môi trường trên phương truyền sóng sẽ A. tăng tỷ lệ với khoảng cách tới nguồn B. giảm tỷ lệ với khoảng cách tới nguồn C. tăng tỉ lệ với bình phương quãng đường truyền song D. giảm tỉ lệ với bình phương quãng đường truyền sóng Câu 2: Sóng dừng trên sợi dây đàn hồi rất dài, tại A là một bụng sóng và tại B là một nút sóng, giữa A và B còn có thêm một nút. Khoảng cách AB bằng A. 5λ/4B. λ/4C. λ/2D. 3λ/4
9. Câu 3: Một sóng ngang truyền trên một sợi dây rất dài nằm ngang. Hai điểm P, Q nằm trên dây cách nhau 5λ/4, sóng truyền theo chiều từ P đến Q. Có thể kết luận A. khi P ở li độ cực đại thì Q có vận tốc cực đại B. li độ của P và Q luôn trái dấu C. khi P có vận tốc cực đại thì Q có li độ cực đại D. khi P có thế năng cực đại thì Q có động năng cực tiểu Câu 4: Trên sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng với C là một điểm trên dây không dao động. Dao động của hai điểm trên dây đối xứng nhau qua C là A. vuông phaB. lệch pha nhau π/3C. cùng phaD. ngược pha Câu 5: Hai nguồn sóng kết hợp trong không gian là hai nguồn sóng A. có độ lệch pha thay đổi theo thời gian, cùng phương và cùng chu kỳ B. dao động cùng biên độ, cùng phương và cùng chu kỳ C. dao động cùng phương, cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian D. dao động cùng phương, cùng biên độ và có độ lệch pha không đổi theo thời gian Câu 6: Cho một ống kim loại rỗng hình trụ tròn, hai đầu để hở. Dùng một chiếc dùi gỗ gõ vào thành ống để ống phát ra âm thanh. Âm do ống phát ra A. chỉ có các họa âm bậc chẵnB. chỉ có họa âm cơ bản C. có đầy đủ các họa âm bậc chẵn và bậc lẻD. chỉ có các họa âm bậc lẻ Câu 7: Tại một điểm, đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian là A. độ cao của âmB. cường độ âmC. độ to của âmD. mức cường độ âm Câu 8: Khi nói về sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi, phát biểu nào sau đây là sai ? A. Các điểm nút trên dây luôn đứng yên B. Hai bụng sóng liên tiếp trên dây luôn dao động ngược pha C. Khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp trên dây là bằng một nửa chiều dài bước sóng trên dây D. Khoảng các giữa hai bụng sóng liên tiếp trên dây bằng chiều dài bước sóng trên dây II. BÀI TẬP.
10. Câu 9: Một sợi dây đàn hồi căng ngang vào hai điểm cố định, tốc độ truyền sóng trên dây không đổi là 2 m/s. Khi kích thích để dây dao động với năm bụng sóng thì bước sóng trên dây là 50 cm. f f Kích thích để dây dao động với tần số nhỏ nhất 1 . Giá trị của 1 là A. 24 HzB. 4 HzC. 0,8 HzD. 16 Hz Câu 10: Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn kết hợp AB cách nhau 40cm dao động cùng pha. Biết sóng do mỗi nguồn phát ra có tần số f = 10 Hz, vận tốc truyền sóng 2 m/s. Gọi M là một điểm nằm trên đường vuông góc với AB tại đó M dao đông với biên độ cực đại. Đoạn AM có giá trị lớn nhất là A. 30 cmB. 50 cmC. 20 cmD. 40 cm Câu 11: Một sóng cơ truyền trên dây theo phương ngang, tốc độ truyền sóng là 10 cm/s. Tại thời điểm t = 0 hình dạng của sợi dây được biểu diễn như hình vẽ. Phương trình sóng mô tả hình dáng sợi dây tại thời điểm t = 2,25 s là A. 5cos(0,628x + 0,785) cmB. 5cos(0,628x – 1,57) cm C. 5cos(0,628x + 1,57) cmD. 5cos(0,628x - 0,785) cm Câu 12: Hai âm có mức cường độ âm chênh lệch nhau 20 dB. Tỉ số cường độ âm của chúng là A. 20B. 10C. 100D. 1000 Câu 13: Tại hai điểm A, B trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng dao động điều hòa theo u u phương trình 1 = 2cos(50πt - π/2) mm và 2 = 2cos(50πt + π/2) mm. Biết AB = 12 cm và tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 75cm/s. Số điểm dao động có biên độ cực đại trên đường tròn đường kính AB là A. 16B. 8C. 10D. 18 Câu 14: Hai nguồn kết hợp A và B dao động theo phương vuông góc với bề mặt chất lỏng với x x Acosωt. phương trình A B Vẽ trên bề mặt chất lỏng một elip nhận A và B là tiêu điểm. Hai điểm M và N nằm trên elip và nằm trên hai đường dao động cực đại liên tiếp. So sánh pha dao động tại M và N, ta có π A. M và N cùng pha.B. M và N lệch pha 2
11. π . C. M và N ngược pha .D. M và N lệch pha 4 Câu 15: Một sợi dây đàn hồi AB căng ngang, hai đầu cố định đang có sóng dừng với tần số xác t t định. Hình vẽ mô tả dạng sợi dây ở thời điểm 1 (đường nét liền) và dạng sợi dây ở thời điểm 2 t t = 1 + 2/3 s (đường nét đứt). Biết rằng tại thời điểm 1, điểm M có tốc độ bằng không. Tốc độ truyền sóng trên dây có thể là A. 30 cm/sB. 40 cm/sC. 35 cm/sD. 50 cm/s Câu 16: Nguồn âm điểm O phát sóng âm đẳng hướng ra không gian, môi trường không hấp thụ. Điểm M cách nguồn âm một quãng r có mức cường độ âm 20 dB. Tăng công suất nguồn âm lên n lần thì mức cường độ âm tại N cách nguồn r/2 là 30 dB. Giá trị của n là A. 4,5B. 4C. 2D. 2,5 Câu 17: Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A và B cách nhau 30 cm, x Acos20πt x Acos 20πt π dao động theo phương thẳng đứng với phương trình A và B , (t tính bằng s). Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 30 cm/s, biên độ sóng coi như không đổi khi truyền. Trên AB số điểm dao động với biên độ A 2 là A. 42B. 40C. 22D. 20 Câu 18: Sợi dây đàn hồi có chiều dài AB = 1 m, đầu A gắn cố định, đầu B gắn vào một cần rung có tần số thay đổi được và coi là nút sóng. Ban đầu trên dây có sóng dừng, nếu tăng tần số thêm 30 Hz thì số nút trên dây tăng thêm 5 nút. Tốc độ truyền sóng trên dây là A. 40 m/sB. 24 m/sC. 12 m/sD. 20 m/s Câu 19: Một sợi dây đàn hồi căng ngang, đang có sóng dừng ổn định với hai đầu là nút sóng. Trên dây, năm điểm nút liên tiếp cách nhau 40 cm. Biết khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp dây duỗi thẳng là 0,5 s. Tốc độ truyền sóng trên dây là A. 15 cm/sB. 10 cm/sC. 20 cm/sD. 25 cm/s
12. Câu 20: Cho một nguồn dao động nhỏ đặt tại điểm O trong không gian đồng nhất và đẳng hướng đang phát ra một sóng âm có dạng những mặt cầu đồng tâm lan ra xa dần. Cho hai điểm P, Q nằm trên cùng một phương truyền sóng, và ở về một phía so với O. Biết rằng biên độ sóng tại P gấp 4 lần biên độ sóng tại Q. Môi trường hoàn toàn không hấp thụ năng lượng sóng. Khoảng cách từ Q tới O bằng 4 m. Khoảng cách từ P tới Q là A. 4 mB. 3 mC. 1 mD. 2 m Câu 21: Một sóng cơ truyền trên một sợi dây đàn hồi dài, nguồn sóng O dao động với phương x Acos2πft trình 0 (tần số f không đổi), điểm M trên dây cách nguồn O 25 cm lệch pha với π Δ (2k 1) nguồn O một góc 2 với k = 0, ±1, ±2, Biết tần số sóng trên dây nằm trong khoảng từ 15 Hz đến 33 Hz, tốc độ truyền sóng trên dây là 4,8 m/s. Tần số sóng trên dây là A. 25 HzB. 20 HzC. 24 HzD. 28 Hz Câu 22: Trên mặt nước có hai nguồn sóng giống nhau A và B, cách nhau khoảng AB = 12 cm đang dao động vuông góc với mặt nước tạo ra sóng có bước sóng λ = 1,6 cm. C và D là hai điểm khác nhau trên mặt nước, cách đều hai nguồn và cách trung điểm O của AB một khoảng 8 cm. Số điểm dao động cùng pha với nguồn ở trên đoạn CD là A. 5B. 6C. 3D. 10 Câu 23: Cho một nguồn điểm phát âm đẳng hướng trong không gian đồng nhất. Cho biết ngưỡng nghe của âm đó bằng 0,1 nW/ m2 . Nếu tại vị trí cách nguồn âm 1 m có mức cường độ âm là 90 dB thì cường độ âm tại điểm đó bằng A. 0,1 W/ m2 B. 0,1 GW/ m2 C. 0,1 nW/ m2 D. 0,1 mW/ m2 Câu 24: Một sợi dây đàn hồi AB hai đầu cố định được kích thích dao động với tần số 20 Hz thì trên dây có sóng dừng ổn định với 3 nút sóng (không tính hai nút ở A và B). Để trên dây có sóng dừng với hai bụng sóng thì tần số dao động của sợi dây là A. 12 HzB. 40 HzC. 50 HzD. 10 Hz Câu 25: Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng. Phương trình sóng của một u điểm M trên phương truyền sóng là M = 3sin(πt) cm. Phương trình sóng của một điểm N trên u phương truyền sóng đó, cách M một đoạn 25 cm là N = 3cos(πt + π/4) cm. Như vậy A. sóng truyền từ M đến N với tốc độ 1 m/s B. sóng truyền từ N đến M với tốc độ 1/3 m/s C. sóng truyền từ M đến N với tốc độ 1/3 m/s D. sóng truyền từ N đến M với tốc độ 1 m/s
13. Câu 26: Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng S1, S2 dao động cùng pha theo phương thẳng đứng với tần số bằng 10 Hz. Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 30 cm/s. Cho hai điểm M, S M S M S N S N N trên mặt nước có 1 = 27 cm; 2 = 19 cm; 1 = 20 cm; 2 = 31 cm. Số điểm trên mặt nước thuộc đoạn MN dao động với biên độ cực đại là A. 5B. 6C. 4D. 7 Câu 27: Hai nguồn kết hợp A và B dao động theo phương vuông góc với bề mặt chất lỏng với x x Acos20πt phương trình A B (t tính bằng s). Điểm M trên bề mặt chất lỏng thuộc đường dao động với biên độ cực đại có AM−BM=15cm, giữa M và trung trực của AB có bốn dãy cực đại khác nhau. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là A. 60 cm/sB. 80 cm/sC. 30 cm/sD. 40 cm/s 2πx 2π π u 2Asin cos t , Câu 28: Một sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi có dạng: λ T 2 trong đó u là li độ tại thời điểm t của phần tử M trên sợi dây mà vị trí cân bằng của nó cách gốc tọa độ t O đoạn x. Ở hình vẽ, đường mô tả hình dạng của sợi dây tại thời điểm 1 là đường (1). Tại các 3T 7T 3T t2 t1 t3 t1 t4 t1 thời điểm 8 , 8 , 2 hình dạng của sợi dây lần lượt là các đường A. (3), (4), (2)B. (2), (3), (4)C. (3), (2), (4)D. (2), (4), (3) III. LỜI GIẢI. 1. Lý Thuyết. Câu 1: Chọn đáp án D
14. Cường độ âm được xác định là năng lượng được sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sóng trên một đơn vị thời gian → W tỉ lệ thuận với I. Mà khi sóng truyền từ một nguồn điểm trong không gian đồng nhất và đẳng hướng và không hấp P thụ năng lượng sóng thì 4πr 2 → W tỉ lệ nghịch với r 2 . Câu 2: Chọn đáp án D Khoảng cách AB = λ/4 + λ/2 = 3λ/4. Câu 3: Chọn đáp án A 2πd 5π Độ lệch pha sóng giữa hai điểm P, Q là ∆φ = λ 2 → Hai sóng tại P và Q vuông pha. Sóng truyền từ P đến Q nên Q trễ pha hơn P một góc π/2. → P có li độ cực đại thì Q ở vị trí cân bằng theo chiều dương → Q có vận tốc cực đại. Câu 4: Chọn đáp án D Hai điểm đối xứng nhau qua một nút sóng nếu dao động thì sẽ dao động ngược pha nhau. Câu 5: Chọn đáp án C Hai nguồn/ sóng kết hợp trong không gian là hai nguồn sóng dao động cùng phương, cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian. Câu 6: Chọn đáp án C Ống kim loại rỗng hình trụ tròn, hai đầu để hở cũng giống như ống hai đầu kín, các tần số để xảy f ra sóng dừng thỏa mãn f = k 0 , k có thể lẻ hoặc chẵn → Âm do ống phát ra có đầy đủ các họa âm bậc chẵn và bậc lẻ. Câu 7: Chọn đáp án B Tại một điểm, đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian là cường độ âm. Câu 8: Chọn đáp án D Với sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi, khoảng các giữa hai bụng sóng liên tiếp trên dây bằng một nửa bước sóng. 2. Bài Tập.
15. Câu 9: Chọn đáp án C 0,5 v l 5. 1,25m f min 0,8 Hz Trên dây có 5 bụng sóng 2 . Tần số nhỏ nhất: 2l Câu 10: Chọn đáp án A v 200 λ 20(cm) Ta có f 10 Do M là một cực đại giao thoa nên để đoạn AM có giá trị lớn nhất thì M phải nằm trên vân cực đại bậc 1 như hình vẽ và thõa mãn: d d kλ 1.20 20(cm) 2 1 (1). ( do lấy k = +1) Mặt khác, do tam giác AMB là tam giác vuông tại A nên ta có: AM d (AB2 ) (AM 2 ) 402 d 2 (2) 2 1 . Thay (2) vào (1) ta được : 2 2 40 d1 d1 20 d1 30(cm) Câu 11: Chọn đáp án B Ta có λ = 10 cm → f = v/λ = 1 Hz → ω = 2π rad/s. Phương trình sóng tại thời điểm t = 0 là u = 5cos(2πt) cm Phương trình sóng tại thời điểm t = 2,25 s là u = 5cos(2πt - 2πxλ) = 5cos(2π.2,25 – 0,2πx) = 5cos(1,57 – 0,628x) cm = 5cos(0,628x – 1,57) cm. Câu 12: Chọn đáp án C I I I L 10lg L 10lg 1 ; L 10lg 2 I 1 I 2 I Ta có 0 → 0 0 I I I L L 10lg 2 10lg 1 10lg 2 2 1 I I I → 0 0 1 = 20 dB. I I lg 2 2 2 102 100 I I → 1 1
16. Câu 13: Chọn đáp án A ω v 75 f 25 Hz λ 3 cm 2π f 25 λ Hai nguồn dao động ngược pha → điều kiện để điểm M dao động cực đại là ∆d = (2k + 1) 2 → -12 ≤ (2k + 1).1,5 ≤ 12 → -4,5 ≤ k ≤ 3,5 → k = -4, 0, 3 → trong khoảng AB có 8 điểm dao động với biên độ cực đại. Mỗi đường cực đại cắt đường tròn đường kính AB tại hai điểm nên số điểm dao động có biên độ cực đại trên đường tròn đường kính AB là 16. Câu 14: Chọn đáp án C d 2 d1 d 2 d1 xM 2 A cos π cos(ωt π) d d λ λ .Vì M và N thuộc elip → 1 2 = const; d d do M và N thuộc hai cực đại liên tiếp nên 2 1 = kλ . d 2 d1 d 2 d1 xM 2 A cos(ωt π) xN 2 A cos(ωt π) Nếu k chẵn đối với M thì λ ; λ . d 2 d1 d 2 d1 xM 2 A cos(ωt π) xN 2 A cos(ωt π) Nếu k lẻ đối với M thì λ ; λ → M và N ngược pha. Câu 15: Chọn đáp án B Trên hình 3λ/4 = 30 cm → λ = 40 cm. t t Từ 1 đến 2 hết 2/3: Điểm M đi từ biên dương sang biên âm rồi quay lại vị trí –A/2. t t 0 Vẽ trên đường tròn lượng giác từ 1 đến 2 hết 2/3 s: đi được góc = 2 4 0 → 2T/3 = 2/3 → T = 1 s. → v = λ/T = 40/1 = 40 cm/s. Câu 16: Chọn đáp án D P nP I 1 I ; I M M 4πr 2 N r 2 I 4n 4π N 4 .
17. I 1 L L 10lg M 10 10lg n 2,5 M N I 4n N . Câu 17: Chọn đáp án B d x Acos(t 2 1 ) AM  d x A cos(t 2 1 ) BM  phương trình sóng tại M d d d d x x x 2 A sin 2 1 .sin(ωt 2 1 π) M AM BM λ λ d d A 2A sin 2 1 π M A A 2 Biên độ sóng tại M: λ ; tại M nếu M d2 d1 1 d2 d1 π π λ λ sin π π k d2 d1 k λ 2 λ 4 2 4 2 λ λ d2 A d1A d2 d1 d2 B d1B AB k AB Xét trên AB 4 2 ω v f 10Hz λ 3cm Ta có: 2π ; t 20, 5 k 19, 5 k 0, 1, 2 19, 20 ⇒ có 40 điểm. Câu 18: Chọn đáp án C λ v AB k 1 k f 2 2 f Gọi tần số ban đầu là 1 . Ta có 1 (số nút là k + 1) f f 30 Tần số sau khi tăng là 2 1 thì số nút sóng tăng thêm 5 nút. Ta có: λ 2 v v AB (k 5) (k 5) f 6k AB 1m v 12 2 2( f 30) 1 1 12 m/s. Câu 19: Chọn đáp án C λ λ 4. 40 λ 20 cm Hai nút sóng liên tiếp cách nhau 2 → năm nút liên tiếp cách nhau: 2 .
18. Thời gian giữa hai lần dây duỗi thẳng liên tiếp là T/2 = 0,5 s → T = 1 s. λ v T = 20 cm/s. Câu 20: Chọn đáp án B Ta có biên độ sóng tại P gấp 4 lần biên độ sóng tại Q → P gần nguồn hơn. A0 AP 4π.r Biên độ sóng tại P P A0 AQ 4π.r Biên độ sóng tại Q Q r A 4A Q 4 P Q r r 4m Lại có: P ; Q r 1m r r 3m P Q P . Câu 21: Chọn đáp án C π 2πd Δφ (2k 1) 2 λ v v 480 d (2k 1) f (2k 1) f (2k 1) ; 4 f 4d 4.25 15 f 33 1,0625 k 2,93 k 2 f 24Hz Câu 22: Chọn đáp án B Xét tam giác vuông AOC có OA = 6 cm và OC = 8 cm → AC =10 cm. - Gọi M là điểm nằm trên đoạn CO và dao động cùng pha với nguồn → AM = kλ = 1,6k. AO AM AC 6 1, 6k 10 3, 75 k 6, 75 Có 3 giá trị k nguyên thỏa mãn → có 3 điểm trên đoạn CO dao động cùng pha với nguồn. - Tương tự trên đoạn DO cũng có 3 điểm dao động cùng pha với nguồn. → Có 6 điểm trên đoạn CD dao động cùng pha với nguồn. Câu 23: Chọn đáp án A I I .10L 0,1.10 9.109 0,1W / m2. Mức cường độ âm o .
19. Câu 24: Chọn đáp án D v v v v f f k 2l k 4 2 f 1 10Hz. 2l f f f 2 2 Sóng dừng với hai đầu cố định thì 1 2 Câu 25: Chọn đáp án B π π 3π uN 3sin πt 3sin πt φN φM 0 + Ta có 4 2 4 sóng truyền từ N đến M. 2πd 3π Δφ + Từ công thức độ lệch pha λ 4 8d 200 100 1 λ cm v 3 3 3 cm/s = 3 m/s. Câu 26: Chọn đáp án B Ta có λ = v/f = 3 cm. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn MN là số giá trị k nguyên thỏa mãn điều kiện S N S N kλ S M S M 1 2 1 2 ↔ -11 ≤ 3k ≤ 8 → -3,7 ≤ k ≤ 2,7. Có 6 giá trị k nguyên → trên đoạn MN có 6 điểm dao động với biên độ cực đại Câu 27: Chọn đáp án C M dao động cực đại → AM – BM = kλ; M thuộc cực đại thứ 5 nên AM - BM = 5λ =15 → λ = λ v 30cm / s 3cm → T . Câu 28: Chọn đáp án C Ta lấy điểm K trên (1). Tại t1, K ở biên âm 3T t2 t1 Sau 8 , K ở li độ A 2 → đường (3) 7T t3 t1 Sau 8 , K ở li độ −A 2 → đường (2) 3T t4 t1 Sau 2 , K ở li độ 2A → đường (4) Vậy xếp theo thứ tự (3), (2), (4).