Luyện thi ĐHQG môn Vật lý năm 2017

GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh<br /> <br /> SÓNG CƠ HỌC<br /> <br /> LUYỆN THI QUỐC GIA 2017<br /> <br /> Gv. ThS Nguyễn Vũ Minh<br /> Luyện thi THPT Quốc Gia - Tại BIÊN HÒA – ĐỒNG NAI<br /> Đ/C : SAU TRƯỜNG THPT NGÔ QUYỀN<br /> Nếu cần thêm các tài liệu khác về môn TOÁN – VẬT LÝ<br /> xin vui lòng liên hệ qua facebook : 0914449230<br /> thầy sẽ gửi tặng thêm các phần khác...<br /> <br /> 1. Khái niệm:<br /> - Sóng cơ là sự lan truyền những ………………………………. trong môi trường.<br /> - Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha dao động của các phần tử vật chất lan truyền còn các phần tử vật chất thì<br /> dao động xung quanh vị trí cân bằng cố định.<br /> 2. Phân loại sóng cơ<br /> • Sóng dọc : là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng.<br /> Ví dụ: sóng âm, sóng trên một lò xo<br /> • Sóng ngang: là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương<br /> truyền sóng.<br /> Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su, sóng trên mặt chất lỏng.<br /> 3. Giải thích sự tạo thành sóng cơ:<br /> - Sóng cơ được tạo thành do giữa các phần tử vật chất môi trường có lực liên kết đàn hồi.<br /> - Khi lực liên kết đàn hồi xuất hiện biến dạng lệch thì môi trường truyền sóng ngang, khi lực liên kết đàn hồi<br /> xuất hiện biến dạng dãn, nén thì môi trường truyền sóng dọc.<br /> - Sóng ngang chỉ truyền trong môi trường rắn và lỏng.<br /> - Sóng dọc truyền được trong cả ba môi trường vật chất rắn, lỏng và khí.<br /> * Chú ý :<br /> • Các môi trường rắn, lỏng, khí được gọi là môi trường vật chất.<br /> • Sóng cơ không truyền được trong chân không.<br /> 4. Các đại lượng đặc trưng cho sóng cơ<br /> a. Biên độ sóng:<br /> - Là biên độ dao động của các phần tử vật chất môi trường có sóng truyền qua.<br /> - Càng xa tâm dao động thì biên độ sóng càng giảm.<br /> b. Tần số sóng (f):<br /> - là tần số dao động của các phần tử vật chất môi trường có sóng truyền qua.<br /> c. Chu kỳ sóng (T) : T =<br /> <br /> 1<br /> f<br /> <br /> - là chu kỳ dao động của các phần tử vật chất môi trường có sóng truyền qua.<br /> VD ( Tốt nghiệp – 2009) : Một sóng có chu kì 0,125 s thì tần số của sóng này là<br /> A. 8Hz.<br /> B. 4Hz.<br /> C. 16Hz.<br /> D. 10Hz.<br /> d. Bước sóng (λ):<br /> - Là khoảng cách gần nhất giữa hai điểm trên phương truyền sóng mà dao động cùng pha với nhau.<br /> - Là quãng đường mà sóng lan truyền được trong một chu kỳ dao động.<br /> <br /> Đt : 0914449230 (facebook – zalo)<br /> <br /> 1<br /> <br /> Nhận dạy Toán – Vật Lý tại Biên Hòa – Đồng Nai<br /> <br /> GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh<br /> <br /> LUYỆN THI QUỐC GIA 2017<br /> <br /> λ<br /> <br /> v λf<br /> =<br /> λ<br /> =<br /> T<br /> <br /> v<br /> v<br /> <br /> λ v.T<br /> =<br /> Biểu thức tính toán: =<br /> Suy ra f =<br /> λ<br /> f<br /> <br /> λ<br /> <br /> T<br /> =<br /> <br /> v<br /> <br /> VD 1 : Một sóng cơ có tần số f lan truyền trong môi trường vật chất đàn hồi với tốc độ v, bước sóng sẽ là<br /> f<br /> v<br /> A. λ =v.f<br /> B. λ =<br /> C. λ =<br /> D. λ = f + v<br /> v<br /> f<br /> VD 2 : Một sóng âm có tần số 200 Hz lan truyền trong môi trường nước với tốc độ 1500 m/s. Bước sóng của<br /> sóng này trong môi trường nước là<br /> A. 7,5 m.<br /> B. 30,5 m.<br /> C. 3,0 km.<br /> D. 75,0 m.<br /> VD 3 : Khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng gần nhau nhất, dao động cùng pha với nhau gọi là<br /> A. bước sóng.<br /> B. chu kỳ.<br /> C. độ lệch pha.<br /> D. tốc độ truyền sóng.<br /> e. Tốc độ truyền sóng (v) :<br /> - Là tốc độ truyền pha của dao động.<br /> - Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào bản chất của môi trường truyền (tính đàn hồi và mật độ môi trường).<br /> - Tốc độ truyền sóng trong các môi trường giảm theo thứ tự :<br /> VD 1 : Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào<br /> A. Năng lượng sóng.<br /> C. Môi trường truyền sóng.<br /> <br /> B. Tần số dao động.<br /> D. Bước sóng.<br /> <br /> VD 2 : Một âm có tần số xác định truyền lần lượt trong nhôm, nước, không khí với tốc độ tương ứng là v1, v2,<br /> v3. Nhận định nào sau đây là đúng ?<br /> A. v1 > v2 > v3<br /> B. v2 > v1 > v3<br /> C. v1 > v3 > v2<br /> D. v3 > v2 > v1<br /> f. Năng lượng sóng: sóng truyền dao động cho các phần tử của môi trường, nghĩa là truyền cho chúng<br /> năng lượng. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng<br /> 1<br /> W = Dω2 U 02 (J) ℓà năng ℓượng dao động của các phần tử của môi trường có sóng truyền qua.<br /> 2<br /> + Nếu sóng ℓý tưởng (sóng truyền theo một phương) thì năng ℓượng sóng không đổi.<br /> + Nếu sóng ℓan tỏa theo hình tròn trên mặt nước thì năng ℓượng sóng giảm tỉ ℓệ với khoảng cách đến<br /> nguồn.<br /> + Nếu sóng ℓan tỏa theo hình cầu (sóng âm) thì năng ℓượng sóng giảm tỉ ℓệ với bình phương khoảng<br /> cách đến nguồn.<br /> *** Chú ý: Sóng cơ không truyền vật chất mà chỉ truyền dao động, năng ℓượng, pha dao động...<br /> VD : Điều nào sau dây là đúng khi nói về năng lượng sóng<br /> A.Trong khi truyền sóng thì năng lượng không được truyền đi.<br /> B. Quá trình truyền sóng là qúa trình truyền năng lượng.<br /> C. Khi truyền sóng năng lượng của sóng giảm tỉ lệ với bình phương biên độ.<br /> D. Khi truyền sóng năng lượng của sóng tăng tỉ lệ với bình phương biên độ.<br /> * Chú ý : Quá trình truyền sóng là một quá trình truyền pha dao động, khi sóng lan truyền thì các đỉnh<br /> sóng di chuyển còn các phần tử vật chất môi trường mà sóng truyền qua thì vẫn dao động xung quanh<br /> VTCB của chúng.<br /> Đt : 0914449230 (facebook – zalo)<br /> <br /> 2<br /> <br /> Nhận dạy Toán – Vật Lý tại Biên Hòa – Đồng Nai<br /> <br /> GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh<br /> <br /> LUYỆN THI QUỐC GIA 2017<br /> <br /> • Khi quan sát được n đỉnh sóng thì khi đó sóng lan truyền được quãng đường bằng (n – 1)λ , tương ứng<br /> hết quãng thời gian là Δt = (n – 1)T.<br /> 2λ<br /> λ<br /> A<br /> <br /> E<br /> B<br /> <br /> Phương<br /> <br /> H<br /> <br /> F<br /> <br /> D<br /> C<br /> <br /> I<br /> J<br /> <br /> λ<br /> 2<br /> <br /> G<br /> <br /> 3<br /> <br /> λ<br /> 2<br /> <br /> Lưu ý : Quá trình truyền sóng là một quá trình truyền pha dao động, khi sóng lan truyền thì các đỉnh sóng di<br /> chuyển còncác phần tử vật chất môi trường mà sóng truyền qua thì vẫn dao động xung quanh vị trí cân bằng của<br /> chúng.<br /> - Khi sóng truyền theo một đường thẳng thì biên độ và năng lượng sóng coi như không đổi<br /> E1 = E2; A1 = A2<br /> A<br /> R2<br /> R<br /> E<br /> - Khi sóng truyền trên mặt phẳng thì 1 = 2 ; 1 =<br /> R1<br /> E 2 R1 A2<br /> 2<br /> <br /> E R  A<br /> R<br /> - Khi sóng truyền trong không gian thì 1 =  2  ; 1 = 2<br /> E 2  R1  A2 R1<br /> <br /> Bài tập ví dụ : Một người ngồi ở bờ biển trông Xét tại một điểm có 10 ngọn sóng truyền qua ứng với<br /> thấy có 10 ngọn sóng qua mặt trong 36 giây,<br /> 36<br /> = 4s. Xác định tần số dao động.<br /> khoảng cách giữa hai ngọn sóng là 10m.. Tính tần 9 chu kì. T =<br /> 9<br /> số sóng biển.và vận tốc truyền sóng biển.<br /> 1 1<br /> A. 0,25Hz; 2,5m/s<br /> B. 4Hz; 25m/s<br /> f= = = 0, 25 Hz .Vận tốc truyền sóng:<br /> T 4<br /> C. 25Hz; 2,5m/s<br /> D. 4Hz; 25cm/s<br /> <br /> λ=vT ⇒ v=<br /> Bài tập ví dụ : Một người ngồi ở bờ biển quan sát<br /> thấy khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp bằng<br /> 10 m. Ngoài ra người đó đếm được 20 ngọn sóng đi<br /> qua trước mặt trong 76 (s).<br /> a) Tính chu kỳ dao động của nước biển.<br /> b) Tính vận tốc truyền của nước biển.<br /> Giải : a/ Khi người đó quan sát được 20 ngọn sóng<br /> đi qua thì sóng đã thực hiện được quãng đường là<br /> 19λ.<br /> Bài tập ví dụ : Một người quan sát sóng trên mặt<br /> hồ thấy khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp<br /> bằng 2 m và có 6 ngọn sóng truyền qua trước mặt<br /> trong 8 (s). Tốc độ truyền sóng nước là<br /> A. v = 3,2 m/s<br /> B. v = 1,25 m/s.<br /> C. v = 2,5 m/s.<br /> D. v = 3 m/s.<br /> <br /> λ 10<br /> = =2,5 ( m / s ) . Đáp án A<br /> T 4<br /> <br /> Thời gian tương ứng để sóng lan truyền được quãng<br /> đường trên là 19T.<br /> Theo bài ta có 19T = 76 → T = 4s<br /> b/ Khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp chính là<br /> bước sóng, λ = 10 m.<br /> Tốc độ truyền sóng được tính theo công thức<br /> λ 10<br /> v= =<br /> = 2,5 m/s<br /> T 4<br /> Khoảng cách giữa 2 ngọn sóng liên tiếp là λ nên ta có<br /> λ = 2 m.<br /> 6 ngọn sóng truyền qua tức là sóng đã thực hiện được<br /> 5 chu kỳ dao động,<br /> Khi đó 5T = 8 ⇒ T = 1,6 (s). Từ đó, tốc độ truyển<br /> sóng là v = λ/T = 1,25 m/s  Chọn đáp án B.<br /> <br /> v<br /> Bài tập ví dụ : Một sóng cơ lan truyền với tần số ƒ<br /> a/ Ta có λ = ⇒ v = λƒ = 0,7.500 = 350 m/s.<br /> = 500 Hz, biên độ A = 0,25 mm. Sóng lan truyền<br /> ƒ<br /> với bước sóng λ =70 cm. Tìm<br /> b/ Tốc độ cực đại của phần tử môi trường: vmax = ω.A<br /> a) tốc độ truyền sóng.<br /> = 2πƒ.A = 2π.500.0,25.10-3 = 0,25π = 0,785 m/s.<br /> Đt : 0914449230 (facebook – zalo)<br /> <br /> 3<br /> <br /> Nhận dạy Toán – Vật Lý tại Biên Hòa – Đồng Nai<br /> <br /> GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh<br /> <br /> b) tốc độ dao động cực đại của các phần tử vật chất<br /> môi trường.<br /> Bài 1 : Một sóng có tốc độ lan truyền 240 m/s và<br /> có khoảng cách giữa 2 điểm gần nhau nhất trên<br /> phương truyền dao động cùng pha là 2,4 m.<br /> a/ Tìm chu kỳ sóng và tần số sóng.<br /> (ĐS : 0,01s và 100Hz)<br /> b/ Sau thời gian 0,5 s thì sóng đã truyền được<br /> quãng đường bằng bao nhiêu lần bước sóng ?<br /> (ĐS : S = 50 λ )<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> <br /> Bài 2 : Một cần rung có mũi nhọn S chạm mặt<br /> nước. Cần rung với tần số 50Hz để tạo sóng trên<br /> mặt nước. Người ta thấy khoảng cách giữa 5 đỉnh<br /> sóng tròn đồng tâm liên tiếp cách nhau 12 cm. Mỗi<br /> đỉnh sóng cao 6 cm. Tìm:<br /> a/ Tìm bước sóng và biên độ sóng ?<br /> b/ Để sóng truyền được quãng đường 300 cm thì<br /> thời gian truyền bằng bao nhiêu lần chu kỳ ? (ĐS :<br /> 100T)<br /> <br /> LUYỆN THI QUỐC GIA 2017<br /> <br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> <br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> <br /> ………………………………………...............……<br /> Bài 3 : Một người ngồi trên mặt biển thấy 4 đỉnh<br /> sóng liên tiếp qua trước mặt mất 12s. Người đó<br /> ………………………………………...............……<br /> cũng thấy rằng đỉnh sóng làm phao nhô lên lần sau<br /> cách đỉnh sóng làm phao nhô lên lần trước 8 m. Tìm ………………………………………...............……<br /> tốc độ truyền sóng ?<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> Bài 4 : Sóng truyền trong một sợi dây đàn hồi rất<br /> dài với tần số 500Hz, người ta thấy khỏang cách<br /> ………………………………………...............……<br /> giữa hai điểm gần nhau nhất dao động cùng pha là<br /> 80cm/s. Tính tốc độ truyền sóng.<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> Bài 5 : Trên mặt một chất lỏng có một sóng cơ,<br /> người ta quan sát được khoảng cách giữa 15 đỉnh<br /> ………………………………………...............……<br /> sóng liên tiếp là 3,5 m và thời gian sóng truyền<br /> được khoảng cách đó là 7 s. Xác định bước sóng, ………………………………………...............……<br /> chu kì và tần số của sóng đó.<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> Bài 6 : Sóng cơ học truyền trong môi trường đàn<br /> hồi với vận tốc v không đổi, khi tăng tần số sóng lên<br /> ………………………………………...............……<br /> 2 lần thì bước sóng sẽ thay đổi như thế nào ? (ĐS :<br /> giảm 2 lần)<br /> ………………………………………...............……<br /> Đt : 0914449230 (facebook – zalo)<br /> <br /> 4<br /> <br /> Nhận dạy Toán – Vật Lý tại Biên Hòa – Đồng Nai<br /> <br /> GV : Th.S Nguyễn Vũ Minh<br /> <br /> LUYỆN THI QUỐC GIA 2017<br /> <br /> Bài 7 : Tại một điểm trên mặt chất lỏng có một<br /> nguồn dao động với tần số 120 Hz, tạo ra sóng ổn<br /> ………………………………………...............……<br /> định trên mặt chất lỏng. Xét 5 gợn lồi liên tiếp trên<br /> một phương truyền sóng, ở về một phía so với ………………………………………...............……<br /> nguồn, gợn thứ nhất cách gợn thứ năm 0,5 m. Tính<br /> ………………………………………...............……<br /> tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng.<br /> ………………………………………...............……<br /> Bài 8 (BTVN) : Một người ngồi câu cá ở bờ sông<br /> nhận thấy có 5 ngọn sóng nước đi qua trước mặt<br /> ………………………………………...............……<br /> trong khoảng thời gian 8s, và khoảng cách giữa hai<br /> ngọn sóng liên tiếp bằng 1m. Tính chu kỳ dao động ………………………………………...............……<br /> của các phần tử nước.<br /> ………………………………………...............……<br /> Bài 9 : Người ta dung búa gõ mạnh xuống đường<br /> ray xe lửa, cách chổ gõ 1360m một người áp tai<br /> xuống đường ray và nghe thấy tiếng gõ truyền qua<br /> đường ray và sau đó 3,75s thì nghe được tiếng gõ<br /> truyền qua không khí đến tai. Tính tốc độ truyền âm<br /> trong thép. Biết tốc độ truyền âm trong không khí là<br /> 340 m/s.<br /> <br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> Bài 10 : Người ta dùng búa gõ mạnh xuống đường<br /> ray xe lửa, cách chổ gõ 1090m một người áp tai<br /> xuống đường ray và nghe thấy tiếng gõ truyền qua<br /> đường ray và sau đó 3 s thì nghe được tiếng gõ<br /> truyền qua không khí đến tai. Tính tốc độ truyền âm<br /> trong không khí. Biết tốc độ truyền âm trong thép là<br /> 5294 m/s. (ĐS : 340 m/s)<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> <br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> <br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> ………………………………………...............……<br /> <br /> CÂU HỎI THỰC HÀNH<br /> Câu hỏi 1 : Chọn nhận xét sai về quá trình truyền sóng ?<br /> A. Quá trình truyền sóng là quá trình lan truyền dao động trong môi trường vật chất theo thời gian<br /> B. Quá trình truyền sóng là quá trình lan truyền trạng thái dao động trong môi trường truyền sóng theo thời gian<br /> C. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng dao động trong môi trường truyền sóng theo thời gian<br /> D. Quá trình truyền sóng là quá trình lan truyền phần tử vật chất trong môi trường truyền sóng theo thời gian<br /> Câu hỏi 2 : Nhận xét nào là đúng về sóng cơ học<br /> A. Sóng cơ học truyền trong môi trường chất lỏng thì chỉ truyền trên mặt thoáng<br /> B. Sóng cơ học không truyền trong môi trường chân không và cả môi trường vật chất<br /> C. Sóng cơ học truyền được trong tất cả các môi trường<br /> D. Sóng cơ học chỉ truyền được trong môi trường vật chất<br /> Câu hỏi 3 : Để phân loại sóng ngang và sóng dọc người ta căn cứ vào<br /> A. Môi trường truyền sóng<br /> C. Phương dao động của phần tử vật chất<br /> Đt : 0914449230 (facebook – zalo)<br /> <br /> 5<br /> <br /> Nhận dạy Toán – Vật Lý tại Biên Hòa – Đồng Nai<br /> <br />