SÓNG – GIAO THOA SÓNG

Chia sẻ: Paradise5 Paradise5 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

108
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài 1: Một người quan sát một chiếc phao nổi lên trên mặt biển và thấy nó nhô lên cao 6 lần trong 15 giây, coi sóng biến là sóng ngang. Tính chu kỳ dao động của sóng biển? A. 3(s) B.43(s) C. 53(s) D. 63(s)

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: SÓNG – GIAO THOA SÓNG

SÓNG – GIAO THOA SÓNG Bài 1: Một người quan sát một chiếc phao nổi lên trên mặt biển và thấy nó nhô lên cao 6 lần trong 15 giây, coi sóng biến là sóng ngang. Tính chu kỳ dao động của sóng biển? A. 3(s) B.43(s) C. 53(s) D . 63(s) n- 1 Bài giải: Chú ý với dạng bài này ta nên dùng công th ức trắc nghiệm: f = , trong t đó t là thời gian dao động. Phao nhô lên 6 lần trong 15 giây nghĩa là phao th ực hiện được 5 dao động trong 15 giây. 1 n- 1 6- 1 1 = ( Hz ) suy ra T = = 3(s ) Vậy ta có f = = f t 15 3 Bài 2 : Một người quan sát mặt biển thấy có 5 ngọn sóng đi qua trước mặt mình trong khoảng thời gian 10(s) và đo được khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp là 5(m). Tính vận tốc sóng biển ? A. 1(m) B. 2m C. 3m D.4m n - 1 5- 1 2 f= = = ( Hz ) Bài giải: Tương tự như trên ta có : suy ra t 10 5 2 .5 = 2( m) Chú ý khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp chính là l v = l .f = 5 Câu 3: (ĐH 2007). Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = acos20t (cm). Trong khoảng thời gian 2(s) sóng truyền đI được quãng đường bằng bao nhiêu lần bước sóng? A. 10. B. 20. C. 30. D. 40. 2p 2p Bài giải: theo phương trình trên ta thấy w = 20p nên suy ra T = = = 0,1( s) w 20p Do cứ 1 chu kỳ thì tương ứng 1 bước sóng, nên trong khoảng thời gian t=2(s) sóng truyền được quãng đường S. ta có tỷ lệ 0,1(s) l Vậy 2(s) S 0,1 l Hay suy ra S=20 l = 2 S Câu 4: Moọt soựng coự taàn so ỏ 500Hz, coự toỏc ủoọ lan truyeàn 350m/s. Hai ủ ieồm gaàn nhau nhaỏt treõn phửụng truyeàn so ựng phaỷi caựch nhau gaàn nhaỏt moọt khoaỷng laứ bao nhieõu ủeồ  giửừa chuựng coự ủoọ leọch pha baống rad ? 3 A. 0,116m. B. 0,476m. C. 0,233m. D. 4,285m. 2p .d p l Bài giải : Ta biết : trong sóng cơ thì độ lệch pha là D j = Suy ra d = = l 3 6
v 350 l 0, 7 Trong đó: l = = 0, 7(m) vậy khỏang cách cần tìm là d = = = = 0,116(m) f 500 6 6 Câu 5: Một sóng âm có tần số 450(Hz) lan truyền với vận tốc 360(m/s) trong không khí. Độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau d=1(m) trên một ph ương truyền sóng là : A. D j = 0,5p (rad ) B. D j = 1,5p (rad ) C. D j = 2,5p (rad ) D. D j = 3,5p (rad ) Bài giải: 2p .d 2.p .1 v 360 ( trong đó l = = 0,8(m) ) Dj = = = 2,5p = l 0,8 f 450 Câu6: Vận tốc truyền âm trong không khí là 340(m/s) , khoảng cáchgiữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động ngược pha nhau là 0,8(m). Tần số âm là: A. f=85(Hz) B. f=170(Hz) C. f=200(Hz) D. f=225(Hz) 2p .d Bài giải: Ta biết 2 sóng dao động ngược pha khi độ lệch pha D j = = (2.k + 1)p l v 340 Gần nhau nhất thì lấy k=0 vậy l = 2.d = 2.0,85 = 1,7(m) hay f = = = 200( Hz ) l 1, 7 Câu 7: Khi biên độ của sóng tăng gấp đôi, năng lượng do sóng truyền tăng bao nhiêu lần. A. Giảm 1/4 B. Giảm 1/2 C. Tăng 2 lần D. Tăng 4 lần k . A2 Bài giải: năng lượng E : V ậy khi biên độ tăng gấp đôi thì năng lượng 2 k. A '2 k .4 A2 KA2 = 4 E Tăng 4 lần E' : = =4 2 2 2 Câu 8: H iệu pha của 2 sóng giống nhau phải bằng bao nhiêu để khi giao thoa sóng hoàn toàn triệt tiêu. A. 0 B. ð/4 C. ð/2 D.ð Bài giải: độ lệch pha của 2 sóng giống nhau là : D j = (2k + 1)p thì khi giao thoa chúng mới triệt tiêu . Lấy k=0 ta có D j = p Câu 9: Tỡm vận tốc súng õm biểu thị bởi phương trỡnh: u = 28cos(20x - 2 000t) A. 334m/s B. 331m/s C. 314m/s D. 100m/s 2p x Bài giải: áp d ụng phương trình sóng : U = A.co.s (wt - ) đối chiếu lên phương trình l 2p x 2p p w p 2000 trên ta thấy = 20 x suy ra l = mà v = l . f = l ( ) = .( ) = 100 ( m/s) = l 20 10 2p 10 2p ( Do w = 2000 ) Câu 10: M ột mũi nhọn S đ ư ợc gắn v ào đ ầu của một lá thép nằm ngang v à ch ạm v ào m ặt n ư ớc. Khi đầu lá thép dao động theo ph ương th ẳng đứng với tần số f = 1 00 (Hz), S t ạo tr ên m ặt n ước một sóng có bi ên đ ộ a = 0,5 (cm). Biết
k ho ảng cách g i ữa 9 gợn lồi li ên ti ếp là 4 (cm). Tính v ận tốc truyền sóng tr ên m ặt n ư ớc. A . 100 cm/s B . 50 cm/s C . 100cm/s D . 150cm/s Bài giải: áp dụng công thức trắc nghiệm khoảng cách giữa n ngọn sóng liên tiếp là : l = (n - 1)l Trong đó n là số ngọn sóng : ta có 4 4 = (9 - 1)l ® l = = 0,5 Vậy v = l . f = 100.0,5 = 50(cm / s) (cm) 8 Nhìn vào hình vẽ ta thấy từ ngọn sóng thứ 1 đến ngọn sóng thứ 9 cách nhau 8 l 1 9 l l l l l l l l C âu11: ( Bài t ập t ương t ự) : N gu ồn phát sóng tr ên m ặt n ư ớc tạo dao động với t ần số f =100(Hz) gây ra sóng trên m ặt n ư ớc . Biết khoảng cách giữa 7 gợn lồi ( b ụng sóng li ên ti ếp) l à 3(cm) . Tính v ận tốc truyền sóng tr ên m ặt n ư ớc ? A . 50(cm/s) B. 25(cm/s) C.100(cm/s) D.150(cm/s) B ài gi ải: áp dụng công thức trắc nghiệm khoảng cách giữa n ngọn sóng liên tiếp là : l = (n - 1)l Trong đó n là số ngọn sóng : ta có 3 3 = (7 - 1)l ® l = = 0,5 (cm) Vậy v = l . f = 100.0,5 = 50(cm / s) 6 C âu12: M ột nguồn sóng c ơ dao đ ộng điều ho à theo phương tr ình   x  A cos10t   . K ho ảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất tr ên phương 2   t ruy ền sóng m à t ại đó dao động của các phần tử môi tr ư ờng lệch pha nhau 2 l à 5 (m). H ãy tính v ận tốc truyền sóng. A . 150m/s B . 120m/s C . 100m/s D . 200m/s Bài giải: Độ lệch pha giữa hai phần tử trên phương truyền sóng là: 2p d p 2p .5 p Dj = =® = V ậy bước sóng là: l = 20(m) suy ra vận tốc l 2 l 2 truyền sóng : w 10p m v = l . f = l .( ) = 20.( ) = 200( ) 2p 2p s Câu 13: C ho m ột mũi nhọn S chạm nhẹ v ào m ặt n ư ớc v à dao đ ộng điều ho à v ới tần số f = 20 (Hz). Ng ư ời t a th ấy rằng hai điểm A v à B trên m ặt n ư ớc c ùng n ằm tr ên phương truy ền sóng cách nhau một khoảng d = 10 (cm) luôn dao
đ ộng ng ư ợc pha với nhau. Tính vận tốc truyền sóng, biết rằng vận tốc đó chỉ v ào kho ảng từ 0,8 (m/s) đến 1 (m/s). A . 100 m/s B . 90m/s C . 8 0m/s D . 85m/s B ài gi ải: Đ ộ lệch pha giữa hai phần tử theo ph ương truy ền sóng l à: 2p d Dj = = (2k + 1)p (Do hai điểm dao động ngược pha) vậy ta có : l 2df 2.0,1.20 4 ( 2k + 1)l (2k + 1)v v= = = d= = Suy ra : (2k + 1) 2k + 1 2k + 1 2 2f 0,8 £ v £ 1( m) Do giả thiết cho vận tốc thuộc khoảng nên ta thay biểu thức của V vào : 4 0,8 £ v = £1 2k + 1 ³ 4 Suy ra : k ³ 1,5 giải ra : (2k + 1) 4 Suy ra k £ 2 2k + 1 £ 0,8 thuộc Z nên lấy k=2 và biểu thức hay: do k thay vào 1,5 £ k £ 2 4 4 v= = = 0,8(m) 2k + 1 2.2 + 1 Câu 14: . Một sợi dây đ àn h ồi rất d ài có đ ầu A dao động với tần số f v à theo p hương vuông góc v ới sợi dây. Bi ên đ ộ dao động l à 4 (cm ), v ận tốc truyền s óng trên đây là 4 (m/s). Xét m ột điểm M tr ên dây và cách A m ột đoạn 28 ( cm), ngư ời ta thấy M luôn luôn dao động lệch pha với A một góc p v ới k = 0,  1,  2, Tính bư ớc sóng  . Bi ết tần số f có giá trị D j = (2k + 1) 2 t rong kho ảng từ 22 (H z) đ ến 26 (Hz). A . 8 cm B . 12 cm C . 14 cm D .16 cm B ài giải : Đ ộ lệch pha giữa hai phần tử theo ph ương truy ền sóng l à: 2p d p Dj = = (2k + 1) (chú ý: ở bài này người ta đã cho sẵn độ lệch pha) l 2 ( 2k + 1)l (2k + 1)v Tương tự như bài trên ta có : d = = 4 4f 4 2k + 1 v thay số vào ta có : f = (2 k + 1) = Suy ra : f = ( 2 k + 1) 4.0, 28 0, 28 4d
2k + 1 22 £ £ 26( Hz ) Do 22 £ f £ 26( Hz ) nên ta có : 0,8 2,58 £ k £ 3,14 ® k = 3 Giải ra ta có : vậy v 4 2k + 1 2.3 + 1 = 25( Hz ) vậy l = = = 0,16(m) = 16cm f= = f 25 0, 28 0, 28 Câu15: M ột sóng c ơ h ọc truyền trong một tr ư ờng đ àn h ồi.Ph ương tr ình d ao  đ ộng của nguồn có dạng: x  4cos  t  (cm) .Tính bư ớc sóng  . Cho bi ết vận tốc  3  t ruy ền sóng v = 40 (cm/s) Tính độ lệch pha của hai điểm cách nhau một k ho ảng 40 (cm) trên cùng phương truy ền sóng v à t ại c ùng th ời điểm. A .  /12 B .  /2 C .  /3 D .  /6 B ài g iải: Đ ộ lệch pha giữa hai phần tử theo ph ương truy ền sóng l à: 2p d 2p df 2p .40 p w p 1 Dj = = = = f= = = ( Hz ) Suy ra l v 40.6 3 2p 3.2p 6 Câu 16: Một sóng c ơ h ọc truyền trong một tr ư ờng đ àn h ồi.Ph ương tr ình dao æp ö x = 4 cos ç t ÷(cm) . Tính đ ộ lệch pha c ủa dao động ç3 ÷ çø đ ộng của nguồn có dạng: è÷ t ại c ùng m ột điểm bất kỳ sau khoảng thời gian 0,5 (s). p B .  /12 C .  /3 D .  /8 A. 6 B ài giải: s au kho ảng thời gian t =0,5 giây sóng truy ền đ ư ợc qu ãng đ ư ờng d : P hương tr ình dao đ ộng tại M cách nguồn một khoảng d l à : æp 2p d ö ÷(cm) xM = 4 cos ç t - ÷ ç ÷ ç3 è lø T rong đó ở t hời điểm (t) pha dao động của M l à : æp 2p d ö ÷ . S au th ời điểm t=0,5(s) th ì pha dao đ ộng tại M lúc n ày là: j 1 = ç t- ÷ ç ÷ ç3 è lø æp 2p d ö ÷ j 2 = ç (t + 0, 5) - V ởy độ lệch pha ÷ ç ÷ ç3 è lø p 2p d p 2p d p D j = j 2 - j 1 = ( (t + 0, 5) - ) - ( .t - )= 3 l 3 l 6 Câu 17: Trong thí nghiệm về hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước hai nguồn kết hợp Avà B dao động với tần số f=13(Hz) . Tại 1 điểm M cách nguồn AB những khoảng d1=19(cm) và d2=21(cm) , sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của AB không có cực đại nào khác. Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nước? A. 10(cm/s) B. 20(cm/s) C. 26(cm/s) D. 30(cm/s)
Bài giải: nhận xét do d1
l 50 v = l .f = = = 50(cm / s ) = 0, 5( m / s) = 1,8( km / h) T 1 Bài 20: Trên mặt nước có một nguồn dao động tạo ra tại điểm O một dao động điều hòa có tần số f= 50(Hz) . Trên mặt nước xuất hiện những vòng tròn đ ồng tâm O, mỗi vòng cách nhau 3(cm). Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là : A. 120(cm/s) B. 360(cm/s) C. 150(cm/s) D. 180(cm/s) Bài giải: Chú ý mỗi vòng tròn đồng tâm O trên mặt nước sẽ cách nhau 1 bước sóng vậy l = 3(cm) hay v = l . f = 3.50 = 150( cm / s ) l Bài 21: Đầu A của một dây dao động theo phương thẳng đứng với chu kỳ T=10(s) . Biết vận tốc truyền sóng trên dây là V=0,2(m/s) , khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất dao động ngược pha là bao nhiêu? A. 1,5m B. 2m C. 1m D. 2,5m Bài giải: Đ ộ lệch pha giữa hai phần tử theo ph ương truy ền sóng là: 2p d Dj = = (2k + 1)p (Do hai điểm dao động ngược pha) vậy ta có : khoảng l cách gần nhau nhất giữa hai điểm dao động ngược pha là : (2k + 1)l (2k + 1)v.T (2.0 + 1)0, 2.10 d= = = = 1(m) C hú ý : gần nhau nhất 2 2 2 nên trong phương trình trên ta lấy K=0) Bài 22: Sóng truyền từ A đến M với bước sóng l = 60(cm ) M cách A một đoạn d=3(cm) . So với sóng tại A thì sóng tại M có tính chất nào sau đây ? 3p A. Đồng pha với nhau B. Sớm pha hơn một lượng 2 C. Trễ pha hơn một lượng là p D. Một tính chất khác Bài giải: Ta đã biết phương trình sóng cách nguồn một đoạn là d là : 2p d U M = a cos(wt - ) nếu điểm M nằm sau nguồn A l (M chậm pha hơn A)
2p d U M = a cos(wt + ) Nếu điểm M nằm trước nguồn A l A Theo giả thiết ta có độ lệch pha M 2p d 2p .30 d Dj = = =p l 60 p Vậy sóng tại M trễ pha hơn sóng tại A một lượng là