240 Bài tập Sóng cơ trong đề thi thử Đại học có lời giải (P8)
-
4408 lượt thi
-
40 câu hỏi
-
40 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có sự gặp nhau của hai sóng
Đáp án D
Điều kiện giao thoa: Hai nguồn sóng phải là hai nguồn kết hợp:
+ Cùng phương
+ Cùng tần số
+ Hiệu số pha không đổi theo thời gian.
Câu 2:
Một sợi dây đàn hồi dài 130 cm, được rung với tẩn số f, trên dây tạo thành một sóng dừng ổn định. Người ta đo được khoảng cách giữa một nút và một bụng ở cạnh nhau bằng 10cm. Sợi dây có
Đáp án C
Khoảng cách giữa một bụng và một nút liên tiếp:
Xét tỉ số:
không phải sợi dây hai đầu cố định.
(là số lẻ) => sợi dây một đầu cố định, một đầu tự do.
Ta có:
Vậy, sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do, trên sợi dây có 7 bụng và 7 nút.
Câu 3:
Một nguồn O phát sóng cơ có tần số 10 Hz truyền theo mặt nước theo đường thẳng với v= 60 cm/s. Gọi M và N là điểm trên phương truyền sóng cách O lần lượt 20 cm và 45 cm. Trên đoạn MN có bao nhiêu điểm dao động lệch pha với nguồn O góc ?
Đáp án A
Bước sóng:
Điều kiện để một điểm P lệch pha so với O
Mà P nằm trên đoạn MN nên:
Mà k là các số nguyên nên k nhận các giá trị:
Có 4 giá trị k thỏa mãn nên có 4 điểm dao động lệch pha so với nguồn O
Câu 4:
Nguồn sóng ở o dao động với tần số 10 Hz, dao động truyền đi với vận tốc 0,4 m/s theo phương Oy; trên phương này có hai điểm P và Q với PQ= 15 cm. Biên độ sóng bằng a= 1cm và không thay đổi khi lan truyền. Nếu tại thời điểm t nào đó P có li độ 0 cm thì li độ tại Q là
Đáp án C
Độ lệch pha giữa P và Q:
Dao động tại Q vuông pha dao động tại P, khi đó:
Câu 5:
Phát biểu nào sau đây về đại lượng đặc trưng cho sóng cơ học là không đúng?
Đáp án C
Trong sóng cơ: Tốc độ truyền sóng là tốc độ truyền pha dao động, không phải là tốc độ dao động của các phần tử sóng.
Câu 6:
Trên một sợi dây đàn hồi dài 1 m, hai đầu cố định, có sóng dừng với hai bụng sóng. Bước sóng của sóng truyền trên dây là
Đáp án A
Số bụng sóng:
Điều kiện xảy ra sóng dừng với sợi dây hai đầu cố định:
Câu 7:
Sóng truyền theo phương ngang trên một sợi dây dài với tần số 10 Hz. Điểm M trên dây tại một thời điểm đang ở vị trí cao nhất và tại thời điểm đó điểm N cách M một khoảng 5 cm đang đi qua vị trí có li độ bằng nửa biên độ và đi lên. Coi biên độ sóng không đổi khi truyền. Biết khoảng cách MN nhỏ hơn bước sóng của sóng trên dây. Chọn đáp án đúng cho tốc độ truyền sóng và chiều truyền sóng.
Đáp án D
Khi M ở vị trí cao nhất.
Theo chiều truyền của sóng từ trái qua phải các phần tử bên phải gần M đi lêN
Do ; N có li độ dương bằng và đi lên nên sóng truyền từ M đến N
Từ hình: Dao động tại N chậm pha hơn tại M góc
Tốc độ truyền sóng:
Câu 8:
Một sóng cơ lan truyền trên sợi dây từ C đến B với chu kì T=2 s, biên độ không đổi. Ở thời điểm , ly độ các phần tử tại B và C tương ứng là -20 mm và +20 mm; các phần tử tại trung điểm D của BC đang ở vị trí cân bằng. Ở thời điểm t, li độ các phần tử tại B và C cùng là +8 mm. Tại thời điểm li độ của phần tử D có li độ gần nhất với giá trị nào sau đây?
Đáp án B
Từ thời điểm đến :
+ Vectơ biểu diễn dao động của B quay góc B:
+ Vectơ biểu diễn dao động của C quay góc C:
Ta có:
+ Mà:
+ Vectơ biểu diễn dao động của D đang từ VTCB cũng quay góc giống như B và C nên tới vị trí biên.
+ Đến thời điểm vectơ biểu diễn dao động của D quay thêm góc:
Câu 9:
Trên một sợi dây đàn hồi dài 1,2 m, hai đầu cố định, đang có sóng dừng. Biết sóng truyền trên dây có tần số 100 Hz và tốc độ 80 m/s. Số bụng sóng trên dây là
Đáp án A
Điều kiện xảy ra sóng dừng trên sợi dây:
Số bụng sóng trên sợi dây:
Câu 10:
Giao thoa
Đáp án C
Giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sóng, xảy ra với cả sóng cơ và sóng điện từ
Câu 11:
Một sóng cơ truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình (cm) (x tính bằng mét, t tính bằng giây). Tốc độ truyền sóng bằng
Đáp án C
Đồng nhất phương trình:
Câu 12:
Tại O có một nguồn phát âm thanh đẳng hướng với công suất không đổi. Một người đi bộ từ A đến C theo một đường thăng và lắng nghe âm thanh từ nguổn O thì nghe thấy cường độ âm tăng từ I đến 4I rồi lại giảm xuống I. Khoảng cách AO bằng:
Đáp án B
+ Do nguồn phát âm thanh đẳng hướng
+ Cường độ âm tại điểm cách nguồn âm R
+ Giả sử người đi bộ từ A qua M tới C
+ Trên đường thẳng qua AC: IM đạt giá trị lớn nhất, nên M gần O nhất hay OM vuông góc với AC và là trung điểm của AC
Câu 13:
Một nguồn âm O, phát sóng âm theo mọi phương như nhau. Hai điểm A, B nằm trên cùng đường thẳng đi qua nguồn O và cùng bên so với nguồn. Khoảng cách từ B đến nguổn lớn hơn từ A đến nguồn bốn lần. Nếu mức cường độ âm tại A là 60 dB thì mức cường độ âm tại B xấp xỉ bằng
Đáp án A
Hiệu mức cường độ âm tại A và B:
Cường độ âm tại B:
Câu 14:
Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về sóng cơ học ?
Đáp án C
Sóng âm cũng là sóng cơ học nên không truyền được trong chân không.
Sóng dọc là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng.
Sóng ngang là sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng.
Câu 15:
Sóng cơ truyền theo trục Ox với phương trình
(trong đó x tính bằng centimet và t tính bằng giây). Tốc độ truyền của sóng này là
Đáp án A
Đồng nhất phương trình:
Câu 16:
Một sóng âm truyền trong không khí. Mức cường độ âm tại điểm M và tại điểm N lần lượt là 30 dB và 50 dB. Cường độ âm tại M nhỏ hơn cường độ âm tại N
Đáp án A
Hiệu mức cường độ âm tại M và N:
Câu 17:
Một sóng dừng trên dây có dạng .
Trong đó u là li độ tại thời điểm t của phần tử P trên dây, x tính bằng cm là khoảng cách từ nút O của dây đến điểm P. Điểm trên dây dao động với biên độ bằng mm cách bụng sóng gần nhất đoạn 2 cm. Vận tốc dao động của điểm trên dây cách nút 4 cm ở thời điểm t = 1 s là
Đáp án B
Biên độ tại bụng sóng: A= 2mm
Tại điểm có biên độ mm
Khoảng cách từ Y đến bụng sóng
Tại điểm cách nút 4cm:
(bụng sóng)
Vận tốc dao động của điểm trên dây cách nút 4cm
Tại thời điểm 1s:
Câu 18:
Trong sự truyền sóng cơ, để phân loại sóng ngang và sóng dọc người ta căn cứ vào
Đáp án A
Trong sự truyền sóng cơ, để phân loại sóng ngang và sóng dọc người ta căn cứ vào phương dao động của phần từ vật chất và phương truyền sóng
Câu 19:
Một sóng âm truyền trong một môi trường. Biết cường độ âm tại một điểm gấp 100 lần cường độ âm chuẩn của âm đó thì mức cường độ âm tại điểm đó là
Đáp án D
Mức cường độ âm tại điểm đó:
Câu 20:
Một sóng cơ lan truyền đi với vận tốc 2 m/s với tần số 50 Hz. Bước sóng của sóng này có giá trị là
Đáp án D
Bước sóng của sóng trên:
Câu 21:
Hai điểm M, N cùng nằm trên một hướng truyền sóng và cách nhau một phần ba bước sóng. Biên độ sóng không đổi trọng quá trình truyền. Tại một thời điểm, khi li độ dao động của phần tử tại M là 3 cm thì li độ dao động của phần tử tại N là -3 cm. Biên độ sóng bằng:
Đáp án C
Độ lệch pha của hai sóng:
Do hai tọa độ đối xứng nhau nên (hình vẽ):
Câu 22:
Xét một sóng ngang có tần số f = 10 Hz và biên độ a= cm, lan truyền theo phương Oy từ nguồn dao động O, với tốc độ truyền sóng là 40 cm/s. Điểm P nằm trên phương truyền sóng, có tọa độ y = 17 cm. Khoảng cách lớn nhất giữa phần tử môi trường tại O và phần tử môi trường tại P là
Đáp án D
+ Bước sóng là:
+ Độ lệch pha giữa P và O là:
P và O vuông pha
+ Gọi hình chiếu của O lên Oy là A, của P lên Oy là B, tọa độ của O là , của P là
Từ hình bên ta có:
OP lớn nhất khi lớn nhất
+ Giả sử sóng tại O có phương trình:
Phương trình sóng tại P:
+ Xét hiệu:
Thay vào (1) ta được:
Câu 23:
Phát biểu nào sau đây về đại lượng đặc trưng của sóng cơ học là không đúng ?
Đáp án C.
Lời giải chi tiết:
Vận tốc của sóng là vận tốc lan truyền dao động trong môi trường. Với mỗi trường xác định thì vận tốc truyền sóng có một giá trị không đổi.
Vận tốc dao động của các phân tử dao động là vận tốc chuyển động của một điểm (phân tử vật chất) của môi trường khi có sóng có truyền qua. Nó chính là đạo hàm của li độ theo thời gian, nên vận tốc dao động của các phân tử dao động có dạng là hàm điều hòa theo thời gian.
Câu 24:
Trên mặt nước nằm ngang, tại hai điểm S1, S2 cách nhau 20 cm, người ta đặt hai nguồn sóng cơ kết hợp, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng có tần số 50 Hz và luôn dao động đồng pha. Biết vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 3m/s, coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn S1S2 là
Đáp án B.
Lời giải chi tiết:
Bước sóng
Ta có:
Số điểm cực tiểu trên đoạn là 3.2 = 6 điểm
Câu 25:
Trong một thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn A và B cách nhau 16m, dao động theo phương vuông góc với mặt nước, cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số 50 Hz. Điểm M nằm trên mặt nước và nằm trên đường trung trực của AB cách trung điểm O của AB một khoảng nhỏ nhất bằng cm luôn dao động cùng pha với O. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước bằng
Đáp án A.
Lời giải chi tiết:
Giả sử hai nguồn có phương trình dao động
Gọi d là khoảng cách từ M tới 2 nguồn, phương trình sóng tại M là:
Phương trình sóng tại O là:
Độ lệch pha giữa chúng
Để M và O cùng pha thì:
Vì M gần O nhất ứng với k=1
Tốc độ truyền sóng
Câu 26:
Để ước lượng độ sâu của một giếng cạn nước, một người dung đồng hồ bấm giây, ghé sát tai vào miệng giếng và thả một hòn đá rơi tự do từ miệng giếng, sau 2s thì người đó nghe thấy tiếng hòn đá đập vào đáy giếng. Giả sử tốc độ truyền âm không khí là 340 m/s. Lấy g = 10 m/s2. Độ sâu ước lượng của giếng là
Đáp án A.
Lời giải chi tiết:
Gọi độ sâu của giếng là h.
Thời gian hòn đá rơi tự do:
Thời gian âm thanh đi từ đáy lên miệng giếng:
Thời gian tổng cộng
Câu 27:
Thực hiện thí nghiệm giao thoa tại mặt nước với hai nguồn kết hợp dao động cùng biên độ, đồng pha và theo phương vuông góc với bề mặt chất lỏng tại S1 và S2. Biết khoảng cách S1S2 bằng 27,6 cm và sóng truyền trên mặt nước với bước sóng 8 cm. Gọi ( E) là đường elip trên mặt nước nhận S1 và S2 là hai tiêu điểm và đi qua điểm N là điểm thuộc vân giao thoa trung tâm và cách trung điểm của S1S2 một khoàng 12 cm. Số điểm trong vùng điện tích mặt nước bao quanh bởi (E) dao động với biên độ cực đại và lệch pha so với hai nguồn S1 và S2 là
Đáp án A.
Lời giải chi tiết:
Độ lệch pha của điểm M với hai nguồn là
Điều kiện để M lệch pha so với nguồn:
Vậy quỹ tích các điểm lệch pha so với nguồn là đường elip thỏa mãn đều kiện (1) nhận S1 và S2 làm tiêu điểm.
+ Điều kiện để các đường elip này nằm trong (E) là:
+ Mặt khác tổng các cạnh trong một tam giác lớn hơn cạnh còn lại nên
Kết hợp (1), (2) và (3) ta có:
Vậy có 2 đường elip nằm trong € mà các điểm trên đó lệch pha so với nguồn.
+ Số điểm giao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng nối hai nguồn:
+ Vì 1 đường cực đại cắt elip tại 2 điểm nên trên 1 đường elip có 14 điểm dao động với biên độ cực đại.
Vậy trên 2 đường elip có 28 điểm dao động với biên độ cực đại và lệch pha số với nguồn.
Câu 28:
Khi nói về sóng cơ, phát biều nào sai là?
Đáp án B
A. Đúng. Vì sóng truyền dao động cho các phần tử của môi trường nghĩa là truyền cho chúng năng lượng. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng.
B. Sai. Khi sóng truyền đi, trạng thái dao động (pha dao động) của nguồn sống được lan truyền cho các phần tử vật chất môi trường nhưng các phần tử vật chất này vẫn dao động xung quanh vị trí cân bằng của chúng mà không bị chuyển dời theo sóng.
C. Đúng. Sóng cơ học truyền được trong môi trường vật chất, không truyền được trong chân không.
D. Đúng. Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất.
Câu 29:
Hai sóng phát ra từ hai nguồn đồng bộ. Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu khoảng cách tới hai nguồn bằng
Đáp án C
Trong giao thoa sóng, gọi và là khoảng cách từ một điểm trong vùng giao thoa tới hai nguồn, nếu điểm đó là cực đại giao thoa thì chúng phải thỏa mãn phương trình:
Hay ta nói những điểm tại đó dao động với biên độ cực đại là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nguyên lần bước sóng.
Câu 30:
Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn sóng kết hợp A và B dao động điều hòa cùng pha theo phương thẳng đứng với tần số 80 Hz. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 80 cm/s. Coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Tính từ đường trung trực của hai nguồn, điểm M cách hai nguồn lần lượt là 10,25 cm và 16,75 cm nằm trên
Đáp án B
Bước sóng
Ta có
Vậy M nằm trên đường cực tiểu thứ 7.
Câu 31:
Cho một sóng dọc cơ học có tốc độ truyền sóng v= 200 cm/s, truyền đi theo một phương với biên độ A coi như không đổi. Hai điểm M và N là hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng và dao động ngược qua với nhau. Trong quá trình dao động, khoảng cách nhỏ nhất và lớn nhất giữa M và N là 12 cm và 28 cm. Tốc độ dao động cực đại tại một điểm trên phương truyền sóng gần nhất giá trị nào sau đây:
Đáp án A
Vì M và N là hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng và dao động ngược pha với nhau nên khoảng cách giữa hai vị trí cân bằng của M và N là
Vì M và N ngược pha nên khoảng cách xa nhất và gần nhất giữa hai điểm M và N là:
Tần số:
Tốc độ dao động cực đại của một điểm trên phương truyền sóng:
Câu 32:
Trên mặt nước tại hai điểm A, B cách nhau 20 cm người ta tạo ra hai nguồn phát sóng cơ dao động theo phương thẳng đứng có phương trình . Sóng truyền đi với tốc độ v (với và có biên độ không thay đổi. Tại điểm M trên mặt nước thuộc trung trực của AB với AM= 14 cm dao động cùng pha với dao động tại A. Số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên AB là
Đáp án D
Chu kỳ sóng
Vì M dao động cùng pha với A nên , với kZ
Mặt khác
Bước sóng
Vậy số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên AB là điểm.
Câu 33:
Trong hệ sóng dừng trên một sợi dây mà hai đầu được giữ cố định thì bước sóng bằng
Đáp án D.
Trong sóng dừng, khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liên tiếp luôn bằng nửa bước sóng. Do đó bước sóng là hai lần khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng kề nhau.
Câu 34:
Một sóng âm truyền trong không khí. Mức cường độ âm tại điểm M và tại điểm N lần lượt là 40dB và 80dB. Cường độ âm tại N lớn hơn cường độ âm tại M
Đáp án B.
Ta có:
Câu 35:
Ở đầu một thanh thép đàn hồi dao động với chu kì 1s có gắn một quả cầu nhỏ chạm nhẹ vào mặt nước, khi đó trên mặt nước hình thành sóng tròn tâm O. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40 cm/s Khoảng cách từ đỉnh sóng thứ 4 đến đỉnh sóng thứ 9 kể từ tâm O trên cùng một phương truyền sóng là
Đáp án B.
Bước sóng
Khoảng cách từ đỉnh sóng thứ 4 đến đỉnh sóng thứ 9 là
Câu 36:
Một nguồn phát sóng dao động điều hòa tạo ra sóng tròn đồng tâm O trên mặt nước với tần số 80 Hz. Hai điểm M và N thuộc mặt nước, nằm trên hai phương truyền sóng mà các phần tử nước dao động. Biết và OM vuông góc với ON. Cho biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 48 cm/s Số điểm mà phần tử nước dao động cùng pha với dao động của nguồn O trên đoạn MN là
Đáp án B
Điểm dao động cùng pha với nguồn O thì phải cách nguồn đoạn là d=k
H là điểm trên MN gần nguồn O nhất có:
Số điểm cùng pha với nguồn trên MH thỏa mãn bất phương trình
Vậy có 3 điểm kể cả H và M.
Số điểm cùng pha với nguồn trên NH thỏa mãn bất phương trình
Vậy có 5 điểm không kể điểm H.
Như vậy tổng có tất cả 8 điểm trên MN dao động cùng pha với nguồn O.
Câu 37:
Cho sóng âm phát đi từ nguồn điểm O qua A rồi tới B. Hai điểm A, B cách nhau 340m Biết tỉ số biên độ sóng tại A và B là 22/5 Vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s Mức cường độ âm tại A là
Bỏ qua sự hấp thụ năng lượng sóng âm của môi trường. Biết cường độ âm chuẩn là
Năng lượng mà nguồn âm đã truyền qua khoảng không gian giới hạn giữa hai mặt cầu tâm O bán kính OA và bán kính OB là
Đáp án D.
Năng lượng sóng âm từ nguồn điểm O khi truyền đi trong không gian sẽ phân bố đều cho các điểm nằm trên diện tích của mặt cầu tâm O, bán kính R. Vì vậy năng lượng sóng tại một điểm cách nguồn khoảng R tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách tới nguồn, tỉ lệ thuận với bình phương biên độ dao động tại điểm đó
Do đó biên độ sóng tại điểm cách nguồn khoảng R tỉ lệ nghịch với R.
Gọi lần lượt là khoảng cách từ các điểm A và B tới nguồn O, ta có:
Mặt khác
Thời gian sóng truyền từ A sang B là
Năng lượng sóng trong vùng không gian giới hạn bởi hai mặt cầu là:
Câu 38:
Khi nói về siêu âm, phát biểu nào sau đây là sai?
Đáp án C
A. Đúng. Vì siêu âm có bản chất là sóng cơ học nên khi gặp vật cản có thể bị phản xạ.
B. Đúng. Vì những âm có tần số lớn hơn 20000 Hz thì tai người không nghe được gọi là siêu âm.
C. Sai. Vì siêu âm có bản chất là sóng cơ học nên không truyền được trong chân không.
D. Đúng. Siêu âm có thể truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí.
Câu 39:
Một sóng cơ học lan truyền trong không gian, M và N là hai điểm trên cùng một phương truyền sóng cách nhau 2,5cm. Phương trình sóng tại hai điểm M, N lần lượt là
(t tính bằng giây). Phát biểu nào sau đây đúng?
Đáp án A
Ta có ,
Độ lệch pha giữa hai dao động
.
Tốc độ truyền sóng
.
Dao động tại M sớm pha hơn dao động tại N nên sóng truyền từ M đến N.
Câu 40:
Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn A và B cách nhau 25cm, dao động theo phương vuông góc với mặt nước, cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số tạo ra sóng có bước sóng 2 cm. M là một điểm trên mặt nước cách A và B lần lượt là 20 cm và 15 cm. Gọi N là điểm đối xứng với M qua AB. Số điểm dao động cực đại, cực tiểu trên MN lần lượt là
Đáp án B
Ta có nên tam giác AMB vuông tại M.
Mà suy ra IB= 9 cm.
Xét trên đoạn IM, số điểm dao động với biên độ cực đại là
. Vậy trên đoạn IM có 1 điểm dao động với biên độ cực đại.
Do tính chất đối xứng IN cũng có một điểm dao động với biên độ cực đại.
Vậy trên MN có 2 điểm dao động vơi biên độ cực đại.