240 Bài tập Sóng cơ trong đề thi thử Đại học có lời giải (P10)
-
4409 lượt thi
-
40 câu hỏi
-
40 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng. Trên dây, những điểm dao động với cùng biên độ có vị trí cân bằng liên tiếp cách đều nhau một đoạn và những điểm dao động với cùng biên độ có vị trí cân bằng liên tiếp cách đều nhau một đoạn . Biết . Biểu thức nào sau đây đúng:
Đáp án D
- Các điểm dao động cùng biên độ khi các điểm đó cách nút một khoảng như nhau.
- Giả sử những điểm dao động cùng biên độ cách nút một khoảng
- Vì các điểm này có vị trí cân bằng liên tiếp và cách đều nhau, nên từ hình vẽ, ta có:
- Vì nên ta có
+ Khi thì ta có những điểm có cùng biên độ và có vị trí cân bằng cách đều nhau một khoảng
+ Khi thì ta có những điểm cùng biên độ (điểm bụng) và có vị trí cân bằng cách đều nhau một khoảng
Câu 2:
Ba điểm O,A,B cùng nằm trên một đường thẳng xuất phát từ O. Tại O đặt một nguồn điểm phát song âm đẳng hướng ta không gian, môi trường không hấp thụ âm. Mức cường độ âm tại A là 60 dB tại B là 20 dB Mức cường độ âm tại trung điểm M của đoạn AB là:
Đáp án A
Theo đề ra ta có:
Nên
Câu 3:
Âm sắc là một đặc tính sinh lý của âm cho phép phân biệt được hai âm:
Đáp án C
Khi các nhạc cụ cùng phát ra âm thanh có cùng tần số thì ta phân biệt được chúng nhờ âm sắc (do li độ dao động của các âm biến đổi khác nhau tạo nên âm sắc riêng cho từng loại nhạc cụ).
Câu 4:
Hai nguồn sóng kết hợp trên mặt nước cách nhau một đoạn , phát ra dao động cùng pha nhau. Trên khoảng số điểm có biên độ cực đại và dao động cùng pha với nguồn là
Đáp án A
Phương trình dao động của một điểm M trên cách hai nguồn khoảng
là
Sóng cùng pha với nguồn và có biên độ cực đại
(với (không tính hai nguồn)). Ta được: có 8 giá
trị của k thảo mãn. Vậy có 8 điểm thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Câu 5:
Trên sợi dây đàn dài 84cm sóng ngang truyền với tốc độ là 924m/s. Dây đàn phát ra bao nhiêu họa âm (kể cả âm cơ bản) trong vùng âm nghe được?
Đáp án B
Dây đàn có hai đầu là nút, chiều dài dây thỏa mãn:
Đẻ dây đàn phát ra họa âm trong cùng nghe được thì
, tức là ta có:
Vậy có 36 giá trị nguyên của n thỏa mãn.
Câu 6:
Ở mặt chất lỏng có hai nguồn kết hợp đặt tại A và B dao động điều hòa, ngược pha theo phương thẳng đứng. Ax là nửa đường thẳng nằm ở mặt chất lỏng là vuông góc với AB. Trân Ax có những điểm mà các phần tử ở đó dao động với biên độ cực tiểu. Trong đó M là điểm xa A nhất, N là điểm kế tiếp với M, P là điểm kế tiếp với N và Q là điểm gần A nhất. Biết . Độ dài đoạn AQ gần nhất với giá trị nào sau đây:
Đáp án C
Theo bài ra M là điểm xa A nhất nên M thuộc cực tiểu thứ 1, N thuộc cực tiểu thứ 2, P thuộc cực tiểu thứ 3. Vì hai nguồn ngược pha nên ta có:
Trong đó: . Ta có:
nên
Vì Q thuộc Ax và gần A nhất nên Q phải thuộc cực tiểu thứ 4.
Nên
Câu 7:
Trên mặt nước nằm ngang, tại hai điểm A và B người ta đặt hai nguồn kết hợp dao động cùng pha theo phương thẳng đứng. Hình chữ nhật ABCD nằm trên mặt nước sao cho . Biết rằng trên CD có 5 điểm dao động với biên độ cực đại. Trên AB có tối đa bao nhiêu điểm dao động với biên độ cực đại?
Đáp án C
Từ hình vẽ ta thấy để trên CD có 5 điểm dao động với biên độ cực đại thì điểm C phải nằm giữa đường cực đại bậc 2 và đường cực đại bậc 3.
giá trị lớn nhất là 5.
Suy ra, số cực đại tối đa trên AB là
Câu 8:
Một nguồn O phát sóng cơ dao động theo phương trình
(t tính bằng s). Xét sóng truyền theo một đường thẳng từ O đến điểm P với tốc độ không đổi 1m/s. Khi sóng truyền từ O đến P cách O một khoảng I= 65 cm
thì đoạn OP này có bao nhiêu điểm dao động vuông pha với nguồn O?
Đáp án D
Tần số sóng:
Bước sóng
Những điểm vuông pha với nguồn có độ lệch pha:
=> khoảng cách đến nguồn là
và d>0.
ÞSố điểm = số giá trị của k nguyên:
có 13 điểm vuông pha với nguồn
Câu 9:
Trong giao thoa sóng cơ học, cho là bước sóng của dao động, khoảng cách ngắn nhất giữa hai nút sóng liên tiếp là:
Đáp án B
Khoảng cách ngắn nhất giữa hai nút sóng liên tiếp là .
Câu 10:
Một sợi dây AB dài 2,4m căng ngang, hai đầu cố định. Trên dây có sóng dừng ổn định với 4 bụng sóng. Biết trên dây có tần số 50Hz. Tốc độ truyền sóng trên dây là:
Đáp án C
Ta có:
Câu 11:
Mối liên hệ giữa bước sóng, vận tốc truyền sóng v, chu kỳ T và tần số f của một sóng là
Đáp án B
Ta dễ dàng nhận ra công thức đúng là:
Câu 12:
Một sóng cơ truyền trên mặt nước với tần số f= 12 Hz, tại một thời điểm nào đó các phần tử mặt nước có dạng như hình vẽ. Trong đó khoảng cách từ vị trí cân bằng của A đến vị trí cân bằng của D là 30 cm và điểm C đang từ vị trí cân bằng của nó đi xuống. Chiều truyền và vận tốc truyền của sóng là:
Đáp án B
Ta có:
Nên vận tốc truyền sóng là:
Theo như đề thì điểm C đang từ vị trí cân bằng đi xuống nên chiều truyền của sóng là từ E đến A (vì khi có sóng xô vào thì vật sẽ đi xuống)
Câu 13:
Gỉa sử ca sĩ Bùi Anh Tuấn thiết kế một phòng nghe nhạc tại thành phố Hà Nội, với một căn phòng vuông ca sĩ bố trí 4 loa giống nhau coi như nguồn điểm ở 4 góc tường, các bức vách được lắp xốp để chống phản xạ, do một trong 4 loa phải nhường vị trí để đặt chỗ lọ hoa trang trí, ca sĩ này đã thay thế bằng một số loa nhỏ giống nhau có công suất 1/8 loa ở góc tường và đặt vào trung điểm đường nối vị trí loa ở góc tường với tâm nhà, vậy phải đặt thêm bao nhiêu loa nhỏ để người ngồi ở tâm nhà nghe rõ như 4 loa đặt ở góc tường (bỏ qua giao thoa sóng âm)?
Đáp án C
Phòng nghe nhạc của ca sĩ Bùi Anh Tuấn sẽ được trình bày như hình vẽ
Gọi O là tâm của hình vuông ABCD;n là số loa nhỏ để thay thế
Nếu đặt loa mỗi loa có công suất như dự định ban đầu thì ta có:
Sau đó vì trang trí một số loa nhỏ giống nhau có công suất bằng 1/8 loa ở góc tường thay thế cho một loa ban đầu và đặt vào trung điểm đường nối vị trí loa ở góc tường và tâm nhà. Lúc này ta có:
Vì để người ngồi ở tâm nhà nghe thấy rõ như 4 loa đặt ở góc tường thì:
Vậy cần có 2 loa nhỏ để thỏa mãn yêu cầu của đề bài.
Câu 14:
Sóng cơ học lan truyền trong không khí với cường độ đủ lớn, tai ta có thể cảm thụ được sóng cơ học nào sau đây
Đáp án A
Tần số trong trường hợp A là: .
Câu 15:
Một sóng có tần số 500Hz, vận tốc truyền sóng là 350 m/s. Hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng phải cách nhau một khoảng là bao nhiêu để độ lệch pha giữa chúng là ?
Đáp án A
Độ lệch pha giữa chúng là:
Câu 16:
Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của mức cường độ âm L theo cường độ âm I. Cường độ âm chuẩn gần nhất với giá trị nào sau đây?
Đáp án A
Lúc cường độ âm là thì mức cường độ âm lúc này là
Nên ta có:
Câu 17:
Một sóng ngang có biên độ 8cm, bước sóng 30cm. Tại thời điểm t hai điểm M, N trên một phương truyền sóng cùng có li độ bằng 4cm và chuyển động ngược chiều nhau, giữa M và N có 4 điểm đang có li độ bằng 0. Xác định khoảng cách lớn nhất của MN?
Đáp án C
Vẽ đồ thị sóng theo khoảng cách x tới nguồn:
Ta chọn được hai cặp điểm thỏa mãn điều kiện bài toán.
Với và MN lớn nhất là 70cm
Câu 18:
Công thức liên hệ giữa tốc độ sóng v, bước sóng , chu kì T và tần số f của sóng là
Đáp án C
Bước sóng là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì.
Do đó:
Câu 19:
Giao thoa sóng ở mặt nước với hai nguồn kết hợp đặt tại A và B. Hai nguồn dao động điều hòa theo phương trình thẳng đứng, cùng pha và cùng tần số 20 Hz. Tại một điểm M cách A và B lần lượt là 16cm và 20cm, sóng co biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là
Đáp án A
Tại M là cực đại giao thoa nên .
Giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác nên M thuộc cực đại bậc 4 tương ứng với k=4.
Suy ra
Vận tốc truyền sóng .
Câu 20:
Một sợi đây đàn hồi căng ngang, hai đầu cố định. Trên dây có sóng dừng, tốc độ truyền sóng không đổi. Khi tần số sóng trên dây là 30 Hz thì trên dây có 5 nút (kể cả hai đầu cố định). Nếu muốn trên dây có sóng dừng với tất cả 11 nút thì tần số sóng là
Đáp án A
Gọi I là chiều dài dây. Khi sóng dừng xảy ra với hai đầu cố định thì
Khi thì trên dây có 5 nút k = 4. Suy ra
Trên dây có 11 nút thì k = 10. Suy ra .
Câu 21:
Một sóng cơ học lan truyền trên mặt thoáng chất lỏng nằm ngang với tần số 10 Hz, tốc độ truyền sóng 1,2 m/s. Hai điểm M và N thuộc mặt thoáng, trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau 26cm (M nằm gần nguồn sóng hơn). Tại thời điểm t, điểm N hạ xuống thấp nhất. Khoảng thời gian ngắn nhất sau đó điểm M hạ xuống thấp nhất là
Đáp án C
Bước sóng
Độ lệch pha giữa M và .
Điểm M dao động sớm pha hơn điểm N về thời gian là T/6. Tại thời điểm t điểm N hạ xuống thấp nhất, đimẻ M đang đi lên, sau đó t = 5T/6 điểm M sẽ hạ xuống thấp nhất:
.
Câu 22:
Sóng dừng trên sợ dây đàn hồi OB có chiều dài L = 60cm được mô tả như hình bên. Điểm O trùng với gốc tọa độ của trục tung. Sóng tới điểm B có biên độ a = 2 cm. Thời điểm ban đầu hình ảnh sóng là đường (1), sau thời gian và 5 thì hình ảnh sóng lần lượt là đường (2) và đường (3). Tốc độ truyền sóng là v= 1,2 m/s. Tốc độ dao động cực đại của điểm M là
Đáp án B
Ta có
Xét điểm N là bụng sóng.
Từ vòng tròn lượng giác thời gian để N đi từ biên âm về vị trí cân bằng là
Vậy và đây cũng là biên ođọ dao động của M.
Tốc độ dao động cực đại của M là
.
Câu 23:
Chuông gió như hình bên, thường được làm từ những thanh hình ống có chiều dài khác nhau để
Đáp án B
*Chuông gió như hình bên, thường được làm từ những thanh hình ống có chiều dài khác nhau để tạo ra những âm thanh có tần số khác nhau.
Khi không khí đi vào trong ống và dao động trong cột không khí , khi gặp vật cản thì sẽ hình thành sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ khi thõa mãn điều kiện chiều dài của hình ống có một đầu cố định
(hoặc một đầu bị kín và một đầu để hở ) khác nhau thì trong ống xuất hiện sóng dừng, tạo ra các âm thanh có tần số khác nhau nếu chiều dài của các ống khác nhau.
Câu 24:
Một sóng cơ lan truyền dọc theo trục Ox , tại thời điểm t sóng có dạng đường nét liền như hình vẽ. Tại thời điểm trước đó 1/12s sóng có dạng đường nét đứt. Phương trình sóng của một điểm bất kì trên phương truyền sóng có dạng
Đáp án B
*Từ đồ thị ta có .
*Phương trình sóng có dạng
.
Câu 25:
Một nguồn phát sóng cơ dao động theo phương trình
. Biết dao động tại hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng cách nhau 0,5 m có độ lệch pha là .Tốc độ truyền của sóng đó là
Đáp án D
*Độ lệch pha của một điểm trên phương truyền sóng cách nguồn một khoảng d theo phương Ox:
Câu 26:
Theo khảo sát Y tế. Tiếng ồn vượt qua 90 dB bắt đầu gây mệt mỏi, mất ngủ, tổn thương chức năng thính giác, mất thăng bằng cơ thể và suy nhược thần kinh. Tại tổ dân cư 15 phường Lộc Vượng thành phố Nam Định có cơ sở cưa gỗ có mức cường độ âm lên đến 110 dB với những hộ dân cách đó chừng 100 m. Tổ dân phố đã có khiếu nại đòi chuyển cơ sở đó ra xa khu dân cư. Hỏi cơ sở đó phải ra xa khu dân cư trên ít nhất là bao nhiêu mét để không gây ra các hiện tượng sức khỏe trên với những người dân?
Đáp án D
*Tiếng ồn có mức cường độ âm
không gây mệt mỏi.
Gọi L là mức cường độ âm lúc đầu do cơ sở gỗ gây ra cảm giác mệt mỏi và có khoảng cách từ nguồn âm đến tổ dân cư là R.
*L0 là mức cường độ âm lúc sau bắt đầu không gây ra cảm giác mệt mỏi tương ứng với khoảng cách là R0
Câu 27:
Khi có sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi thì khoảng cách giữa hai bụng sóng liên tiếp bằng
Đáp án C
Khoảng cách giữa hai bụng sóng trong sóng dừng là
Chú ý: Khoảng cách giữa một bụng và một nút liền kề là
Câu 28:
Độ to của âm
Đáp án C
Độ to của âm phụ thuộc vào cường độ câm (mức cường độ âm) .
*Độ cao phụ thuộc vào tần số âm
*Để phân biệt âm thanh ta dựa vào âm sắc (Đồ thị dao động âm).
Biên độ âm chính là cường độ âm I. Độ to phụ thuộc vào I và tần số âm.
Câu 29:
Khi nói về sóng âm, phát biểu nào sau đây là sai?
Đáp án B
Độ to của âm tỷ lệ với cường độ âm theo hàm bậc nhất là sai.
Câu 30:
Một sóng cơ có tần số f, bước sóng λ lan truyền trong môi trường vật chất đàn hồi, khi đó tốc độ truyền sóng là
Đáp án C
Ta có
Câu 31:
Trong thí nghiệm đo vận tốc truyền âm trong không khí bằng hiện tượng sóng dừng với nguồn âm có tần số 500 Hz như hình vẽ bên. Khi di chuyển nút cao su bên trong ống thủy tinh người ta thấy tại ba vị trí liên tiếp thước đo có giá trị 34 cm, 68 cm và 102 cm thì âm phát ra lớn nhất. Vận tốc truyền âm đo được trong thí nghiệm là
Đáp án C
*Sự hình thành sóng âm bên trong cột không khí được giải thích trên cơ sở của sóng dừng. Khi nút cao su di chuyển ở những vị trí mà âm nghe được to nhất tức là hai vị trí đó cách nhau số nguyên lần nữa bước sóng.
*Thay số:
Câu 32:
Một sợi dây đàn hồi căng ngang, đang có sóng dừng ổn định. Trên dây, A là một điểm nút, B là một điểm bụng gần A nhất, C là trung điểm của AB, với AB = 10 cm. Biết khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần mà li độ dao động của phần tử tại B bằng biên độ dao động của phần tử tại C là 0,2 s. Tốc độ truyền sóng trên dây là
Đáp án B
.
*Chọn nút A làm gốc. Điểm B là bụng nên ta có
Hai lần liên tiếp để
(Suy ra từ VTLG).
Câu 33:
Khi sóng âm truyền từ môi trường không khí vào môi trường nước thì
Đáp án B
Khi sóng âm truyền từ môi trường không khí vào môi trường nước thì tần số của nó không thay đổi (chu kì không thay đổi).
Câu 34:
Khi nói về sự truyền sóng cơ trong một môi trường, phát biểu nào sau đây đúng?
Đáp án C
Độ lệch pha của sóng 1 điểm trên phương truyền sóng so với nguồn:
Do đó những phần tử của môi trường trên cùng một hướng truyền sóng và cách nhau một số nguyên lần bước sóng thì dao động cùng pha.
Câu 35:
Trên một sợi dây đàn hồi dài 1,6 m , hai đầu cố định, đang có sóng dừng. Biết tần số của sóng là 20 Hz, tốc độ truyền sóng trên dây là 4 m/s. Số bụng sóng trên dây là
Đáp án D
Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây với hai đầu cố định;
(Với k là số bụng sóng.)
Câu 36:
Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox. Phương trình dao động của phần tử tại một điểm trên phương truyền sóng làu
(u tính bằng mn, t tính bằng s). Biết tốc độ truyền sóng bằng 60 cm/s. Bước sóng của sóng này là
Đáp án D
Bước sóng:
Câu 37:
Để đo tốc độ truyền sóng v trên mặt chất lỏng, người ta cho nguồn dao động theo phương thẳng đứng với tần số f = 100 (Hz) ± 0,02% chạm vào mặt chất lỏng để tạo thành các vòng tròn đồng tâm lan truyền ra xa. Đo khoảng cách giữa 5 đỉnh sóng liên tiếp trên cùng một phương truyền sóng thì thu được kết quả d = 0,48 (m) ± 0,66%. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là
Đáp án B
5 đỉnh sóng liên tiếp tức là có 4 khoảng λ. Suy ra
Vi phân hai vế:
Tốc độ truyền sóng trung bình |
Sai số gián tiếp của v |
|
|
|
Câu 38:
Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn kết hợp A và B cách nhau 20 cm dao động cùng pha . Bước sóng = 4 cm. Điểm M trên mặt nước nằm trên đường trung trực của A, B dao động cùng pha với nguồn. Giữa M và trung điểm I của đoạn AB còn có một điểm nữa dao động cùng pha với nguồn. Khoảng cách MI là
Đáp án C
Độ lệch pha của M so với hai nguồn
Giữa MI có 1 điểm dao động cùng pha với hai nguồn, tức là M ứng với
Câu 39:
Sóng âm không truyền được trong
Đáp án C
Sóng âm không truyền được trong chân không, bởi vì chân không là môi trường phi vật chất.
Câu 40:
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 4 bụng sóng. Để trên dây có sóng dừng với 2 bụng sóng thì tần số dao động của sợi dây là
Đáp án D
*Điều kiện để sợi dây hai đầu cố định có sóng dừng:
*Trong đó k là số bó sóng: k = số nút -1 = số bụng