Bài tập Sóng cơ và Sóng âm mức độ vận dụng có lời giải (P3)
-
3212 lượt thi
-
20 câu hỏi
-
40 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Một nguồn âm điểm S phát ra âm đẳng hướng với công suất không đổi trong một môi trường không hấp thụ và không phản xạ âm. Một người đứng tại A cách nguồn âm 5 m, đo được âm có cường độ âm I. Khi người này di chuyển theo phương vuông góc với SA một đoạn 5 m thì sẽ đo được âm có cường độ âm là
Xem đáp án
Đáp án A
Do người này di chuyển theo phương vuông góc với SA một đoạn cách A 5 m
Cường độ âm tại B được xác định bởi biểu thức
Câu 2:
Trong thí nghiệm về sự giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, hai nguồn kết hợp A, B cùng pha có cùng tần số 10 Hz. Khoảng cách AB bằng 25 cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt chẩt lỏng bằng 30 cm/s. Biết C là một điểm trên mặt chất lỏng sao cho AC = 15 cm, BC = 20 cm. Xét đường tròn đường kính AB điểm dao động với biên độ cực đại trên đường tròn sẽ cách C một khoảng gần nhất xấp xỉ bằng
Xem đáp án
Đáp án C
Bước sóng
Dễ thấy C thuộc đường tròn đường kính AB:
Ta thấy: BC - AC = 20 – 15 = 5cm ≠ kλ= 3k
Trong lân cận 5cm ta thấy k = 1
=>
họặc k = 2 =>.
Nên tại C không phải là cực đại.
Ta tìm cực đại tại M gần C nhất thuộc đường tròn với k = 1 họặc k =2.
Ta có khi k = 1:
=> = 19,114cm => = 16,114 cm.
=> =1,114 cm
Ta có khi k = 2:
=> = 20,42cm => = 14,42cm.
=> =0,58cm (Chọn gần hơn)
Dây cung
Câu 3:
Tốc độ truyền âm trong không khí là 336 m/s. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng và dao động cùng pha là 0,8 m. Tần số của âm bằng
Xem đáp án
Đáp án D
+ Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha là một bước sóng
Tần số của sóng
Câu 4:
Trên một sợi dây dài đang có sóng ngang hình sin truyền theo chiều dương của trục Ox. Tại thời điểm, một đoạn của sợi dây có hình dạng như hình vẽ. Hai phần tử M và N dao động lệch pha nhau một góc
Xem đáp án
Đáp án B
+ Từ đồ thị, ta có
Câu 5:
Một nguồn âm có công suất không đổi đặt tại A, truyền theo mọi hướng trong một môi trường không hấp thụ âm. Mức cường độ âm tại hai điểm B và C lần lượt là 50 dB và 48 dB. Biết ba điểm A, B, C tạo thành tam giác vuông tại B và AB = 8 m. Khoảng cách BC gần giá trị nào sau đây?
Xem đáp án
Đáp án D
Ta có BC = ABtan A = 6,11 cm.
Câu 6:
Một nguồn có công suất phát âm 4 W, âm được phát đang hướng ra không gian. Biết cường độ âm chuẩn Mức cường độ âm tại điểm cách nguồn âm 2m là
Xem đáp án
Đáp án A
Áp dụng công thức tính mức cường độ âm
Câu 7:
Thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn sóng có cùng phương trình dao động u = 4cos(40πt) (cm). Xét về một phía so với đường trung trực của đoạn nối hai nguồn ta thấy cực đại thứ k có hiệu đường truyền sóng là 10 cm và cực đại thứ (k +3) có hiệu đường truyền sóng là 25 cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là
Xem đáp án
Đáp án D
Câu 8:
Tiến hành thí nghiệm đo tốc độ truyền âm trong không khí. Một học sinh đo được bước sóng của sóng âm là 75 ±1 cm, tần số dao động của âm là 440 ± 10 Hz . Sai số của phép đo tốc độ truyền âm là
Xem đáp án
Đáp án C
Theo bài ra ta có
Câu 9:
Một sợi dây PQ dài 120 cm, hai đầu cố định, đang có sóng dừng ổn định. Bề rộng của bụng sóng là 4a. Khoảng cách gần nhất giữa hai điểm dao động cùng pha và cùng biên độ bằng a là 10 cm.Số bụng sóng trên PQ là
Xem đáp án
Đáp án B
Theo bài ra ta có
Câu 10:
Sóng ngang có tần số f truyền trên một sợi dây đàn hồi rất dài, với tốc độ 3 m/s. Xét hai điểm M và N trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau một khoảng x nhỏ hơn một bước sóng, sóng truyền từ N đến M. Đồ thị biểu diễn li độ sóng của M và N cùng theo thời gian t như hình vẽ. Biết t1 = 0,05 s. Tại thời điểm t2, khoảng cách giữa hai phần tử chất lỏng tại M và N có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?
Xem đáp án
Đáp án A
+ Phương trình dao động của hai phần tử M, N là:
Ta thấy rằng khoảng thời gian
+ Độ lệch pha giữa hai sóng:
Thời điểm
Khi đó điểm M đang có li độ bằng 0 và li độ của điểm N là
Khoảng cách giữa hai phần tử MN:
Câu 11:
Một sợi dây dài 1,05 (m), hai đầu cố định được kích thích cho dao động với f = 100 (Hz) thì trên dây có sóng dừng ổn định. Người ta quan sát được 7 bụng sóng, tìm vận tốc truyền sóng trên dây
Xem đáp án
Đáp án B
Khi có sóng dừng, hai đầu dây cố định là hai nút sóng. Trên dây có 7 bụng sóng, tức là có 7 bó sóng:
Câu 12:
Một cần rung dao động với tần số f tạo ra trên mặt nước hai nguồn sóng nước A và B dao động cùng phương trình và lan truyền với tốc độ v = 1,5m/s. M là điểm trên mặt nước có sóng truyền đến cách A và B lần lượt 16cm và 25cm là điểm dao động với biên độ cực đại và trên MB số điểm dao động cực đại nhiều hơn trên MA là 6 điểm. Tần số f của cần rung là
Xem đáp án
Đáp án B
Vị trí một điểm mà tại đó phần tử nước có biên độ cực đại thỏa mãn
Đường trung trực của AB là vân cực đại ứng với k = 0; điểm M có d1 = 16cm và d2=25cm => kλ=9 (1)
Số vân cực đại nằm hai bên đường trung trực của AB là bằng nhau. Điểm M là điểm cực đại giao thoa vừa thuộc AM, vừa thuộc BM. Theo đề số điểm dao động cực đại nhiều hơn trên MA là 6 điểm. Suy ra M là điểm cực đại thuộc vân cực đại với k = 3.
Từ (1) suy ra .
Từ đó tính được
Câu 13:
Một sóng h́ình sin đang truyền trên một sợi dây theo chiều dương của trục Ox. Hình vẽ mô tả hình dạng của sợi dây tại thời điểm t1 (đường nét đứt) và t2 = t1 + 0,2 (s) (đường liền nét). Tại thời điểm t2, vận tốc của điểm N trên đây là
Xem đáp án
Đáp án B
Từ đồ thị, ta có bước sóng λ = 8 cm ,biên độ sóng a = 5cm. Trong thời gian Δt = 0,2s, sóng truyền được quãng đường bằng . Vậy .
Tại thời điểm t2, điểm N đang qua VTCB theo chiều dương (đi lên) nên vận tốc của N là
Câu 14:
Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B dao động điều hòa cùng pha với nhau và theo phương thẳng đứng. Biết tốc độ truyền sóng không đổi trong quá trình lan truyền, bước sóng do mỗi nguồn trên phát ra bằng 12 cm. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động với biên độ cực đai nằm trên đoạn thẳng AB là
Xem đáp án
Chọn đáp án B
+ Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng nối hai nguồn là
Câu 15:
Thí nghiệm hiện tượng sóng dừng trên sợi dây đàn hồi có chiều dài L có một đầu cố định, một đầu tự do. Kích thích sợi dây dao động với tần số f thì khi sảy ra hiện tượng sóng dừng trên sợi dây hình thành các bó sóng. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tần số f và số bụng sóng trên dây như hình bên. Trung bình cộng của x và y là
Xem đáp án
Đáp án D
Điều kiện để có sóng dừng trên dây một đầu cố định, một đầu tự do là:
Số bụng sóng là: n = k+1.
Khi n = 1 thì k = 0 nên:
Khi n = 3 thì k = 2 nên:
Khi n = 4 thì k = 3 nên:
Vậy trung bình cộng của x và y là:
(x+y)/2 = (10+70)/2=40Hz.
Câu 17:
Một sóng cơ học lan truyền trên một sợi dây dài với tần số 5 Hz, vận tốc truyền sóng là 2 m/s, biên độ sóng bằng 1 cm và không đổi trong quá trình lan truyền. Hai phần tử A và B có vị trí cân bằng cách nhau một đoạn L. Từ thời điểm t1 đến thời điểm , phần tử tại A đi được quãng đường bằng 1 cm và phần tử tại B đi được quãng đường bằng . Khoảng cách L không thể có giá trị bằng
Xem đáp án
Đáp án D
Ta có bước sóng của sóng là λ = v/f = 40 cm
Chu kì dao động của phần tử sóng là
T = 1/f = 0,2s = 1/5 s
Thời gian đề bài cho là:
Suy ra góc quét được của các vecto là 1200.
Căn cứ vào độ dài quãng đường các phần tử A, B đã đi được ta tìm ra các vị trí ban đầu của chúng bằng vecto quay, và tìm ra được độ lệch pha của hai phần tử:
Ta có:
Ta có hình vẽ
Các vị trí A, B là các vị trí ban đầu của hai phần tử, dễ thấy hai phẩn tử dao động vuông pha
Nên ta có:
Vậy chỉ có đáp án D là hai dao động ngược pha, là không thỏa mãn
Câu 19:
Xét thí nghiệm giao thoa sóng nước hai nguồn dao động theo phương vuông góc với mặt nước, cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số 40 Hz được đặt tại hai điểm S1 và S2. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 80 cm/s. Khoảng cách ngắn nhất giữa 2 điểm cực đại giao thoa trên đoạn thẳng S1S2 là
Xem đáp án
Đáp án A
Bước sóng: λ = v.T = v/f = 80/40 = 2cm
=> Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm cực đại giao thoa trên đoạn thẳng S1S2 là λ/2 = 1cm
Câu 20:
Cho một sóng cơ lan truyền trên một sợi dây đủ dài. Ở thời điểm to, tốc độ dao động của các phần tử tại M và N đều bằng 4m/s, còn phần tử tại trung điểm I của MN đang ở biên. Ở thời điểm t1, vận tốc của các phần tử tại M và N đều có giá trị bằng 2 m/s thì phần tử ở I lúc đó đang có tốc độ bằng
Xem đáp án
Đáp án B