Bài tập Sóng cơ và Sóng âm mức độ vận dụng có lời giải (P4)
-
3213 lượt thi
-
20 câu hỏi
-
40 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Tại O có 1 nguồn âm điểm phát âm thanh đẳng hướng với công suất không đổi. Một người đi bộ từ A đến C theo một đường thẳng và nghe được âm thanh từ nguồn O, thì người đó thấy cường độ âm tăng từ I đến 2I rồi lại giảm xuống I. Khoảng cách AO bằng
Đáp án C
+ Cường độ âm tại A và C bằng nhau
=> OAC cân tại O.
Ta có:
với thì
+ Ta chuẩn hóa
Câu 4:
Một sợi dây căng ngang với hai đầu cố định, đang có sóng dừng. Khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử trên dây dao động cùng biên độ là 95 cm, còn khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử trên dây dao động cùng pha với cùng biên độ là 85 cm. Khi sợi dây duỗi thẳng, N là trung điểm giữa vị trí một nút và vị trí một bụng liền kề. Tỉ số giữa tốc độ truyền sóng trên dây và tốc độ cực đại của phần tử tại N xấp xỉ là
Đáp án D
Bước sóng
Với M là điểm dao động với biên độ
cách bụng một khoảng d được xác định bởi biểu thức:
với là biên độ của điểm bụng
và d = 0,5.85 = 42,5cm
N là trung điểm của một nút và một bụng liền kề
Tỉ số
Câu 5:
Trên mặt một chất lỏng có hai nguồn kết hợp S1 và S2 dao động cùng pha với tần số f = 25 Hz. Giữa S1, S2 có 10 hypebol là quỹ tích của các điểm đứng yên. Khoảng cách giữa hai đỉnh của hai hypebol ngoài cùng xa nhau nhất là 18 cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước bằng
Đáp án C
Khoảng cách giữa có 10 cực tiểu liên tiếp là nên :
Câu 6:
Trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp A, B cách nhau 16 cm, dao động điều hòa theo phương vuông góc với mặt chất lỏng với phương trình cm và cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 40 cm/s. Gọi M là một điểm thuộc mặt chất lỏng, nằm trên đường thẳng Ax vuông góc với AB, cách A một đoạn ngắn nhất mà phần tử chất lỏng tại M dao động với biên độ cực đại. Khoảng cách AM bằng
Đáp án D
+ Bước sóng:
+ Vì hai nguồn ngược pha và điểm M thuộc cực đại nên: MA – MB = (k + 0,5)λ
+ Điểm M gần A nhất khi M thuộc đường cực đại gần A nhất.
+ Số cực đại trên AB:
=> - 8,5 < k < 7,5 => điểm M thuộc k = - 8
=> MA – MB = -15 => MB = MA + 15 (1)
+ Trong tam giác vuông AMB ta có:
MB2 = MA2 + AB2,
từ (1) ta có (MA + 15)2 = MA2 + 162
=> MA ≈ 1,033 cm.
Câu 7:
Một sóng cơ truyền theo trục Ox với phương trình (u và x tính bằng cm, t tính bằng giây). Tốc độ của sóng này là
Đáp án B
Câu 8:
Trong thí nghiệm đo tốc độ truyền âm trong không khí, một học sinh đo được bước sóng của sóng âm là (82,5±1,0) (cm), tần số dao động của âm thoa là (400 ± 10) (Hz). Tốc độ truyền âm trong không khí tại nơi làm thí nghiệm là
Đáp án C
δv=δλ+δf
Câu 9:
Trên mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn A, B cách nhau 3cm dao động cùng phương, ngược pha, phát ra hai sóng kết hợp với bước sóng 1cm. Gọi Q là một điểm nằm trên đường thẳng qua B, vuông góc với AB cách B một đoạn z. Để Q dao động với biên độ cực đại thì z có giá trị lớn nhất và nhỏ nhất lần lượt là
Đáp án D
Vì hai nguồn dao động ngược pha nên ta áp dụng điều kiện để 1 điểm trong miền giao thoa dao động cực đại là:
Suy ra, điểm Q dao động cực đại khi:
Vì Q dao động cực đại nên điểm Q nằm trên các đường hyperbol cực đại trong miền giao thoa.
Áp dụng công thức tính số dao động cực đại trong đoạn AB:
Vậy k nhận các giá trị: -3; +-2; +- 1; 0
Từ điều kiện Q dao động cực đại, khi Q xa nhất ứng với k = 0, thay số vào ta được:
Khi Q gần nhất ứng với k = 2 (hoặc k = -3, tùy theo bạn chọn đâu là chiều dương), thay số vào ta được:
Vậy
Câu 10:
Một sóng ngang hình sin truyền trên một sợi dây dài. Hình vẽ bên là hình dạng của một đoạn dây tại một thời điểm xác định. Trong quá trình lan truyền sóng, hai phần tử M và N lệch pha nhau
Đáp án B
Từ đồ thị, ta gọi mỗi đơn vị khoảng cách trên trục Ox là i. Tọa độ của M là 2i, của N là 7i.
Dễ thấy khoảng cách nửa bước sóng là 6i nên mỗi bước sóng là 12i.
Độ lệch pha giữa hai điểm M, N là:
Câu 11:
Một sóng dọc truyền theo dương trục Ox có tần số 15Hz, biên độ 4cm. Tốc độ truyền sóng 12m/s. hai phần tử B và C trên trục Ox có vị trí cân bằng cách nhau 40cm. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai phần tử B và C khi có sóng truyền qua là
Đáp án B
Bước sóng của sóng là:
B và C cách nhau 40 cm bằng nửa bước sóng nên chúng dao động ngược pha nhau.
Mà đây là sóng dọc nên khi dao động chúng gần nhau nhất thì khoảng cách giữa chúng là:
40 -(2.4) = 32cm
Câu 12:
Trong hiên tượng sóng dừng hai đầu dây cố định, khoảng cách lớn nhất giữa hai vị trí cân bằng trên dây có cùng biên độ 4mm là 130cm. Khoảng cách lớn nhất giữa hai vị trí cân bằng trên dây dao động ngược pha và cùng biên độ 4mm là 110cm. Biên độ sóng dừng tại bụng gần giá trị nào sau đây nhất?
Đáp án D
Hai điểm xa nhau nhất cùng dao động với biên độ 4mm cách nhau 130cm gọi là M P, Khoảng cách lớn nhất giữa hai vị trí cân bằng trên dây dao động ngược pha và cùng biên độ 4mm là 110cm gọi là điểm M, N. vẽ hình ta có thể thấy N và P là hai điểm dao động ngược pha và cách nhau nửa bước sóng
Vậy bước sóng là
Hai điểm M và P cách nhau 130cm, dễ thấy có: 130 = 3.40 + 10cm
Điểm P nằm tại vị trí cách nút sóng 5cm, cách bụng sóng 5cm.
Biên độ của bụng là:
Câu 13:
Ở mặt thoáng của chất lỏng có hai nguồn sóng S1, S2 cách nhau 18cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình (t tính bằng giây). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 50cm/s. gọi M là điểm ở mặt chất lỏng gần nhất sao cho phần tử chất lỏng tại M dao động với biên độ cực đại và cùng pha vơi nguồn S1. Khoảng cách AM là?
Đáp án C
Xét điểm M nằm trong miền giao thoa, cách hai nguồn các khoảng và . Phương trình dao động của M là:
M dao động cực đại và cùng pha với nguồn khi thỏa mãn điều kiện
M gần nguồn A nhất khi k’ – k = 1
=> d1= 5cm
Câu 17:
Ở mặt nước, tại hai điểm A và B cách nhau 20 cm có hai nguồn kết hợp dao động cùng pha theo phương thẳng đứng, tạo ra sóng có bước sóng 3 cm. Trên đường tròn thuộc mặt nước, có tâm tại trung điểm O của đoạn AB, có đường kính 25 cm, số điểm dao động với biên độ cực đại là
Đáp án B
Áp dụng điều kiện dao động với biên độ cực đại ta có
;
trên AB có 13 điểm; nên trên đường tròn có 13x2=26 điểm
Câu 18:
Hai điểm A và B nằm trên cùng một đường thẳng đi qua một nguồn âm. Biết mức cường độ âm tại A và tại B chênh nhau là 20 (dB). Coi môi trường không có sự phản xạ và hấp thụ âm. Tỉ số cường độ âm của chúng có thể là
Đáp án C
Áp dụng côn thức tính mức cường độ âm tại 1 điểm ta có
Câu 19:
Một sợi dây đàn hồi có đầu O của dây gắn với một âm thoa dao động với tần số f không đổi, đầu còn lại thả tự do. Trên dây có sóng dừng với 11 bụng (tính cả đầu tự do). Nếu cắt bớt đi hai phần ba chiều dài dây và đầu còn lại vẫn thả tự do thì trên dây có sóng dừng. Tính cả đầu tự do, số bụng trên dây là
Đáp án B
có 4 bụng sóng trên dây
Câu 20:
Ở mặt nước, tại hai điểm A và B cách nhau 16 cm có hai nguồn kết hợp dao động cùng pha theo phương thẳng đứng. Điểm M nằm ở mặt nước trên đường trung trực của AB cách trung điểm O của đoạn AB một khoảng nhỏ nhất , luôn dao động ngược pha với O. Điểm N nằm trên mặt nước và nằm trên đường vuông góc với đoạn AB tại A. Điểm N dao động với biên độ cực tiểu cách A một đoạn nhỏ nhất bằng
Đáp án D
Độ lệch pha giữa M và O:
;
điểm dao động với biên độ cực tiểu trên AB thỏa mãn
Điểm N dao động với biên độ cực tiểu và gần A nhất suy ra:
= 7,5
Suy ra: