10 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Dạng 17. Cường độ sóng và năng lượng sóng có đáp án

Câu 1:

Một còi báo động có kích thước nhỏ phát sóng âm trong môi trường đồng chất, đẳng hướng. Ở vị trí cách còi một đoạn 15 m, cường độ sóng âm là 0,25 W/m². Xem gần đúng sóng âm không bị môi trường hấp thụ. Ở khoảng cách nào từ vị trí của còi thì sóng âm có cường độ bằng 0,010 W/m²?

Xem đáp án

Vì nguồn âm được xem như một điểm nên cường sộ sóng âm trên một mặt cầu có diện tích S = 4πr² (hình 6.5) là như nhau, r là bán kính mặt cầu (khoảng cách từ điểm đang xét đến còi).

Tại vị trí r₁ = 15 m và r₂, ta có I₁ = $\frac{P}{4 {πr}_{1}^{2}}$ và I₂ = $\frac{P}{4 {πr}_{2}^{2}}$

=> $\frac{I_{1}}{I_{2}}$ = $\frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}; r_{2} = r_{1} . \sqrt{\frac{I_{1}}{I_{2}}} = 15 \sqrt{\frac{0, 25}{0, 010}} = 75 m$

Vậy ở khoảng cách 75m tính từ vị trí của còi thì sóng âm có cường độ bằng 0,010 W/m².

Câu 2:

Biết cường độ ánh sáng của Mặt Trời đo được tại Trái Đất là 1,37.10³ W/m² và khoảng cách từ Mặt Trời đến Trái Đất là 1,50.10¹¹ m. Hãy tính công suất bức xạ sóng ánh sáng của Mặt Trời.

Xem đáp án

Công suất bức xạ sóng ánh sáng của Mặt Trời:

P = I.S = I.4πr² = 1,37.103.4π.(1,5.1011)² = 3,87.1026W

Câu 3:

a, Một cái loa có công suất 1W khi mở hết công suất. Cường độ âm tại điểm cách cái loa 4m là?

b, Một chiếc loa phát ra âm thanh đẳng hướng trong không gian. Biết cường độ âm tại điểm cách loa 5m là 10^-5W/m². Tìm công suất của loa?

Xem đáp án

a, Cường độ âm là: I = $\frac{P}{S} = \frac{P}{4 π r^{2}} = \frac{1}{4 π {.4}^{2}} = {5.10}^{- 3}$ (W/m²)

b, Công suất của loa là: $P$ = I.S = I.4πr2 = 10-5.4π.52 = π (W)

Câu 4:

Một còi báo động phát sóng âm trong một môi trường đẳng hướng. Tại vị trí cách còi một khoảng 75,0m cường độ âm đo được bằng 0,010 W/m². Ở khoảng cách 15,0m cường độ âm bằng bao nhiêu

Xem đáp án

Ta có $\frac{I_{1}}{I_{2}}$ = $\frac{P}{4 π r_{1}^{2}} . \frac{4 π r_{2}^{2}}{P} = \frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}$

=> I₂ = I₁. $\frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}$ = 0,010 .( $\frac{75, 0}{15, 0})^{2}$ = 0,25 W/m²

Câu 5:

Xét tại vị trí M cách nguồn âm điểm (nguồn phát sóng âm trong môi trường đồng chất, đẳng hướng) một khoảng 200m, cường độ âm đo được bằng 6,0.10^-5 W/m².

a. Tính công suất của nguồn âm này.

b. Cho biết công suất được thu nhận ở bề mặt một micro đặt tại vị trí M là 4,5.10^-9 W. Tính diện tích bề mặt của micro này.

Xem đáp án

a. Ta có = 4πr²= 6,00. 10^-5. 4π. (200)² ≈ 30,2 W

b. Diện tích bề mặt của micro: S = $\frac{P}{I} = \frac{4, {5.10}^{- 9}}{6, {00.10}^{- 3}} = 0, 75$ cm²

Câu 6:

Một điểm M cách nguồn âm một khoảng d có cường độ âm I, cho nguồn âm dịch chuyển xa điểm M một đoạn 50 m thì cường độ âm giảm 9 lần. Khoảng cách d ban đầu bằng bao nhiêu?

Xem đáp án

Khoảng cách d ban đầu là:

\frac{I}{I_{o}} = \frac{{(d + 90)}^{2}}{d^{2}} = 9 = > d = 25 m

Câu 7:

Một sóng có biên độ 5,00 cm và cường độ tương ứng là 200 W/m². Biết cường độ sóng tỉ lệ thuận với bình phương biên độ sóng.

a) Nếu biên độ của sóng nói trên tăng lên thành 10,00 cm thì cường độ của sóng là bao nhiêu?

b) Nếu cường độ của sóng giảm xuống còn 100 W/m² thì biên độ tương ứng là bao nhiêu?

Xem đáp án

a) Cường độ sóng tỉ lệ với bình phương biên độ sóng.

$I ~ A^{2} \Rightarrow \frac{I_{2}}{I_{1}} = \frac{A_{2}^{2}}{A_{1}^{2}} \Rightarrow \frac{I_{2}}{200} = \frac{10^{2}}{5^{2}} \Rightarrow I_{2} = 800 W / m^{2}$ .

b)

I ~ A^{2} \Rightarrow \frac{I_{3}}{I_{1}} = \frac{A_{3}^{2}}{A_{1}^{2}} \Rightarrow \frac{100}{200} = \frac{A_{3}^{2}}{5^{2}} \Rightarrow A_{3} = 3, 54 m

Câu 8:

Một bóng đèn công suất 100 W phát ra ánh sáng theo mọi phương. Coi bóng đèn là một điểm, hãy xác định cường độ sóng gây ra bởi bóng đèn tại một điểm cách bóng đèn 2,00 m.

Xem đáp án

Công suất đèn chính là năng lượng mỗi giây truyền qua diện tích mặt cầu có tâm là bóng đèn, bán kính là khoảng cách từ đèn đến điểm cần xác định cường độ sóng. Diện tích mặt cầu sóng truyền qua: $S = 4 π R^{2} = 4 π {.2}^{2} = 50, 3 m^{2}$

Cường độ sóng: $I = \frac{E}{S t} = \frac{100}{50, 3.1} = 1, 99 W / m^{2}$

Câu 9:

Một còi báo động phát sóng âm trong một môi trường đẳng hướng. Tại vị trí cách còi một khoảng bằng 75,0 m, cường độ âm đo được bằng 0,010 W/m². Ở khoảng cách 15,0 m, cường độ âm bằng bao nhiêu?

Xem đáp án

Ta có: $\frac{I_{1}}{I_{2}} = \frac{P}{4 π r_{1}^{2}} \frac{4 π r_{2}^{2}}{P} = \frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}$ .

Suy ra: $I_{2} = I_{1} \frac{r_{1}^{2}}{r_{2}^{2}} = 0, 010 \cdot {(\frac{75, 0}{15, 0})}^{2} = 0, 25 {W/m}^{2}$ .

Câu 10:

Xét tại vị trí M cách nguồn âm điểm (nguồn phát sóng âm trong môi trường đồng chất, đẳng hướng) một khoảng 200 m, cường độ âm đo được bằng 6,0.10^-5 W/m².

a) Tính công suất của nguồn âm này.

b) Cho biết công suất được thu nhận ở bề mặt một micro đặt tại vị trí M là 4,50.10^-9 W. Tính diện tích bề mặt của micro này.

Xem đáp án

a) Ta có: $P = I \cdot 4 π r^{2} = 6, 0 \cdot 10^{- 5} \cdot 4 π \cdot {(200)}^{2} \approx 30, 2 W$ .

b) Diện tích bề mặt của micro: $S = \frac{P^{'}}{I} = \frac{4, 50 \cdot 10^{- 9}}{6, 00 \cdot 10^{- 5}} = 0, 75 c m^{2}$ .