CHƯƠNG 2: SÓNG
Bài 8: MÔ TẢ SÓNG
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta thường gặp hay nghe đến nhiều loại sóng như: sóng nước, sóng âm, sóng vô tuyến, sóng biển, sóng địa chấn... Vậy sóng được hình thành như thế nào và có những đặc điểm gì?
Hướng dẫn giải
Sóng được hình thành nhờ hai nguyên nhân đó là nguồn dao động từ bên ngoài tác dụng lên môi trường tại một điểm nào đó (gọi là nguồn sóng) và có lực liên kết giữa các phần tử của môi trường. Nhờ có lực liên kết giữa các phần tử (nước, không khí, ...) mà các phần tử ở điểm A lân cận với nguồn dao động O sẽ dao động theo, đến lượt phần tử ở điểm lân cận B với điểm A sẽ dao động. Như vậy có sự truyền dao động từ điểm này sang điểm khác.
I. THÍ NGHIỆM TẠO SÓNG MẶT NƯỚC, ĐỊNH NGHĨA SÓNG CƠ:
1. Thí nghiệm:
Đặt một miếng xốp nhỏ c trên mặt nước. Khi quay đĩa D làm cho vật tạo sóng O dao động lên xuống, thì dao động đó được truyền cho các phần tử nước từ gần ra xa.
Kết quả: Quan sát qua thành kênh thẳng đứng, ta thấy mặt cắt của nước có dạng hình sin. Miếng xốp C dao động lên xuống tại chỗ, còn những biến dạng của mặt nước lan truyền đi từ nguồn sóng O ra xa cho ta hình ảnh về sóng có trên mặt nước. O là nguồn sóng, nước là môi trường truyền sóng, đường thẳng OC là phương truyền sóng.
2. Định nghĩa sóng cơ học:
Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường.
Sóng cơ không truyền được trong chân không.
II. GIẢI THÍCH SỰ TẠO THÀNH SÓNG:
Nhờ có lực liên kết giữa các phần tử nước mà các phần tử nước ở điểm M lân cận điểm O dao động theo. Đến lượt các phần tử nước ở điểm N lân cận điểm M dao động. Ta nói có sự truyền dao động từ điểm này sang điểm khác tạo nên sóng mặt nước.
Có hai nguyên nhân tạo nên sóng truyền trong một môi trường. Đó là nguồn dao động từ bên ngoài tác dụng lên môi trường tại điểm O và có lực liên kết giữa các phần tử của môi trường.
Note: Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha dao động của các phần tử vật chất lan truyền còn các phần tử vật chất thì dao động xung quanh vị trí cân bằng cố định.
Sự lệch pha của các phân tử môi trường trên phương truyền sóng
- Tại thời điểm \(t = 0\) phân tử nước tại O bắt đầu đi lên, còn các điểm khác chưa dao động.
- Tại thời điểm \(t = \frac{T}{4}\) (hình a) phân tử nước tại O đi lên đến vị trí biên, sóng truyền đến điểm M cách O một đoạn \(d = \frac{\lambda}{4}\). Phân tử nước tại M trễ pha \(\frac{\pi}{2}\) so với phần tử nước tại O.
- Tại thời điểm \(t = \frac{T}{2}\) (hình b) phân tử nước tại O về VTCB, phân tử nước tại M đi lên đến vị trí biên, sóng lan đến điểm N cách M một khoảng bằng \(d = \frac{\lambda}{2}\). Điểm N trễ pha \(\frac{\pi}{2}\) so với điểm M, trễ pha góc \(\pi\) so với O.
- Tại thời điểm \(t=\frac{3T}{4}\), \(t = T\) hình dạng sóng được mô tả như hình c, hình d.
III. ĐỒ THỊ SÓNG CƠ HỌC:
Đồ thị sóng có dạng là đường hình sin.
Đồ thị sóng cơ - Xác định chiều truyền sóng-Xét sóng ngang (phương dđ \(\perp\) phương truyền sóng)
+Ghi nhớ:
Theo chiều truyền sóng từ trái sang phải:
-Các điểm ở bên phải của đỉnh sóng đi lên, còn các điểm ở bên trái của đỉnh sóng thì đi xuống.
-Các điểm ở bên phải đáy sóng (điểm hạ thấp nhất) thì đi xuống, còn các điểm ở bên trái đáy sóng thì đi lên.
Theo chiều truyền sóng từ phải sang trái:
-Các điểm ở bên phải của đỉnh sóng đi xuống, còn các điểm ở bên trái của đỉnh sóng thì đi lên.
-Các điểm ở bên phải đáy sóng (điểm hạ thấp nhất) thì đi lên, còn các điểm ở bên trái đáy sóng thì đi xuống
Phương trình sóng \(u_M\) là một hàm vừa tuần hoàn theo t, vừa tuần hoàn theo không gian.
+ Trên đường tròn lượng giác: \(s = \lambda = 2\pi R \implies t=T\)
(Phần bài tập ta thường quan tâm: Phương trình sóng là hàm tuần hoàn theo không gian x tại một thời điểm nào đó. Ví dụ hình dạng sợi dây tại một thời điểm)
+ Trên đường tròn lượng giác: \(s = \lambda = 2\pi R \implies t=T\)
IV. CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA SÓNG HÌNH SIN:
1. Biên độ sóng:
Biên độ sóng A [m, cm] là độ lệch lớn nhất của phần tử sóng khỏi vị trí cân bằng. Sóng có biên độ càng lớn thì phần tử sóng dao động càng mạnh.
2. Bước sóng:
Định nghĩa 1 về bước sóng: Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong một chu kì \(S_{\lambda} = \lambda = vT = \frac{v}{f}\) [m, cm] (v: vận tốc truyền sóng )
Định nghĩa 2 về bước sóng: Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm dao động cùng pha và gần nhau nhất trên cùng phương truyền sóng.
MỐI QUAN HỆ VỀ PHA - KHOẢNG CÁCH
Hai phần tử cách nhau một bước sóng thì dao động đồng pha với nhau. \(d = \lambda \implies \Delta\phi = 2k\pi\)
Giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha. \(d=\frac{\lambda}{2} \implies \Delta\phi=(k+0,5)\lambda\)
Giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động vuông pha. \(d=\frac{\lambda}{4} \implies \Delta\phi = (k+0,5)\frac{\pi}{2}\)
Giữa n gợn lồi (n ngọn sóng/ đỉnh sóng) liên tiếp dao động cùng pha. \(d =(n-1)\lambda\)
3. Tần số sóng:
Đại lượng \(f = \frac{1}{T}\) [Hz] được gọi là tần số sóng.
4. Chu kì sóng:
Chu kì sóng chính bằng chu kì dao động của phần tử sóng. Chu kì kí hiệu là T [s], đơn vị là giây.
5. Tốc độ truyền sóng:
Tốc độ truyền sóng v là tốc độ lan truyền dao động trong không gian.
Đối với mỗi môi trường, tốc độ truyền sóng v có một giá trị không đổi.
Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào 3 yếu tố: Nhiệt độ, đặc tính đàn hồi của môi trường, mật độ phân tử.
Trong một môi trường đồng chất (đồng tính) thì tốc độ truyền sóng không đổi.
So sánh tốc độ truyền sóng của một sóng đi qua các môi trường thì \(v_{rắn} > v_{lỏng} > v_{khí}\). Do T, f không đổi \(\implies \lambda_{rắn} > \lambda_{lỏng} > \lambda_{khí}\).
Tốc độ truyền sóng khác với tốc độ dao động của các phần tử sóng.
Tốc độ truyền sóng \(v=\lambda f= \frac{\lambda}{T}\)
Tốc độ dao động phần tử sóng là \(v_{phầntử} =x'=u' = \omega A \cos(\omega t + \phi + \frac{\pi}{2})\)
Note: Khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trường khác chu kỳ và tần số không thay đổi, tốc độ sóng thay đổi nên bước sóng thay đổi.
6. Cường độ sóng:
\(I = \frac{P}{S}\). Với mặt cầu \(I = \frac{P}{4\pi r^2}\)
Cường độ sóng \(I = \frac{E}{S.\Delta t} = \frac{P}{S} [W/m^2]\) được định nghĩa là năng lượng sóng được truyền qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.
Cần nhớ:
-Sóng cơ là những biến dạng cơ lan truyền trong một môi trường đàn hồi.
-Biên độ sóng A là độ cao hay độ sâu của một ngọn sóng so với mức cân bằng. Biên độ sóng bằng biên độ dao động của nguồn sóng.
-Chu kì T của sóng là khoảng thời gian để hai ngọn sóng liên tiếp chạy qua một điểm đang xét. Chu kì của sóng bằng chu kì dao động của nguồn sóng.
-Tần số f của sóng là số các ngọn sóng đi qua một điểm đang xét trong một đơn vị thời gian. Tần số sóng bằng tần số dao động của nguồn sóng.
-Tốc độ truyền sóng V là tốc độ lan truyền biến dạng.
-Bước sóng \(\lambda\) là khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp. Bước sóng bằng quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì.
-Các đại lượng \(\lambda, T\) (hay f) và V có mối liên hệ sau đây: \(\lambda = v.T = \frac{v}{f}\).
-Sự lệch pha giữa các phần tử dao động trên phương truyền sóng tạo nên hình ảnh của sóng.
B. BÀI TẬP TỰ LUẬN
Câu 3: Một sóng cơ lan truyền với tần số \(f = 500\) Hz, biên độ \(A = 0,25\) mm. Sóng lan truyền với bước sóng \(\lambda = 70\) cm.
a. Tính tốc độ truyền sóng.
b. Tính tốc độ dao động cực đại của các phần tử vật chất môi trường.
Câu 4: Hình 8.4 là đồ thị (u - t) của một sóng âm trên màn hình của một dao động kí. Biết mỗi cạnh của ô vuông theo phương ngang trên hình tương ứng với 1 ms. Tính tần số của sóng.
Câu 5:
a. khoảng cách gần nhất giữa hai điểm trên phương truyền sóng dao động cùng pha.
b. khoảng cách gần nhất giữa hai điểm trên phương truyền sóng dao động ngược pha.
c. khoảng cách gần nhất giữa hai điểm trên phương truyền sóng dao động vuông pha.
Câu 6: Một người quan sát sóng trên mặt hồ thấy khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp bằng 2 m và có 6 ngọn sóng truyền qua trước mặt trong 8 s.
a. Tính bước sóng.
b. Tìm chu kì dao động.
c. Tính tốc độ truyền sóng.
Câu 7: Trên mặt hồ yên lặng, một người làm cho con thuyền dao động tạo ra sóng trên mặt nước. Thuyền thực hiện được 24 dao động trong 40 s, mỗi dao động tạo ra một ngọn sóng cao 12 cm so với mặt hồ yên lặng và ngọn sóng tới bờ cách thuyền 10 m sau 5 s. Với số liệu này, hãy xác định:
a. Chu kì dao động của thuyền.
b. Tốc độ lan truyền của sóng.
c. Bước sóng.
d. Biên độ sóng.
Câu 8: Một người ngồi ở bờ biển quan sát thấy khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp bằng 10 m. Ngoài ra người đó đếm được 20 ngọn sóng đi qua trước mặt trong 76 s.
a. Tính chu kỳ dao động của nước biển.
b. Tính vận tốc truyền của nước biển.
Câu 9: Hai điểm gần nhất trên cùng phương truyền sóng dao động lệch pha nhau một góc \(\frac{\pi}{2}\) cách nhau 60 cm. Biết tốc độ truyền sóng là 330 m/s. Tìm độ lệch pha:
a. giữa hai điểm trên cùng phương truyền sóng, cách nhau 360 cm tại cùng một thời điểm.
b. tại cùng một điểm trên phương truyền sóng sau một khoảng thời gian là 0,1 s.
Câu 10: Một sóng cơ học truyền theo phương Ox có phương trình sóng: \(u = 10\cos(800t - 20d)\) cm, trong đó tọa độ d tính bằng mét (m), thời gian t tính bằng giây. Tốc độ truyền sóng trong môi trường là bao nhiêu?
II- BÀI TẬP PHÂN DẠNG THEO MỨC ĐỘ
1. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn :
MỨC ĐỘ BIẾT
Câu 1: Chọn phương án sai. Quá trình truyền sóng cơ học là quá trình
A. lan truyền các biến dạng cơ học trong môi trường vật chất đàn hồi.
B. lan truyền pha dao động giữa các phần tử vật chất có sóng truyền qua.
C. lan truyền dao động trong môi trường vật chất đàn hồi.
D. lan truyền các phần tử vật chất trong môi trường vật chất đàn hồi
Câu 2: Một nguồn sóng cơ học thực hiện dao động điều hoà, trong thời gian 60 s nguồn sóng thực hiện được 30 dao động toàn phần. Sóng cơ do nguồn này tạo ra có chu kỳ
A. 60 s.
B. 0,5 s.
C. 2 s.
D. 30 s.
Câu 3: Tốc độ truyền pha dao động trong môi trường truyền sóng gọi là
A. tốc độ dao động cực đại.
B. tốc độ dao động.
C. tốc độ sóng.
D. tần số góc.
Câu 4: Gọi v là tốc độ truyền sóng, T là chu kỳ sóng, ƒ là tần số sóng và \(\lambda\) là bước sóng. Công thức nào sau đây sai?
A. \(\lambda = \frac{v}{f}\)
B. \(f = \frac{\lambda}{v}\)
C. \(T = \frac{\lambda}{v}\)
D. \(f = \frac{1}{T}\)
Câu 5: Trong cùng một môi trường truyền sóng cơ học, tốc độ truyền sóng
A. càng lớn nếu tần số của sóng càng lớn.
B. càng lớn nếu tần số của sóng càng nhỏ.
C. càng lớn nếu tần số góc của sóng càng nhỏ.
D. có giá trị như nhau với mọi tần số.
Câu 6: Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào
A. chu kỳ sóng.
B. môi trường truyền sóng.
C. tần số sóng.
D. biên độ sóng.
Câu 7: Trong cùng một môi trường truyền sóng, bước sóng sẽ giảm nếu
A. tăng chu kỳ sóng.
B. tăng biên độ sóng.
C. tăng tần số sóng.
D. tăng li độ sóng.
Câu 8: Chọn phát biểu sai khi nói về chu kỳ sóng.
A. Chu kỳ là thời gian sóng truyền được quãng đường dài một bước sóng trên cùng một phương truyền sóng.
B. Chu kỳ là khoảng thời gian để hai ngọn sóng liên tiếp chạy qua một điểm đang xét trên cùng một phương truyền sóng.
C. Chu kỳ sóng bằng với chu kỳ dao động của các phần tử vật chất nơi có sóng truyền qua.
D. Chu kỳ sóng là khoảng thời gian sóng truyền giữa hai ngọn sóng trên cùng một phương truyền sóng.
Câu 9: Sóng cơ học không truyền được trong môi trường
A. không khí.
B. thép.
C. dầu hoả.
D. chân không.
Câu 10: Một nguồn sóng có tần số 20 Hz, tạo ra sóng trên mặt nước. Biết sóng truyền đi với tốc độ 0,4 (m/s). Bước sóng được tạo ra trên mặt nước có giá trị
A. \(\lambda = 2\) cm.
B. \(\lambda = 8\) m.
C. \(\lambda = 50\) m.
D. \(\lambda = 8\) cm.
Câu 11: Sóng cơ học không truyền được trong môi trường
A. không khí.
B. chân không.
C. chất lỏng.
D. chất rắn.
Câu 12: Một sóng cơ học lan truyền trên một sợi dây đàn hồi có hình dạng như hình 2.1 Bước sóng của sóng cơ học này có giá trị
A. 2,5 m.
B. 10 m.
C. 5 m.
D. 15 m.
Câu 13: Một sóng truyền trên mặt chất lỏng với tần số 10 Hz. Biết khoảng cách giữa 5 gợn sóng liên tiếp là 16 m. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là
A. 0,4 m/s
B. 8 m/s
C. 1,6 m/s
D. 40m/s.
Câu 14: Một sóng có tần số 50 Hz trên trong một môi trường với vận tốc 340 m/s. Bước sóng của nó là
A. 1,7 m.
B. 3,4 m.
C. 6,8 m.
D. 13,6 m.
Câu 15: Cường độ sóng được xác định bằng
A. Công suất của sóng truyền qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương truyền sóng.
B. Năng lượng sóng truyền qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương truyền sóng.
C. Năng lượng sóng truyền qua diện tích S vuông góc với phương truyền sóng, trong một đơn vị thời gian.
D. Năng lượng sóng truyền qua diện tích S vuông góc với phương truyền sóng trong khoảng thời gian t.
Câu 16: Hai điểm liên tiếp M và N trên cùng một phương truyền sóng dao động ngược pha cách nhau một khoảng
A. \(\lambda\).
B. \(\frac{\lambda}{2}\).
C. \(\frac{\lambda}{4}\).
D. \(\frac{\lambda}{8}\).
Câu 17: Hai điểm A, B liên tiếp trên cùng một phương truyền sóng cách nhau 20 cm dao động lệch pha nhau \(\frac{\pi}{3}\) (rad). Bước sóng của sóng này là
A. 40 cm.
B. 60 cm.
C. 120 cm.
D. 180 cm.
Câu 18: Hình 2.4 bên mô tả quá trình sóng lan truyền trên bề mặt nước. Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm
A. AB.
B. BC.
C. CD.
D. AC.
Mức độ HIỂU
Câu 19: Hai vị trí cân bằng liên tiếp trên phương truyền sóng dao động
A. cùng pha.
B. ngược pha.
C. vuông pha.
D. lệch pha \(\frac{\pi}{2}\).
Câu 20: Khoảng cách từ một ngọn sóng và một lõm sóng liên tiếp trên cùng một phương truyền sóng cách nhau
A. \(\frac{\lambda}{2}\)
B. \(2\lambda\).
C. \(\lambda\).
D. \(\frac{\lambda}{4}\)
Câu 21: Khi biên độ dao động của một nguồn sóng tăng. Đại lượng tăng là
A. tần số sóng.
B. tốc độ truyền sóng.
C. bước sóng.
D. năng lượng.
Câu 22: Cường độ sóng âm được đo tại một điểm cách nguồn một khoảng d có cường độ là I. Tại vị trí cách nguồn một khoảng 2d sóng có cường độ là
A. \(\frac{I}{2}\).
B. \(\frac{I}{4}\)
C. 2I.
D. 4I.
Câu 23: Tại một vị trí cách nguồn âm một khoảng 20 cm, sóng có cường độ 0,01 (W/m²). Giả sử môi trường không hấp thụ âm. Tại vị trí cách nguồn một khoảng 5 cm sóng có cường độ
A. 0,016 W/m².
B. 0,04 W/m².
C. 0,16 W/m².
D. 0,02 W/m².
Câu 24: Hình 2.5 mô tả quá trình truyền sóng trên mặt nước. Trong quá trình truyền sóng trên mặt nước, đại lượng giảm dần là
A. bước sóng.
B. tốc độ truyền sóng.
C. tần số sóng.
D. biên độ sóng.
Câu 25: Sóng cơ học lan truyền từ không khí vào nước. Đại lượng tăng là
A. biên độ sóng.
B. tần số sóng
C. bước sóng.
D. chu kỳ sóng.
Câu 26: Hai phần tử nằm trên cùng một phương truyền sóng cách nhau một khoảng x. Độ lệch pha giữa hai này được xác định theo công thức
A. \(\Delta\phi = \frac{2\pi x}{\lambda}\)
B. \(\Delta\phi = \frac{2\pi \lambda}{x}\)
C. \(\Delta\phi = \frac{2\pi T}{\lambda}\)
D. \(\Delta\phi = \frac{2\pi x}{T}\)
Câu 27: Một sóng âm truyền từ không khí vào nước. Biết vận tốc truyền sóng trong nước và trong không khí lần lượt là 1020 m/s và 340 m/s. Tỉ số \(\frac{\lambda_{nc}}{\lambda_{kk}}\) là
A. 2.
B. \(\frac{1}{3}\).
C. \(\frac{1}{2}\).
D. 3.
Câu 28: Hai phần tử dao động điều hòa trên cùng một phương truyền sóng cách nhau một khoảng d dao động ngược pha khi
A. \(x=k\frac{\lambda}{2}\).
B. \(x = k\lambda\).
C. \(x=(k+\frac{1}{2})\lambda\).
D. \(x=(k+\frac{1}{2})\frac{\lambda}{2}\)
Câu 29: Một sóng âm được tạo ra từ một nguồn âm có công suất 200 W. Biết sóng âm truyền ra môi trường xung quanh có dạng các mặt cầu có tâm là nguồn âm. Cường độ sóng âm tại một điểm cách nguồn 10 m có giá trị
A. \(2 W / m^2\).
B. \(0,16 W/m^2\).
C. \(1,6 W/m^2\).
D. \(5 W/m^2\).
Câu 30: Một nguồn sóng dao động điều hòa. Khoảng thời gian giữa 9 lần liên tiếp ngọn sóng tại nhô lên cao là 3,2 giây. Biết sóng truyền từ nguồn sóng cách bờ 5 m đến khi vào tới bờ mất 4 giây. Bước sóng của sóng này có giá trị
A. 0,25 m.
B. 0,5 m.
C. 0,125 m.
D. 2,5 m.
Câu 31: Một nguồn sóng dao động điều hòa. Tại thời điểm t, pha dao động của nguồn là \(\frac{5\pi}{6}\). Tại một điểm M cách nguồn sóng một khoảng \(\frac{\lambda}{3}\) pha dao động tại M có giá trị là
A. \(\frac{\pi}{2}\) rad.
B. \(\frac{\pi}{4}\) rad.
C. \(\frac{\pi}{3}\) rad.
D. \(\frac{\pi}{6}\) rad.
Câu 32: Một nguồn sóng dao động điều hòa theo phương trình \(u = 2\cos(\frac{2\pi t}{5} + \frac{\pi}{3})\) (cm). Biết tốc độ truyền sóng trong môi trường là 2 m/s. Bước sóng do sóng này tạo ra là
A. 5 m.
B. 10 m.
C. 2,5 m.
D. 4 m.
Câu 33: Ngồn sóng tại O dao động theo phương trình \(u_O = 4\cos(2\pi t + \frac{\pi}{2})\) (cm). Sóng truyền ra môi trường xung quanh với tốc độ 6 m/s. Phương trình sóng tại điểm M cách nguồn một khoảng 12 m là
A. \(u_M = 4\cos(2\pi t - \frac{5\pi}{6})\) cm.
B. \(u_M = 4\cos(2\pi t - \frac{11\pi}{6})\) cm.
C. \(u_M = 4\cos(2\pi t + \frac{5\pi}{6})\) cm.
D. \(u_M = 4\cos(2\pi t + \frac{11\pi}{6})\) cm.
Mức độ VẬN DỤNG
Câu 34: Một sóng truyền trên mặt nước có phương trình \(u = 2\cos(5\pi t - \frac{\pi x}{3})\) (cm), trong đó thời gian t tính bằng giây, khoảng cách x tính bằng mét. Sóng tạo ra trên bề mặt nước những vòng tròn sóng. Khoảng cách từ vòng tròn sóng thức ba đến sòng tròn sóng thứ bảy trên cùng một phương truyền sóng là
A. 24 m.
B. 12 m.
C. 30 m.
D. 8 m.
Câu 35: Tại điểm M có sóng truyền qua dao động theo phương trình \(u_M = 2\cos(\frac{\pi}{3}t - 2)\) (cm). Sóng truyền ra môi trường xung quanh với tốc độ 3 m/s. Phương trình sóng tại nguồn sóng O cách điểm M một khoảng 2 m là
A. \(u_O = 2\cos(\frac{\pi}{2}t + \frac{\pi}{3})\) (cm).
B. \(u_O = 2\cos(\frac{\pi}{2}t)\) (cm).
C. \(u_O = 2\cos(\frac{\pi}{2}t - \frac{\pi}{3})\) (cm).
D. \(u_O = 2\cos(\frac{\pi}{2}t + \frac{2\pi}{3})\) (cm).
Câu 36: Một nguồn phát sóng dao động điều hòa tạo ra sóng tròn đồng tâm O trên mặt nước với bước sóng \(\lambda\). Hai điểm M, N thuộc mặt nước, nằm trên hai phương truyền sóng mà các phần tử nước đang dao động. Biết OM = 8\(\lambda\), ON = 12\(\lambda\) và OM vuông góc với ON. Trên đoạn MN, số điểm mà các phần tử nước dao động ngược pha với dao động tại nguồn O là
A. 5.
B. 7.
C. 3.
D. 6.
Câu 37: Nguồn sóng dao động điều hòa dao động với tần số 1000 Hz. Hai điểm nằm trên cùng một phương truyền sóng cách nhau 15 cm dao động cùng pha. Biết vận tốc sóng nằm trong khoảng từ 28 (m/s) đến 34 (m/s). Vận tốc truyền sóng bằng
A. 28 m/s.
B. 30 m/s.
C. 34 m/s.
D. 32 m/s.
Câu 38: Một đội kèn gồm 5 người cùng thổi thì tại vị trí cách đội kèn một khoảng r sóng âm có cường độ I. Nếu đội kèn gồm 10 người cùng thổi và giả sử các kèn phải có cùng công suất phát âm như nhau thì tại vị trí cách đội kèn 2r sóng âm có cường độ là
A. \(I_2 = \frac{1}{2}I\).
B. \(I_2 = \frac{1}{4}I\).
C. \(I_2 = 2I\).
D. \(I_2 = 4I\).
Câu 39: Tại đỉnh A của một tam giác đều ABC đặt một nguồn sóng âm thì tại B đo được cường độ sóng là I. Cường độ âm lớn nhất khi ta di chuyển trên đoạn AB là
A. 1,5I.
B. 0,5I.
C. \(\frac{3}{4}I\).
D. \(\frac{4}{3}I\).
Câu 40: Trong hệ trục toạ độ Oxy người ta đặt tại gốc toạ độ O một nguồn sóng âm. Hai điểm A và B nằm trên hai trục toạ độ tạo với gốc toạ độ O thành một tam giác vuông cân đỉnh O có cạnh bên bằng a. Người ta đo được cường độ sóng âm tại A là \(10^{-5} (W/m^2)\). Cường độ sóng âm lớn nhất có thể thu được khi di chuyển trên đoạn AB là
A. \(10^{-5} W/m^2\).
B. \(2.10^{-5} W/m^2\).
C. \(\sqrt{2}.10^{-5} W/m^2\).
D. \(\sqrt{3}.10^{-5} W/m^2\).
PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai
Câu 1: Một sóng cơ học truyền đi trong nước với tốc độ 2 m/s, tần số dao động của nguồn sóng là 5 Hz.
a. Khi sóng truyền từ nước ra ngoài không khí, tần số sóng trong không khí là 5 Hz.
b. Bước sóng của sóng này trong nước là 10 m
c. Khoảng cách giữa 3 ngọn sóng liên tiếp trên phương truyền sóng là 0,8 m.
d. Bước sóng của sóng này khi truyền sang môi trường không khí giảm đi.
Câu 2: Giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động vuông pha cách nhau 10 cm. Thời gian hai ngọn sóng liên tiếp truyền qua trước mặt là 2 s. Biết khoảng cách từ ngọn sóng tới mức cân bằng của mặt nước là 8 cm.
a. Chu kỳ sóng là 1 s
b. Bước sóng của sóng này là 40 cm
c. Tốc độ truyền sóng là 20 m/s
d. Tốc độ dao động cực đại của nguồn sóng là 8 cm/s
Câu 3: Ảnh chụp màn hình một dao động ký điện tử như hình 2.9 Biết tốc độ truyền sóng là \(3.10^8\) (m/s).
a. Hai thời điểm điểm A và B sóng cùng pha
b. Chu kỳ dao động của sóng là 5µs
c. Bước sóng của sóng này là 2 km
d. Nguồn sóng thực hiện 200.000 dao động toàn phần trong thời gian 1 s
Câu 4: Một nguồn sóng âm gồm 1 loa phát thanh phát ra năng lượng 50 J trong thời gian 10 s. Nếu bỏ qua sự hấp thụ âm của môi trường, tại một điểm A đặt cách nguồn sóng âm 10 m ta có:
a. Công suất nguồn âm là 5 W
b. Cường độ âm tại A là 4 (mW/m²)
c. Tại nơi đặt nguồn âm, nếu đặt cùng lúc 2 loa phát thanh thì cường độ sóng tại A là 16 (mW/m²)
d. Từ vị trí A nếu đi xa nguồn âm thêm 20 m thì cường độ âm là 2 (mW/m²)
PHẦN III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn
Câu 1: Một nguồn sóng dao động điều hòa thực hiện 15 dao động trong thời gian 20 giây. Tốc độ truyền sóng \(v = 5(m/s)\). Bước sóng của sóng này có giá trị bao nhiêu? (Làm tròn đến chữ số thập phân thứ 2 sau dấu phẩy)
Câu 2: Tốc độ truyền âm trong không khí là 340 m/s, khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên một phương truyền sóng dao động ngược pha cách nhau 0,8 (m). Tần số của sóng âm là bao nhiêu Hz ?
Câu 3: Một sóng cơ học truyền dọc theo trục Ox có phương trình sóng \(u =5\cos(5\pi t - \frac{\pi x}{3})\) (cm). Biết thời gian tính theo giây, khoảng cách x tính theo mét. Tốc độ truyền sóng là bao nhiêu ? (tính theo đơn vị m/s)
Câu 4: Một nguồn sóng âm đặt tại nguồn O thì tại điểm A cách nguồn một khoảng d người ta đo được cường độ sóng là \(9.10^{-5} (W/m^2)\). Hỏi tại M cách nguồn O một khoảng 3d có cường độ sóng là bao nhiêu ? ( tính theo đơn vị : \(10^{-6} (W/m^2)\) )
Câu 5: Sóng truyền dọc theo trục Ox có đồ thị như hình. Bước sóng của sóng là bao nhiêu cm ?
Câu 6: Sóng truyền dọc theo trục Ox có đồ thị như hình 2.11. Vị trí gần nguồn sóng nhất và dao động ngược pha với nguồn O cách nguồn O một khoảng bao nhiêu xen-ti-mét?
