Bài tập file word vật lí 11 cánh diều Ôn tập Chủ đề 2 (P1)

ÔN TẬP CHỦ ĐỀ 2. SÓNG PHẦN 1

Câu 1: Tốc độ truyền sóng v là?

Trả lời:

Tốc độ truyền sóng v là tốc độ lan truyền năng lượng của sóng trong không gian

Câu 2: Biên độ sóng là gì?

Trả lời:

Biên độ sóng là độ dịch chuyển lớn nhất khỏi vị trí cân bằng của một điểm sóng

Câu 3: Sóng dọc là gì?

Trả lời:

Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng.

Câu 4: Điều kiện để có giao thoa sóng mặt nước?

Trả lời:

Hai sóng giao thoa là hai sóng kết hợp xuất phát từ hai nguồn kết hợp (2 nguồn dao động cùng phương, cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.)

Câu 5: Trên một sợi dây có sóng dừng với bước sóng là λ. Khoảng cách giữa hai nút sóng liền kề là?

Trả lời:

Khoảng cách giữa hai nút sóng liền kề là λ/2

Câu 6: Một người quan sát một chiếc phao nổi trên mặt biển thấy nó nhô lên 6 lần trong 15 giây. Coi sóng biển là sóng ngang.

• a. Tính chu kì của sóng biển.
• b. Vận tốc truyền sóng là 3 m/s. Tìm bước sóng.
  • a. Giữa 2 lần nhô lên là một con sóng đi tới = một chu kì T, vậy có 5 chu kỳ T trong 15 giây
  • b. Bước sóng:

Câu 8: Trên một sợi dây dài đang có sóng ngang hình sin truyền qua theo chiều dương của trục Ox. Tại thời điểm t₀, một đoạn của sợi dây có hình dạng như hình bên. Hai phần tử dây tại M và O dao động lệch pha nhau một góc bằng bao nhiêu?

Trả lời:

Theo phươn trình truyền sóng Δx_MN = 

nên chúng dao động lệch pha nhau: Δφ =  =

Câu 9: Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số 50Hz và đo được khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm dao động là 2mm. Bước sóng của sóng trên mặt nước là bao nhiêu?

Trả lời:

Khoảng cách giữa 2 vân tối liên tiếp trên đường nối 2 tâm sóng là λ/2

ð 

Câu 10: Một sợi dây AB dài l = 120cm, đầu A được mắc vào một nhánh âm thoa dao động với tần số f = 40 Hz, đầu B cố định. Cho âm thoa dao động thì trên đây có sóng dừng với 4 bụng sóng. Tính tốc độ truyền sóng trên dây?

Trả lời:

Đầu A là một nút, B cũng là nút nên ta có điều kiện l = kλ/2 , với k = 4.

Thay số ta được:

λ =  = 60cm

⇒ v = λf = 60. 40 = 2400 cm/s = 2,4 m/s.

Câu 11: Tại điểm 5 trên mặt nước yên tĩnh có nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số f. Khi đó trên mặt nước hình thành hệ sóng tròn đồng tâm S. Tại hai điểm M, N nằm cách nhau 5 cm trên đường thẳng đi qua S luôn dao động ngược pha nhau. Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 80 cm/s và tần số của nguồn dao động thay đổi trong khoảng từ 48 Hz đến 64 Hz. Tính tần số dao động của nguồn.

Trả lời:

Vì hai điểm M, N luôn dao động ngược pha nên ta có :

Theo đề bài

Câu 12: Một sóng âm có tần số 450 Hz lan truyền với tốc độ 360 m/s trong không khí. Tính độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau 1 m trên một phương truyền sóng.

Trả lời:

Độ lệch pha giữa hai điểm trên cùng một phương truyền sóng:

Câu 13: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn là 2 m. Trong khoảng rộng 12,5 mm trên màn có 13 vân tối biết một đầu là vận tối còn một đầu là vân sáng. Tính bước sóng của ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm.

Trả lời:

Khoảng rộng trên màn có 13 vân tối và 1 vân sáng. Khoảng cách giữa 13 vân tối là 12i

Độ dài khoảng rộng là: 12i + 0,5i = 12,5i = 12,5 => I = 1 mm => λ

Câu 14: Một người ngồi ở bờ biển trông thấy có 10 ngọn sóng qua mặt trong 36 giây, khoảng cách giữa hai ngọn sóng là 10m. Tính tần số sóng biển và vận tốc truyền sóng biển.

Trả lời:

Xét tại một điểm có 10 ngọn sóng truyền qua ứng với 9 chu kì. T= 36/9 = 4s. Xác định tần số dao động. f = 1/T = 1/4 = 0,25 Hz. Vận tốc truyền sóng: v = λ/T = 10/4 = 2,5(m/s)

Câu 15: Dao động âm có tần số f=500Hz, biên độ A=0,25mm, được truyền trong không khí với bước sóng λ = 70cm. Tìm:

• a. Vận tốc truyền sóng âm.
• b. Vận tốc dao động cực đại của các phân tử không khí.

Câu 16: Vì sao chân không không truyền được âm?

Trả lời:

- Sở dĩ âm truyền được trong chất khí, lỏng, rắn vì khi nguồn âm dao động, nó làm cho các hạt cấu tạo nên chất khí, chất lỏng hay chất rắn ở gần nó cũng dao động theo. Dao động của các hạt này lại truyền cho các hạt bên cạnh, cứ như thế, âm truyền đến tai ta làm cho màng nhĩ dao động, nên ta nghe được âm. - Sở dĩ âm truyền được trong chất khí, lỏng, rắn vì khi nguồn âm dao động, nó làm cho các hạt cấu tạo nên chất khí, chất lỏng hay chất rắn ở gần nó cũng dao động theo. Dao động của các hạt này lại truyền cho các hạt bên cạnh, cứ như thế, âm truyền đến tai ta làm cho màng nhĩ dao động, nên ta nghe được âm.

- Môi trường chân không không truyền âm vì nó không có các hạt vật chất, vì vậy nó không có gì để dao động được nên không truyền âm. - Môi trường chân không không truyền âm vì nó không có các hạt vật chất, vì vậy nó không có gì để dao động được nên không truyền âm.

Câu 17: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn kết hợp cùng pha, ta thấy tại một điểm cách hai nguồn các khoảng lần lượt là 20 cm và 12 cm, sóng có biên độ cực đại, đồng thời giữa điểm này và đường trung trực của hai nguồn có 4 dãy gồm những điểm dao động với biên độ cực đại. Biết tốc độ truyền sóng là 40 cm/s. Tính tần số của sóng.

Trả lời:

Ta có: d₂−d₁=kλ

Vì giữa điểm này và đường trung trực của hai nguồn có 4 dãy gồm những điểm dao động với biên độ cực đại nên 20−12=5λ⇒λ=1,6cm

Ta có: f = v/f = 40/1,6 = 25Hz

Câu 18: Sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi dài 2m hai đầu cố định. Quan sát trên dây người ta thấy ngoài hai đầu cố định còn có 3 điểm khác cũng đứng yên không dao động. Biết khoảng thời gian liên tiếp giữa hai lần sợi dây duỗi thẳng là 0,1s. Vận tốc truyền sóng trên dây là bao nhiêu ?

Trả lời:

Ngoài hai đầu cố định thì có 3 điểm không dao động → có 5 nút
Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp là λ/2
⇒5 nút là 4 λ/2 = 2 → λ =1 m
Khoảng thời gian 2 lần sợi dây duỗi thẳng: T/2 = 0,1→ T=0,2s
Vậy vận tốc truyền sóng là:  v =  ​ ​  = 5m/s.

Câu 19: Một sợi dây đàn hồi rất dài có đầu A dao động với tần số f và theo phương vuông góc với sợi dây. Biên độ dao động là 4cm, vận tốc truyền sóng trên dây là 4(m/s). Xét một điểm M trên dây và cách A một đoạn 28cm, người ta thấy M luôn luôn dao động lệch pha với A một góc  = (2k + 1) với k = 0, , ,...Tính bước sóng λ? Biết tần số f có giá trị trong khoảng từ 22Hz đến 26Hz.

Trả lời:

Độ lệch pha:

Δφ = (2k + 1) =  → f = (2k+1)

Mặt khác: 22Hz < f < 26Hz

→22 < f = (2k+1) < 26

22 < (2k+1)  < 26

→ 2,58 < k < 3,14

→ k = 3

→f = (2.3+1)  = 25Hz

→λ =  =  = 0,16m = 16cm

Câu 20: Sóng ngang có chu kì T, bước sóng λ, lan truyền trên mặt nước với biên độ không đổi. Xét trên một phương truyền sóng, sóng truyền đến điểm N rồi mới đến M cách nó . Nếu tại thời điểm t, điểm M qua vị trí cân bằng theo chiều dương thì sau thời gian ngắn nhất bao nhiêu thì điểm N sẽ hạ xuống thấp nhất?

Trả lời:

Vì sóng truyền qua N rồi mới đến M nên điểm N phải nằm phía bên trái điểm M như hình vẽ.

Ở thời điểm hiện tại cả M và N đều đang đi lên.

Vì CN =  −  =  nên thời gian ngắn nhất để N đi đến vị trí của điểm C hiện tại là 

Thời gian ngắn nhất đi từ vị trí cao nhất đến vị trí thấp nhất là .

Vậy điểm N sẽ đến vị trí thấp nhất sau khoảng thời gian ngắn nhất:

 +  +  =