Bài tập file word vật lí 11 cánh diều Ôn tập Chủ đề 2 (P2)

ÔN TẬP CHỦ ĐỀ 2. SÓNG PHẦN 2

Câu 1: Chu kì sóng và tần số sóng là gì?

Trả lời:

Chu kì sóng T là thời gian thực hiện một dao động của một điểm sóng

Tần số sóng f là số dao động mà một điểm sóng thực hiện trong một đơn vị thời gian

Câu 2: Sóng ngang là gì?

Trả lời:

Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.

Câu 3: Để phân loại sóng ngang hay sóng dọc người ta dựa vào đâu?

Trả lời:

Để phân loại sóng có phân biệt sóng ngang hay sóng dọc người ta dựa vào phương dao động của các phân tử môi trường và phương truyền sóng

Câu 4: Thế nào là sóng kết hợp?

Trả lời:

Sóng kết hợp là hai sóng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian

Câu 5: Khoảng cách giữa n nút sóng liên tiếp?

Trả lời:

Khoảng cách giữa n nút sóng liên tiếp là: L =

Câu 6: Trong hiện tượng giao thoa sóng, những điểm trong môi trường truyền sóng là cực tiểu giao thoa khi hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn kết hợp tới là? (với k ∈ Z)

Trả lời:

Trong hiện tượng giao thoa sóng, những điểm trong môi trường truyền sóng là cực tiểu giao thoa khi hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn kết hợp tới là:

d2 – d1 = (2k+1)λ/2 (với k ∈ Z)

Câu 7: Trong môi trường đàn hồi có một sóng cơ có tần số 10 Hz, tốc độ truyền sóng là 40 cm/s. Hai điểm M và N trên phương truyền sóng dao động cùng pha nhau, giữa chúng chỉ có 2 điểm khác dao động ngược pha với M. Khoảng cách MN là?

Trả lời:

Hai điểm M, N dao động cùng pha nên: MN = λ; 2λ; 3λ...

Nhưng giữa chúng chỉ có 2 điểm dao động ngược pha với M nên ta có:

MN = 2λ = 2. = 2. = 8(cm)

Câu 8: Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số 50 Hz và đo được khoảng cách giữa hai gợn lồi liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm dao động là 2 mm. Tốc độ truyền sóng trên dây là bao nhiều?

Trả lời:

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

ð 

ð   cm/s

Câu 9: Trong một thí nghiệm về Giao thoa anhs sáng bằng khe I âng với ánh sáng đơn sắc λ = 0,7 μ m, khoảng cách giữa 2 khe s₁,s₂ là a = 0,35 mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn quan sát là D = 1m, bề rộng của vùng có giao thoa là 13,5 mm. Số vân sáng, vân tối quan sát được trên màn là:

Trả lời:

i =

Số vân sáng:

ð  Ns = 2.

Do phân thập phân của L/2i là 0,375 < 0,5 nên số vạch tối là N_T = N_s – 1 = 6 Số vạch tối là 6, số vạch sáng là 7.

Câu 10: Một sợi dây dài AB = 60cm, phát ra một âm có tần số 100Hz.Quan sát dây đàn thấy có 3 nút và 2 bụng sóng (kể cả nút ở hai đầu dây).

a, Tính bước sóng và vận tốc truyền sóng trên dây AB.

b, Biết biên độ dao động tại các bụng sóng là 5mm.Tính vận tốc cực đại của điểm bụng.

c, Tìm biên độ dao động tại hai điểm M và N lần lượt cách A một đoạn 30cm và 45cm.

Trả lời:

a) v = λf =   = 60 m/s.

b) Biên độ dao động tại các bụng là : 5mm = 0,005m

Vận tốc cực đại của các điểm bụng là :v_max= ωA = 2πf.A = 3,14 m/s.

c) Ta có : AM = 30cm = λ/2.

 Do A là nút sóng nên M cũng là nút sóng nên biên độ bằng 0.

Biên độ sóng tại N cách A 45cm . Ta có: NA = 45cm = λ/2 + λ/4 .Do A là nút sóng nên N là bụng sóng, Biên độ của N bằng 5mm. N có biên độ cực đại.

Câu 11: Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển thấy nó nhô lên cao 7 lần trong 18 s và đo được khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp là 3 m. Tốc độ truyền sóng trên mặt biển là?

Trả lời:

Chu kì sóng là T = . Tốc độ truyền sóng v = = 1 m/s

Câu 12: Một nguồn O dao động với tần số 50 Hz tạo ra sóng trên mặt nước có biên độ 3 cm (coi như không đổi khi sóng truyền đi). Biết khoảng cách giữa 7 gợn lồi liên tiếp là 9 cm. Điểm M nằm trên mặt nước cách nguồn O đoạn bằng 5 cm. Chọn t = 0 là lúc phần tử nước tại O đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Tại thời điểm t₁ li độ dao động tại M bằng 2 cm. Li độ dao động tại M vào thời điểm t₂ = (t + 2,01) s bằng bao nhiêu?

Trả lời:

Ta có λ = 1,5 cm ; T = 0,02 s.

Theo đề bài :

Tại thời điểm t₁ li độ dao động của điểm M là 2 cm ;

Tại thời điểm t₂ = (t₁ + 2,01) s = t₁ + 100T + T/2, nên li độ của M là -2 cm

Câu 13: Chỉ ra câu đúng/sai trong các câu sau:

Trả lời:

Câu 14: Một sóng cơ truyền trên một sợi dây đàn hồi rất dài. Phương trình sóng tại một điểm trên dây: u = 4cos(20πt - πx/3)(mm).Với x: đo bằng mét, t: đo bằng giây. Tốc độ truyền sóng trên sợi dây có giá trị bằng bao nhiêu?

Trả lời:

Ta có:

Câu 15: Một sóng ngang có chu kì T = 0,2 s truyền trong một môi trường đàn hồi có tốc độ 1 m/s. Xét trên phương truyền sóng Ox, vào một thời điểm nào đó một điểm M nằm tại đỉnh sóng thì ở sau M theo chiều truyền sóng, cách M một khoảng từ 42 cm đến 60 cm có điểm N đang từ vị trí cân bằng đi lên đỉnh sóng. Khoảng cách MN là?

Trả lời:

Bước sóng: λ = vT = 100.0,2 = 20 cm.

Vì 42 cm ≤ MN ≤  60 cm nên 2,2λ ≤  MN ≤  3λ.

Từ hình vẽ suy ra: MN = 2λ + 0,25λ = 45 cm.

Câu 16: Một sóng cơ học có biên độ không đổi A, bước sóng λ. Vận tốc dao động cực đại của phần tử môi trường bằng 4 lần tốc độ truyền sóng khi?

Trả lời:

Ta có: v_max = 4v_s ⇒ ωA = 4.

⇒A = 4 ⇒ λ =

Câu 17: Thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng thường được sử dụng để đo bước sóng của ánh sáng đơn sắc. Khi chiếu hai khe bằng một nguồn phát ánh sáng đơn sắc, ta thấy vẫn sáng thứ năm cách vẫn trung tâm là 2,8 cm. Biết hai khe đặt cách nhau 0,2 mm và cách màn một khoảng 1,5 m. Xác định bước sóng của ánh sáng được dùng trong thí nghiệm.

Trả lời:

Vì ta thấy vẫn sáng thứ năm cách vẫn trung tâm là 2,8 cm

ð 5i = 2,8 ⇒ i = 0,56cm

Bước sóng của ánh sáng được dùng trong thí nghiệm là: 

λ = = = 0,7467μm

Câu 18: Một sợi dây AB dài 100 cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với một nhánh của một âm thoa dao động điều hòa với tần số 40 Hz. Trên dây AB có sóng dừng ổn định, A được coi là nút sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là 20 m/s. Kể cả A và B thì trên dây có ?

Trả lời:

Theo đề bài ta có:
v= 20 m/s = 200 cm/ s.
⇒ λ = v/f ​ = 50cm
Khoảng cách sợi dây là 100 cm
⇒ l = ​⇔ 100 = k25 → k= 4 
Số nút= k+1 =5
Số bụng= k=4
Vậy trên dây có 5 nút và 4 bụng.

Câu 19: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, người ta sử dụng một nguồn sáng phát ra đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là 400 nm và 600 nm. Biết khoảng cách giữa hai khe là 0,2 mm và khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,5 m.

a) Tính khoảng cách giữa hai vân sáng bậc ba cùng phía với vân trung tâm.

b) Vân trung tâm có màu gì? Tìm khoảng cách gần nhất của một văn cùng màu với vân trung tâm cho đến vân trung tâm này

Trả lời:

a)    Khoảng vân của ánh sáng có bước sóng là 400 nm: 

i1= = 3mm

=> Vân sáng bậc ba cùng phía với vân trung tâm nằm ở vị trí 3i₁=3.3=9mm

Khoảng vân của ánh sáng có bước sóng là 600 nm: 

i₂= =600.1,50,2=4,5mm

⇒Vân sáng bậc ba cùng phía với vân trung tâm nằm ở vị trí

 3i₂ = 3.4,5 = 13,5mm

Khoảng cách giữa hai vân sáng bậc ba cùng phía với vân trung tâm là:

13,5 – 9 = 4,5 mm

b,  Ánh sáng đơn sắc có bước sóng là 400 nm nằm trong khoảng ánh sáng màu tím (380-435 nm)và ánh sáng có bước sóng 600 nm nằm trong khoảng ánh sáng màu cam (590-625 nm) trộn hia ánh sáng này lại với nhau ta sẽ thu được ánh sáng trắng.

Ta có:  => 3λ1=2λ2 

Vân sáng thứ 3 của ánh sáng thứ nhất trùng với vân sáng thứ 2 của ánh sáng thứ hai nên khoảng cách là 9mm

Câu 20: Sóng dừng trên dây AB với chiều dài 0,16 m, với một đầu nút một đầu bụng, khoảng thời gian giữa 2 lần sợi dây duỗi thẳng là 0,01s. Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 4 m/s. Tính số bụng sóng và số nút song?

Trả lời:

Xét lần thứ nhất sợi dây duỗi thẳng thì khi đó các phần tử trên sợi dây đều đang đi qua vị trí cân bằng. Khi sợi dây duỗi thẳng lần thứ 2 thì các phần tử đã đi được quãng đường từ vị trí cân bằng đến biên và lại trở về vị trí cân bằng. Như vậy, hai thời điểm sợi dây duỗi thẳng liên tiếp sẽ phải cách nhau đúng bằng một nửa chu kỳ.

Vậy ta có: T/2 = 0,01s ⇒ T = 0,02s

⇒ λ = v. T = 4. 0,02 = 0,08(m) = 8(cm)

Một đầu nút, một đầu bụng nên có điều kiện:

Vậy trên dây có 4 bụng sóng và 4 nút sóng.