Bài tập file word vật lí 11 chân trời sáng tạo Chương 2: Sóng (P4)

ÔN TẬP CHƯƠNG 2. SÓNG PHẦN 4

Câu 1: Sóng ngang là gì?

Trả lời:

Là sóng mà phương dao động của mỗi phần tử môi trường vuông góc với phương truyền sóng

Câu 2: Hiện tượng phản xạ sóng là?

Trả lời:

Khi sóng truyền từ môi trường đến mặt phân cách với một môi trường khác, một phần của sóng tới được truyền ngược lại vào môi trường ban đầu.

Câu 3:  Bước sóng là gì?

Trả lời:

Là quãng đường sóng truyền đi được trong 1 chu kì dao động

Câu 4: Hai họa âm liên tiếp do một dây đàn phát ra có tần số hơn kém nhau 56 Hz, họa âm thứ ba và họa âm thứ năm có tần số bằng bao nhiêu?

Trả lời:

Hai họa âm liên tiếp hơn kém nhau 56 Hz nên ta có:

Từ đó ta có tần số của họa âm thứ ba và thứ năm là:

Câu 5: Mạch chọn sóng của máy thu vô tuyến có độ tự cảm L = 2μH và điện dung C_v thay đổi được. Biết tốc độ sóng điện từ là 3.10⁸ m/s và lấy π² = 10. Biết mạch có thể bắt được sóng điện từ có bước sóng 60m đến 144m. C_v có giá trị nào sau đây?

Trả lời:

Vận dụng công thức, ta có:

Câu 6: Một dây đàn phát ra âm cơ bản có tần số f₁ = 420 Hz. Một người chỉ nghe được âm cao nhất có tần số là 18000 Hz, tìm tần số lớn nhất mà nhạc cụ này có thể phát ra để người đó nghe được.

Trả lời:

Gọi f_n là âm mà người đó nghe được, ta có: f_n = n. f¹ = 420n

Theo bài

f_n < 18000 ⇔ 420n < 18000 ⇒ n < 42,8 (1)

Từ đó giá trị lớn nhất của âm mà người đó nghe được ứng với giá trị nguyên lớn nhất thỏa mãn (1) là n = 42

Vậy tần số âm lớn nhất mà người đó nghe được là 420.42 = 17640 (Hz).

Câu 7: Mức cường độ âm tại một điểm cách một nguồn phát âm 1 m có giá trị là 50 dB. Một người xuất phát từ nguồn âm, đi ra xa nguồn âm thêm 100 m thì không còn nghe được âm do nguồn đó phát ra. Lấy cường độ âm chuẩn là I_o = 10 -12(W/m²) , sóng âm phát ra là sóng cầu thì ngưỡng nghe của tai người này là bao nhiêu?

Trả lời:

Cường độ âm được tính bởi I = P/S

Do âm phát ra dạng sóng cầu nên: 

Do đó

Mức cường độ âm gây ra tại điểm cách nguồn âm 100 m là:

Vậy ngưỡng nghe của tai người này là 10 (dB).

Câu 8: Một sóng điện từ có tần số 100 MHz truyền với tốc độ 3.10⁸ m/s có bước sóng là:

Trả lời:

Bước sóng của mạch:

Câu 9: Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số 100Hz và đo được khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm dao động là 4mm. Tốc độ sóng trên mặt nước là bao nhiêu?

Trả lời:

Khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp trên đường nối hai tâm sóng là λ/2, công thức tính vận tốc sóng v = λf.

Câu 10: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 20Hz, tại một điểm M cách A và B lần lượt là 16cm và 20cm, sóng có biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?

Trả lời:

Giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác suy ra M nằm trên đường k = 4, với điểm M còn thoả mãn BM – AM = kλ. Suy ra 4λ = 20 – 16 = 4cm → λ = 1cm, áp dụng công thức v = λf = 20cm/s.

Câu 11: Tốc độ truyền âm trong không khí là 340 m/s, khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động ngược pha nhau là 0,85 m. Tính tần số của âm.

Trả lời:

Gọi d là khoảng cách giữa hai điểm bất kì trên cùng một phương truyền sóng

Hai điểm ngược pha thì: , với k = 0, 1, 2, 3, …

Khoảng cách nhỏ nhất:

Tần số âm:

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

Trả lời:

Câu 14:  Các tần số có thể tạo sóng dừng trên sợi dây hai đầu cố định theo thứ tự tăng dần là f₁, f₂, f₃, f₄,…Tỉ số hai tần số liên tiếp bằng tỉ số:

Trả lời:

- Ta có: - Ta có:

→ Tỉ số 2 tần số liên tiếp chính bằng tỉ số hai số nguyên liên tiếp.

Câu 15: Sóng truyền trên một sợi dây hai đầu cố định có bước sóng λ. Để có sóng dừng trên dây thì chiều dài L của dây phải thỏa mãn điều kiện là (với k = 1, 2, 3, ...)

Trả lời:

- Điều kiện để có sóng dừng trên dây 2 đầu cố định là: L = kλ/2. - Điều kiện để có sóng dừng trên dây 2 đầu cố định là: L = kλ/2.

Câu 16: M và N là hai điểm trên một mặt nước phẳng lặng cách nhau 1 khoảng 20 cm. Tại 1 điểm O trên đường thẳng MN và nằm ngoài đoạn MN, người ta đặt nguồn dao động theo phương vuông góc với mặt nước với phương trình u = 4cosωt (cm), tạo ra sóng trên mặt nước với bước sóng λ = 15cm. Khoảng cách xa nhất giữa 2 phần tử môi trường tại M và N khi có sóng truyền qua là bao nhiêu?

Trả lời:

Khoảng cách cực tiểu giữa M và N là: l_min = MN = 20cm.

Giả sử sóng truyền qua M rồi đến N thì dao động tại M sớm pha hơn dao động tại N: Δφ = 2πd/λ = 8π/3.

Chọn gốc thời gian để phương trình dao động tại M là: u₁ = 5cosωt cm thì phương trình dao động tại N là: u₂ = 4cos(ωt - 8π/3 ) cm.

Độ lệch li độ của hai phần tử tại M và tại N:

Δu = u₂ - u₁ = 4cos(ωt - 8π/3 ) - 4cos(ωt) = 4√3 cos (ωt - 5π/6) cm

=> Δφ_u = 4√3

Khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử tại M và N:

Câu 17: một vật dao động điều hòa có gia tốc cực đại là 314 cm/s² và tốc độ trung bình trong một chu kỳ là 20 cm/s. Biên độ dao động của vật bằng?

Trả lời:

Trong một chu kỳ

Câu 18: Một mạch chọn sóng là mạch dao động LC có L = 2 mH, C = 8 pF. Lấy π² = 10. Mạch trên thu được sóng vô tuyến có bước sóng nào dưới đây trong môi trường không khí?

Trả lời:

Bước sóng mà mạch LC thu được:

Câu 19: . Một sợi dây căng ngang với hai đầu cố định, đang có sóng dừng. Biết khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử đây dao động với cùng biên độ 5 mm là 80 cm, còn khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử dây dao động cùng pha với cùng biên độ 5 mm là 65 cm. Tỉ số giữa tốc độ cực đại của một phần tử dây tại bụng sóng và tốc độ truyền sóng trên dây là:

Trả lời:

- Khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử dây dao động cùng biên độ 5 mm ở hai bó sóng ngoài cùng (cùng cách đầu cố định một đoạn x) là 80 cm lớn hơn 65 cm là khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử dây dao động cùng pha cùng biên độ 5 mm. Mà các phần tử ở 2 bó sóng liền kề dao động ngược pha nhau, hai phần tử dao động cùng biên độ 5 mm ở 2 bó sóng liền kề xa nhất là: λ/2 - Khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử dây dao động cùng biên độ 5 mm ở hai bó sóng ngoài cùng (cùng cách đầu cố định một đoạn x) là 80 cm lớn hơn 65 cm là khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử dây dao động cùng pha cùng biên độ 5 mm. Mà các phần tử ở 2 bó sóng liền kề dao động ngược pha nhau, hai phần tử dao động cùng biên độ 5 mm ở 2 bó sóng liền kề xa nhất là: λ/2

- Khoảng cách 80 cm < 3λ → trên dây có 6 bó sóng. - Khoảng cách 80 cm < 3λ → trên dây có 6 bó sóng.

→ Chiều dài sợi dây là:

- Biên độ sóng dừng tại điểm cách nút một khoảng x là: - Biên độ sóng dừng tại điểm cách nút một khoảng x là:

- Tốc độ cực đại của phần tử tại bụng sóng là: - Tốc độ cực đại của phần tử tại bụng sóng là:

- Tốc độ truyền sóng trên dây là: - Tốc độ truyền sóng trên dây là:

Câu 20: Sóng dừng trên dây thép dài 1,2 m hai đầu P, Q cố định, được kích thích bởi nam châm điện. Nút A cách bụng B liền kề là 10 cm và I là trung điểm của AB. Biết khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp I và B có cùng li độ là 0,01 (s). Tính tần số của dòng điện và tốc độ truyền sóng trên dây.

Trả lời:

- Vì A là nút còn B là bụng liền kề nên: - Vì A là nút còn B là bụng liền kề nên:

- Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp I và B có cùng li độ là: - Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp I và B có cùng li độ là:

- Tần số của dòng điện là: - Tần số của dòng điện là: