Bài tập file word Vật lí 11 kết ndối tri thức Chương 2: Sóng (P1)

ÔN TẬP CHƯƠNG 2. SÓNG PHẦN 1

Câu 1: Tốc độ truyền sóng v là?

Trả lời:

Tốc độ truyền sóng v là tốc độ lan truyền dao động trong không gian.

Câu 2: Sóng cơ học là gì?

Trả lời:

Sóng cơ học là dao động cơ lan truyền trong một môi trường.

Câu 3: Sóng điện từ dùng trong thông tin vũ trụ là?

Trả lời:

Sóng cực ngắn dùng trong thông tin vũ trụ vì:

+ Có năng lượng rất lớn + Có năng lượng rất lớn

+ Không bị tầng điện li hấp thụ hay phản xạ + Không bị tầng điện li hấp thụ hay phản xạ

+ Xuyên qua tầng điện li vào vũ trụ + Xuyên qua tầng điện li vào vũ trụ

Câu 4: Ở mặt nước có hai nguồn sóng dao động theo phương vuông góc với mặt nước, có cùng phương trình u = Acosωt. Trong miền gặp nhau của hai sóng, những điểm mà ở đó các phần tử nước dao động với biên độ cực đại sẽ có hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn đến đó bằng:

Trả lời:

Ở mặt nước có hai nguồn sóng dao động theo phương vuông góc với mặt nước, có cùng phương trình u = Acosωt. Trong miền gặp nhau của hai sóng, những điểm mà ở đó các phần tử nước dao động với biên độ cực đại sẽ có hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn đến đó bằng một số nguyên lần bước sóng.

Câu 5: Bản chất của sóng dừng là?

Trả lời:

Bản chất của sóng dừng là sự giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ.

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: Một nguồn dao động đặt tại điểm A trên mặt chất lỏng nằm ngang phát ra dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với phương trình uA= acosωt. Sóng do nguồn dao động này tạo ra truyền trên mặt chất lỏng có bước sóng λ tới điểm M cách A một khoảng x. Coi biên độ sóng và vận tốc sóng không đổi khi truyền đi thì phương trình dao động tại điểm M là?

Trả lời:

Dao động tại M trễ pha hơn dao động tại A là .

Vậy phương trình dao động tại M là:

uM = acos(ωt − ).

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: λ =  =  = 3m

Câu 9: Hai nguồn sóng kết hợp A và B cách nhau 20 cm dao động theo các phương trình u1 = 3cos4πt cm; u2 = 4cos4πt cm. Điểm thuộc đoạn AB cách trung điểm của AB đoạn gần nhất 1,5 cm luôn không dao động. Khoảng cách giữa hai điểm xa nhất có biên độ 7 cm trên đoạn thẳng nối hai nguồn bằng:

Trả lời:

Hai nguồn kết hợp cùng pha, trung điểm của AB là một cực đại, khoảng cách từ cực đại này đến cực tiểu gần nhất là     hay  = 1,5 ⇒ λ = 6(cm).

Các điểm trên AB có biên độ 7 cm chính là các cực đại.

Số cực đại:

−      < k <  ⇒ −3,3 < k < 3,3 ⇒ k = −3...3

Từ cực đại ứng với k = −3 đến cực đại ứng với k = + 3 có 6 khoảng  nên khoảng cách giữa hai cực đại đó là  = 18 cm.

Câu 10: Một dây đàn dài 0,6 m hai đầu cố định dao động với một bụng độc nhất (ở giữa dây). Bước sóng có giá trị là:

Trả lời:

Vì hai đầu cố định dao động với một bụng độc nhất (ở giữa dây) nên hai đầu dây là hai nút kế tiếp.

Chiều dài dây thỏa mãn:

l =  ⇒ λ = 2.l = 2.0,6 = 1,2(m)

Câu 11: Một sóng cơ có tần số f = 100 Hz được truyền qua một dây thép với tốc độ truyền sóng là 5 000 m/s. Tính bước sóng và chiều dài dây thép cần để tạo ra 10 chu kì sóng.

Trả lời:

Bước sóng λ =

Để tạo ra 10 chu kì sóng, ta cần dây thép có chiều dài L = 10 λ = 10.50 = 500 m

Vậy chiều dài dây thép cần để tạo ra 10 chu kì sóng là 500 m

Câu 12: 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 13: Trên sợi dây OA, đầu A cố định và đầu O dao động điều hoà có phương trình uO=5cos(5πt) cm. Tốc độ truyền sóng trên dây là 24 cm/s. Giả sử trong quá trình truyền sóng biên độ sóng không đổi. Phương trình sóng tại điểm M cách O một đoạn 2,4 cm là?

Trả lời:

Chu kì sóng T =  = 0,4 s. M cách O một khoảng   do đó dao động tại M chậm pha  so với O

Câu 14: Một sóng hình sin truyền trên một sợi dây dài. Ở thời điểm t, hình dạng của một đoạn dây như hình vẽ. Các vị trí cân bằng của các phần tử trên dây cùng nằm trên trục Ox. Bước sóng của sóng này bằng:

Trả lời:

Dễ dàng nhận thấy khoảng cách giữa hai lần sóng qua vị trí cân bằng:

 = 33 – 9 = 24cm =

ð   = 48cm

Câu 15: Hai điểm A, B cùng phương truyền sóng, cách nhau 24 cm. Trên đoạn AB có 3 điểm A1, A2, A3 dao động cùng pha với A, và ba điểm B1, B2, B3 dao động cùng pha với B. Sóng truyền theo thứ tự A, B1, A1, B2, A2, B3, A3, B và A3B = 3 cm. Bước sóng là?

Trả lời:

AB = 3λ + A3B ⇒ 24 = 3λ + 3 ⇒ λ = 7(cm).

Câu 16: Tại Hà Nội, một máy đang phát sóng điện từ. Xét một phương truyền có phương thẳng đứng hướng lên. Vào thời điểm t, tại điểm M trên phương truyền, véctơ cảm ứng từ đang có độ lớn cực đại và hướng về phía Nam. Khi đó véctơ cường độ điện trường có:

Trả lời:

Ta có:

+ Véctơ cường độ điện trường  + Véctơ cường độ điện trường  và véctơ cảm ứng từ  luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. 3 véc tơ và  tại mọi điểm tạo với nhau thành một tam diện thuận.

+Áp dụng quy tắc đinh ốc theo chiều thuận: từ  +Áp dụng quy tắc đinh ốc theo chiều thuận: từ  →  khi đó chiều tiến của đinh ốc là 

+ Do  + Do  cùng pha ⇒ Khi đó véctơ cường độ điện trường có độ lớn cực đại và hướng về phía Tây.

Câu 17: Trong hiện tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn dao động theo phương vuông góc với mặt nước, cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số 50 Hz được đặt tại hai điểm  và  cách nhau 10 cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 75 cm/s. Xét các điểm trên mặt nước thuộc đường tròn tâm , bán kính , điểm mà phần tử tại đó dao động với biên độ cực đại cách điểm  một đoạn ngắn nhất bằng:

Trả lời:

Ta có: λ =  = 1,5(cm)

−      = −6,7 < k <  = 6,7

 Có 13 cực đại.

Cực đại gần  nhất ứng với k = 6 nên d1 – d2 = 6λ

⇒ d2 = d1 −6λ =  − 6λ = 1(cm) = 10(mm)

Câu 18: Trên một sợi dây dài 90 cm có sóng dừng. Kể cả 2 nút ở hai đầu dây thì trên dây có 10 nút sóng. Biết tần số của sóng truyền trên dây là 200 Hz. Sóng truyền trên dây có tốc độ là:

Trả lời:

Trên dây có 10 nút ⇒ k = 9

Điều kiện trên dây xảy ra sóng dừng hai đầu cố định:

l = k ⇒ λ =   =  = 20(cm)

Tốc độ truyền sóng:

v = λf = 20.200 = 4000(cm/s) = 40(m/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: Lúc t = 0 đầu O của dây cao su căng thẳng nằm ngang bắt đầu dao động đi lên với chu kì 2 s với biên độ 5 cm, tạo thành sóng ngang lan truyền trên dây với tốc độ 2 cm/s. Điểm M trên dây cách O một khoảng 1,6 cm. Thời điểm đầu tiên để M đến điểm N thấp hơn vị trí cân bằng 2cm là?

Trả lời:

Khi t = 0 điểm O mới bắt đầu dao động đi lên thì sau thời gian  sóng mới truyền đến M và M bắt đầu dao động đi lên.

Sau đó một khoảng thời gian  điểm M trở về vị trí cân bằng và tiếp theo khoảng thời gian arcsin  nữa thì nó xuống đến điểm N.

Thời điểm đầu tiên để M đến điểm N:

T =   +   + arcsin =   +   + arcsin = 1,93(s)