Bài tập file word Vật lí 11 kết nối tri thức Chương 2: Sóng (P3)

ÔN TẬP CHƯƠNG 2. SÓNG PHẦN 3

Câu 1: Mối liên hệ của các đại lượng , T và v là:

Trả lời:

Mối liên hệ của các đại lượng , T và v là:

= vT

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: Một máy phát sóng điện từ đang phát sóng theo phương thẳng đứng hướng lên. Biết tại điểm M trên phương truyền vào thời điểm t, véc tơ cảm ứng từ đang cực đại và hướng về phía Tây. Vào thời điểm t thì véctơ cường độ điện trường đang có?

Trả lời:

Ta có:

+  + ,, tạo tam diện thuận theo chiều quay từ  đế  thì chiều tiến là chiều 

+ Do  + Do , cùng pha ⇒  cực đại thì véc tơ cường độ điện trường  cũng có độ lớn cực đại và hướng về phía Bắc.

Câu 4: Trong giao thoa của hai nguồn kết hợp có bước sóng λ. Trên đoạn có chiều dài l thuộc đường thẳng nối hai nguồn có N cực đại liên tiếp. Ta luôn có:

Trả lời:

Trong giao thoa của hai nguồn kết hợp có bước sóng λ. Trên đoạn có chiều dài l thuộc đường thẳng nối hai nguồn có N cực đại liên tiếp.

Ta luôn có l = (N − 1)

Câu 5: Sóng dừng là?

Trả lời:

Sóng dừng là sóng được tạo thành do sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ.

Câu 6: Tại hai điểm A và B trên mặt nước có 2 nguồn sóng giống nhau với biên độ a, bước sóng là 10cm. Điểm M cách A 25cm, cách B 5cm sẽ dao động với biên độ là?

Trả lời:

Hai nguồn sóng giống nhau tức là có độ lệch pha △φ = 0

Biên độ sóng tại M là: 

AM = |2acosπ( − )| = |2a.cosπ()| = |2a.cosπ()| = 2a

Câu 7: 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:

Bước sóng: λ = 8 ô;

Khoảng cách hai vị trí cân bằng của O và M là d = 3ô = 

Nên chúng dao động lệch pha nhau: Δφ =  =

Câu 8: Sóng vô tuyến nào sau đây không bị phản xạ ở tần điện li?

Trả lời:

- Sóng vô tuyến  - Sóng vô tuyến không bị phản xạ ở tầng điện li là sóng cực ngắn.

Câu 9: Tại hai điểm A và B trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp cùng phương, cùng pha và tạo ra sóng với bước sóng λ. Khoảng cách AB bằng 4,5λ. Gọi E, F là hai điểm trên đoạn AB sao cho AE = EF = FB. Số cực tiểu trên đoạn EF lần lượt là:

Trả lời:

+ Điều kiện thuộc EF: + Điều kiện thuộc EF:

EA – EB ≤ d1 – d2 ≤ FA − FB

⇒ −1,5λ ≤ d1 – d2 ≤ 1,5λ

+ Điều kiện cực tiểu: d + Điều kiện cực tiểu: d1 – d2 = (m+0,5)λ

⇒ −1,5 ≤ m+0,5 ≤ 1,5 ⇒ m = −2,−1,0,1 ⇒ Có 4 cực tiểu.

Câu 10: Trên một sợi dây dài 2 m đang có sóng dừng với tần số 100 Hz, người ta thấy ngoài 2 đầu dây cố định còn có 3 điểm khác luôn đứng yên. Tốc độ truyền sóng trên dây là:

Trả lời:

Trên dây ngoài hai đầu dây cố định ta còn thấy có ba điểm nút khác nên tổng cộng dây có 5 nút ứng với 4 bó sóng (k = 4).

l = k ⇒ λ =   =  = 1(m)

Vận tốc truyền sóng trên dây là: v = λ.f = 100(m/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: Sóng cơ có tần số 50Hz truyền trong môi trường với vận tốc 160m/s. Ơ cùng một thời điểm, hai điểm gần nhau nhất trên một phương truyền sóng có dao động cùng pha với nhau, cách nhau?

Trả lời:

Hai điểm gần nhau nhất trên một phương truyền sóng có dao động cùng pha với nhau, cách nhau một bước sóng

 =  =  = 3,2m

Câu 15: Một sóng có tần số góc 110 rad/s truyền qua hai điểm M và N trên phương truyền sóng cách nhau gần nhất 0,45 m sao cho khi M qua vị trí cân bằng thì N ở vị trí có tốc độ dao động bằng 0. Tốc độ truyền sóng là?

Trả lời:

Khi M qua vị trí cân bằng thì N ở vị trí có tốc độ dao động bằng 0 nên hai điểm M và N gần nhất dao động vuông pha nên  = 0,45 (m).

⇒ λ = 1,8(m) ⇒ v =   =  = 31,5(m/s)

Câu 16: Điện dung của tụ điện phải thay đổi trong khoảng nào để mạch có thể thu được sóng vô tuyến có tần số nằm trong khoảng từ f1 đến f2 (f1 < f2 ).

Trả lời:

Ta có: f =   ⇒ C =

⇒ Để mạch có thể thu được sóng vô tuyến có tần số nằm trong khoảng từ f1 đến f2 (f1 < f2 ) thì tụ điện C phải:

 < C <

Câu 17: Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng pha, cùng tần số f = 32 Hz. Tại một điểm M trên mặt nước cách các nguồn A, B những khoảng d1 = 28 cm, d2 = 23,5 cm; sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực AB có 1 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là:

Trả lời:

Vì d1 > d2 nên M nằm về phía B.

Giữa M và trung trực có 1 dãy cực đại khác đồng thời M là 1 cực đại nên M thuộc dãy cực đại thứ 2:

d1 − d2 = 2λ ⇒ λ = 2,25(cm) ⇒ v = λf = 72(cm/s)

Câu 18: Sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi hai đầu cố định. Hai điểm A và B trên dây cách nhau 1m là hai nút. Biết tần số sóng khoảng từ 300 Hz đến 450 Hz. Tốc độ truyền dao động là 320 m/s. Tần số của sóng trên dây là:

Trả lời:

Tần số để xảy ra sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi hai đầu cố định thỏa mãn điều kiện:

f =  =  = n.160 (Hz)

Vì 300 ≤ f ≤ 450 nên 1,875 ≤  f ≤ 2,8

⇒ n = 2 ⇒ f = 320 Hz

Câu 19: Một thanh thép mảnh dài 1,2 m được đặt nằm ngang phía dưới một nam châm điện. Cho dòng điện xoay chiều chạy qua nam châm điện thì trên dây thép xuất hiện sóng dừng với 6 bụng sóng với đầu cố định là nút và đầu tự do là bụng. Nếu tốc độ truyền sóng trên thanh là 60 m/s thì tần số của dòng điện xoay chiều là:

Trả lời:

Theo giả thiết, sóng có đầu cố định là nút, đầu tự do là bụng nên: l = k +  +

Trên dây có 6 bụng sóng ⇒ k = 5

⇒1,2 = 5  +  +  ⇒ λ = (m)

Tần số sóng trên dây là:

F =  = 137,5(Hz)

Vì fsóng = 2fđiện => fđiện =  = 68,75 Hz.

Câu 20: 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 5cm, vận tốc truyền sóng trên dây là 2m/s. Xét một điểm M trên dây và cách A một đoạn 12cm, 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 20Hz đến 26Hz.

Trả lời:

Độ lệch pha:

Δφ = (2k + 1) =  → f = (2k+1)

Mặt khác: 20Hz < f < 26Hz

→20 < f = (2k+1) < 26

20 < (2k+1)  < 26

→ 1,9 < k < 2,6

→ k = 2

→f = (2.2+1)  = 20,8Hz

→λ =  =  = 0,096 m = 9,6cm