Tài liệu sóng cơ đầy đủ

TÀI LIỆU SÓNG CƠ ĐẦY ĐỦ  

MỤC LỤC SÓNG CƠ

Bài 1: Sóng cơ.

Loại 1. Xác định các đại lượng đặc trưng của sóng.

Loại 2. Phương trình sóng cơ.

Loại 3. Độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng

 Bài 2:  Giao thoa sóng.

Loại 1. Viết phương trình sóng tại một điểm M do hai nguồn S₁ và S₂ truyền đến.

Loại 2. Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại và cực tiểu trên đoạn thẳng nối hai nguồn sóng S₁ và S₂

Loại 3. Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại và cực tiểu giữa hai điểm bất kì x₁ và x₂ ( đường thẳng nối x₁ và x₂ không vuông góc với đoạn thẳng nối hai nguồn)

Loại 4. Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại cực tiểu giữa hai điểm x₁ vàx₂  (x₁x₂  S₁S₂)

 Loại 5. Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại trên đường tròn, elip, hình chữ nhật, hình vuông, parabol.

Loại 6. Xác định vị trí (khoảng cách xa nhất hoặc gần nhất) của một điểm M dao động với biên độ cực đại cực tiểu so với nguồn. Biết M nằm trên đường thẳng vuông góc với S₁S₂ tại S₁

Loại 7. Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại , cực tiểu nhưng cùng pha hoặc ngược pha với nguồn, trên đoạn thẳng nối hai nguồn S₁S₂ (hình vẽ loại 2)

Loại 8. Tìm số điểm dao động trên đoạn thẳng x₁x₂ nhưng cùng pha (hoặc ngược pha) với nguồn.(hình vẽ loại 4)

Loại 9. Tìm số điểm dao động với biên độ bất kì trên đoạn thẳng nối hai nguồn.

Loại 10. Một số bài tập xác định số điểm trên đoạn thẳng (loại khác)

Ví dụ: Tìm số điểm cùng pha hoặc ngược pha với M trên đoạn MO.

Tìm số điểm ngược pha, cùng pha với O trên đoạn MO.

 ( Trên đây chỉ là một số loại toán thường gặp, từ loại 8 trở lại thường khó gặp trong kì thi đại học)

Loại 11. Một số loại bài tập khác.

 Bài 3: sóng dừng

Loại 1. Xác định số bụng, số nút, số bó sóng trên dây, trên đàn, trên ống sáo.

Loại 2. Xác định các đại lượng đặc trưng của sóng dừng.

Bài 1: Sóng cơ.  Loại 1. Xác định các đại lượng đặc trưng của sóng.

Bài 1:  Một sóng cơ truyền trên một sợi dây đàn hồi rất dài. Phương trình sóng tại một  điểm trên dây: u = 4cos(20πt - xπ/3)(mm).Với x: đo bằng met, t: đo bằng giây. Tốc độtruyền sóng trên sợi dây có giá trị.

        A. 60mm/s                      B. 60 cm/s                    C. 60 m/s                     D. 30mm/s

Bài 2:Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox có phương trình là  u = 5cos(6πt − πx) (cm), với t đo bằng s, x đo bằng m. Tốc độ truyền sóng này là         

        A. 3 m/s.                         B. 60 m/s.                    C. 6 m/s.                      D. 30 m/s.

Bài 3: Sóng cơtruyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình u = cos(20t - 4x) (cm) (x tính bằng mét, t tính bằng giây). Vận tốc truyền sóng này trong môi trường trên bằng :   

        A. 5 m/s.                         B. 4 m/s.                      C. 40 cm/s.                   D. 50 cm/s.

Bài 4: 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.

        A.0,25Hz; 2,5m/s           B. 4Hz; 25m/s               C. 25Hz; 2,5m/s           D. 4Hz; 25cm/s 

Bài 5:  Tại một điểm trên mặt chất lỏng có một nguồn dao động với tần số120Hz, tạo ra sóng ổn định trên mặt chất lỏng. Xét 5 gợn lồi liên tiếp trên một phương truyền sóng, ở về một phía so với nguồn, gợn thứ nhất cách gợn thứnăm 0,5m. Tốc độ truyền sóng là         

        A. 30 m/s                         B.15 m/s                        C. 12 m/s                    D. 25 m/s

Bài 6: Tại điểm O trên mặt nước yên tĩnh, có một nguồn sóng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần sốf = 2Hz. Từ O có những gợn sóng tròn lan rộng ra xung quanh. Khoảng cách giữa 2 gợn sóng liên tiếp là 20cm. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là :      

        A.160(cm/s)                     B.20(cm/s)                     C.40(cm/s)                   D.80(cm/s)

Bài 7. Một dây đàn hồi dài có đầu A dao động theo phương vuông góc với sợi dây. Tốc độ truyền sóng trên dây là 4m/s. Xét một điểm M trên dây và cách A một đoạn 40cm, người ta thấy M luôn luôn dao động lệch pha so với A một góc ∆φ = (k + 0,5)π với k là số nguyên. Tính tần số, biết tần số f có giá trị trong khoảng từ 8 Hz đến 13 Hz.

        A. 8,5Hz                        B. 10Hz                          C. 12Hz                         D.12,5Hz         

Bài 8. Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển thấy phao nhấp nhô lên xuống tại chỗ  15 lần trong 30 giây và khoảng cách giữa 5 đỉnh sóng liên tiếp nhau bằng 24m. Vận tốc truyền sóng trên mặt biển là

        A. v = 4,5m/s                  B. v = 12m/s.                  C. v = 3m/s                    D. v = 2,25 m/s

Bài 9. Một chiếc phao nhô lên cao 10 lần trong 36s, khoảng cách hai đỉnh sóng lân cận là 10m. Vận tốc truyền sóng là                     

        A. 25/9(m/s)                      B. 25/18(m/s)                 C. 5(m/s)                       D. 2,5(m/s)

Bài 10:  Một sợi dây đàn hồi rất dài có đầu A dao động với t ần sốf và theo phương vuông góc với sợi dây. Biên độ dao động là 4cm, vận tốc truyền sóng trên đây là 4 (m/s). Xét một đi ểm M trên dây và cách A một đoạn 28cm, người ta thấy M luôn luôn dao động lệch pha với A một góc Δφ = (2k +1)π/2 với k = 0, ±1, ±2. Tính bước sóng λ? Biết tần số f có giá trị trong khoảng từ 22Hz đến 26Hz.

        A.12 cm                            B.8 cm                          C.14 cm                         D.16 cm

Bài 11: Sóng có tần số 20Hz truyền trên chất lỏng với tốc độ 200cm/s, gây ra các dao động theo phương thẳng đứng của các phần tử chất  lỏng. Hai điểm M và N thuộc mặt chất  lỏng cùng phương truyền sóng cách nhau 22,5cm. Biết điểm M nằm gần nguồn sóng hơn. Tại thời điểm t điểm N hạ xuống thấp nhất. Hỏi sau đó thời gian ngắn nhất là bao nhiêu thì điểm M sẽ hạ xuống thấp nhất?

        A. 3/20s                             B. 3/80s                        C. 7/160s                       D. 1/160s

Bài 12: Sóng truyền theo phương ngang trên một sợi dây dài với tần số10Hz. Điểm M trên dây tại một thời điểm đang ở vị trí cao nhất và tại thời điểm đó điểm N cách M 5cm đang đi qua vịtrí có li độ bằng nửa biên độ và đi lên. Coi biên độ sóng không đổi khi truyền. Biết khoảng cách MN nhỏhơn bước sóng của sóng trên dây. Chọn đáp án đúng cho tốc độ truyền sóng và chiều truyền sóng.

       A. 60cm/s, truyền từ M đến N             B. 3m/s, truyền từ N đến M   

       C. 60cm/s, từ N đến M                       D. 30cm/s, từ M đến N

Bài tập về nhà

Câu 1. Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển thấy nó nhô lên cao 10 lần trong 18 s, khoảng cách giữa hai ngọn sóng kề nhau là 2 m. Tốc độtruyền sóng trên mặt biển là :

      A. 2 m/s.                             B.1 m/s.                     C. 4 m/s.                    D. 4.5 m/s.

Câu 2. Một sóng lan truyền với vận tốc 200m/s có bước sóng 4m. Tần sốvà chu kì của sóng là

      A.f = 50Hz ;T = 0,02s.                     B.f = 0,05Hz ;T= 200s.   

      C.f = 800Hz ;T = 1,25s.                   D.f = 5Hz;T = 0,2s.

Câu 3: Một sóng truyền trên sợi dây đàn hồi rất dài với tần số500Hz, người ta thấy khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất dao động cùng pha là 80cm. Tốc độtruyền sóng trên dây là

         A. v = 400cm/s.           B. v = 16m/s.                 C. v = 6,25m/s .           D. v = 400m/s

Câu 4: Đầu A của một sợi dây đàn hồi dài nằm ngang dao động theo phương trình \(u_{A}=5cos(4\pi t+\pi /6)\)  Biết vận tốc sóng trên dây là 1,2m/s. Bước sóng trên dây bằng:           

       A. 0,6m                         B.1,2m                          C. 2,4m                       D. 4,8m

Câu 5: Một sóng truyền theo trục Ox  được mô tả bỡi phương trình  \(u_{A}=8cos2\pi (0,5\pi x-4\pi t)\) (cm) trong đó x tính bằng mét, t tính băng giây. Vận tốc truyền sóng là :

         A. 0,5 m/s                   B. 4 m/s                         C.8 m/s                        D. 0,4m/s

Câu 6. Sóng cơtruyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình \(u_{A}=cos(20 t-4x)\) (x tính bằng mét, t tính bằng giây). Vận tốc truyền sóng này trong môi trường trên bằng :

         A. 50 cm/s.                  B. 4 m/s.                       C. 40 cm/s.                  D.5 m/s.

Câu 7: Hai nguồn phát sóng A, B trên mặt chất lỏng dao động theo phương vuông góc với bềmặt chất lỏng cùng tần số 50Hz và cùng pha ban đầu , coi biên độsóng không đổi. Trên đoạn thẳng AB thấy hai điểm cách nhau 9cm dao động với biên độcực đại . Biết vận tốc trên mặt chất lỏng có giá trịtrong khoảng 1,5m/s < v < 2,25m/s. Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng đó là

       A. 1,8m/s                      B. 1,75m/s                      C. 2m/s                       D. 2,2m/s

Câu 8: Trên mặt một chất lỏng, tại O có một nguồn sóng cơ dao động có tần số f  = 30 Hz. Vận tốc truyền sóng là một giá trị nào đó trong khoảng 1,6m/s < v < 2,9m/s . Biết tại điểm M cách O một khoảng 10cm sóng tại đó luôn dao động ngược pha với dao động tại O. Giá trịcủa vận tốc đó là:

       A.2m/s                          B. 3m/s                          C.2,4m/s                     D.1,6m/s

Câu 9: Mũi nhọn S chạm vào mặt nước dao động điều hòa với tần sốf = 20Hz, thấy rằng tại hai điểm A, B trên mặt nước cùng nằm trên phương truyền sóng cách nhau một khoảng d = 10cm luôn dao động ngược pha. Tính vận tốc truyền sóng, biết vận tốc đó nằm trong khoảng từ 0,7m/s đến 1m/s .

      A. 0,75m/s                     B.0,8m/s                         C. 0,9m/s                    D. 0,95m/s

Câu 10:Nguồn phát sóng S trên mặt nước tạo dao động với tần sốf = 100Hz gây ra các sóng tròn lan rộng trên mặt nước. Biết khoảng cách giữa 7 gợn lồi liên tiếp là 3cm. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước bằng bao nhiêu?

       A. 25cm/s.                     B. 50cm/s.                      C. 100cm/s.                D. 150cm/s.

Bài: Sóng cơ. Loại 2: Bài tập liên quan đến phương trình sóng:

Bài 1:  Một sợi dây  đàn hồi nằm ngang có điểm đầu O dao  động theo phương  đứng với biên  độA=5cm,

T=0,5s. Vận tốc truyền sóng là 40cm/s. Viết phương trình sóng tại M cách O d = 50 cm.

      A.\(u_{M}=5cos(4\pi t-5\pi )\)  cm                      B.\(u_{M}=5cos(4\pi t-2,5\pi )\)   cm

      C. \(u_{M}=5cos(4\pi t-\pi )\)cm                          D.\(u_{M}=5cos(4\pi t-25\pi )\) cm

Bài 2: Một sóng cơ học truyền theo phương Ox với biên độ coi như không đổi. Tại O, dao động có dạng u = acosωt (cm). Tại thời điểm M cách xa tâm dao động O là 1/3 bước sóng ở thời điểm bằng 0,5 chu kì thì ly độ sóng có giá trị là 5 cm. Phương trình dao động ởM thỏa mãn hệ thức nào sau đây:

      A. \(u_{M}=a.cos(\omega t-2\lambda /3)\)cm                   B. \(u_{M}=a.cos(\omega t-\pi \lambda /3)\)cm  

       C.\(u_{M}=a.cos(\omega t-2\pi /3)\) cm                  D. \(u_{M}=a.cos(\omega t-\pi /3)\)cm 

Bài 3. Một sóng cơhọc truyền dọc theo trục Ox có phương trình u =28cos(20x - 2000t) (cm), trong đó x là toạ độ được tính bằng mét, t là thời gian được tính bằng giây. Vận tốc truyền sóng là

           A. 334m/s                     B. 314m/s                   C. 331m/s             D. 100m/s

Bài 4: Một sóng cơ ngang truyền trên một sợi dây rất dài có phương trình  u = 6cos(4πt − 0,02πx) cm ; trong đó u và x có đơn vị là cm, t có đơn vị là giây. Hãy xác định vận tốc dao động của một điểm trên dây có toạ độ x = 25 cm tại thời điểm t = 4 s.           

           A. 24π (cm/s)                 B.14π (cm/s)            C.12π (cm/s)         D.44π (cm/s)

Bài 5: Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng với vận tốc 5m/s. Phương trình sóng của một  điểm O trên phương truyền  đó là u = 6cos(5πt + π/2)cm. Phương trình sóng tại M nằm trước O và cách O một khoảng 50cm là:

   A. u_M = 6cos(5πt) cm                               B. u_M = 6cos(5πt + π/2) cm    

   C. u = 6cos(5πt -  π/2)cm                          D. u = 6cos(5πt + π)cm

Bài 6: Một sóng cơhọc lan truyền trên mặt nước với tốc độ25cm/s. Phương trình sóng tại nguồn là u = 3cosπt(cm).Vận tốc của phần tửvật chất tại điểm M cách O một khoảng 25cm tại thời điểm t = 2,5s là:       

          A: 25cm/s.                 B:3πcm/s.                     C: 0.                   D: -3πcm/s.

Bài 7: Với máy dò dùng sóng siêu âm, chỉ có thể phát hiện được các vật có kích thước cỡ bước sóng siêu âm. Siêu âm trong một máy dò có tần số5MHz. Với máy dò này có thểphát hiện được những vật có kích thước cỡ bao nhiêu mm trong 2 trường hợp: vật ở trong không khí và trong nước. Cho biết tốc độ âm thanh trong không khí và trong nước là 340m/s và 1500m/s.         Đs: không khí , > 0.068mm. nước, > 0.3mm

Bài 8:Một sóng ngang có biểu thức truyền sóng trên phương x là: u = 3cos (100πt – x), trong đó x tính

bằng mét (m), t tính bằng giây (s). Tỉ số giữa tốc độ truyền sóng và tốc độ dao động cực đại của phần tử vật chất môi trường là:            

           A:3                         B 1/(3π)                          C. 1/3                       D.2 π

Tài liệu giới thiệu tất cả các dạng bài tập của chương sóng cơ- sóng âm. Bạn đọc tải tài liệu về đọc nhé.