1900.edu.vn xin giới thiệu tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 12 Sóng cơ và sự truyền sóng cơ hay, chi tiết cùng với câu hỏi trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Vật Lí lớp 12. Mời các bạn đón xem:Bài tập về Sóng cơ và sự truyền sóng cơ Lý thuyết1. Sóng cơ- Khái niệm: sóng cơ là sự lan truyền truyền dao động cơ (năng lượng, trạng thái dao động) trong một môi trường. Sóng cơ không làm lan truyền phân tử vật chất của môi trường. Sóng cơ chỉ truyền được trong môi trường rắn, lỏng, khí, không truyền được trong chân không. - VD: khi ném một hòn đá xuống mặt nước đang yên ả, trên mặt nước sẽ xuất hiện những gợn tròn lan rộn dần ra đó chính là sóng cơ. - Phân loại: có 2 loại sóng là sóng dọc và sóng ngang. So sánh giữa sóng dọc và sóng ngang Sóng ngang Sóng dọc Các phân tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Sóng ngang chỉ truyền được trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng. Các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc truyền trong môi trường rắn lỏng khí. VD: sóng trên mặt nước.
VD: Kéo dãn lò xo dọc theo phương của nó rôi thả tay.
2. Các đặc trưng của một sóng hình sinVới sóng hình sin: các phần tử môi trường sẽ dao động điều hòa. - Biên độ A của sóng: là biên độ dao động của một phần tử môi trường có sóng truyền qua. - Chu kỳ T của sóng: là chu kỳ dao đông của một phần tử môi trường có sóng truyền qua. (tính tuần hoàn về thời gian). - Tốc độ truyền sóng v là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường. - Bước sóng λ: là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ: ( tính tuần hoàn về không gian). Sau một chu kỳ pha dao động lại bằng nhau, nên hai phân tử cách nhau một bước sóng thì đồng pha với nhau. - Năng lượng sóng: là năng lượng dao động của các phần tử môi trường có sóng truyền qua. 3. Phương trình sóng* Xét một sóng hình sin đang lan truyền trong một môi trường theo trục Ox, sóng này phát ra từ gốc tọa độ O với phương trình dao động là uO = A cos(ωt + φ) Để sóng truyền được đến M cách O một khoảng x cần 1 khoảng thời gian là ∆t = x/v Do đó M bắt đâu dao động muộn hơn O một khoảng ∆t. Vì thế phương trình dao động của M là: Phương trình trên được gọi là phương trình của một sóng hình sin truyền theo trục Ox, cho biết li độ u của một phân tử M có tọa độ x tại thời điểm t. Phương trình là một hàm tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ là T, tuần hoàn theo không gian với chu kỳ là λ Bài 1: Sóng cơ có tần số 80 Hz lan truyền trong một môi trường với tốc độ 4 m/s. Dao động của các phần tử vật chất tại hai điểm trên một phương truyền sóng cách nguồn sóng những đoạn lần lượt 31 cm và 33,5 cm, lệch pha nhau góc:
- Ta có: - Độ lệch pha dao động của 2 điểm đó là: Chọn đáp án B Bài 2: Một sóng cơ học lan truyền dọc theo một đường thẳng với biên độ không đổi, phương trình sóng tại nguồn O là u = Acos2πt/T. Một điểm M cách nguồn O bằng 7/6 bước sóng ở thời điểm t = 1,5T có li độ –3 (cm). Biên độ sóng A là:
- Phương trình sóng tại M là: - Khi t = 1,5T thì xM = -3 cm Chọn đáp án A Bài 3: Hai điểm M và N nằm trên cùng một phương truyền sóng có phương trình dao động lần lượt là uM = 4cosωt (cm) và uN = 4sinωt (cm). Khoảng cách MN bằng một số
- Ta có: ⇒ Khoảng cách MN bằng một số bán nguyên lần nửa bước sóng. Chọn đáp án D Bài 4: Khi nói về sóng cơ, phát biểu nào sau đây sai?
- Sóng cơ lan truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí và mang năng lượng. Chọn đáp án A Bài 5: Sóng lan truyền từ nguồn O dọc theo một đường thẳng với biên độ không đổi. Ở thời điểm t = 0, điểm O đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Một điểm cách nguồn một khoảng bằng 1/4 bước sóng có li độ 5 cm ở thời điểm 1/2 chu kì. Biên độ của sóng là: - Điểm cách nguồn (1/4)λ: ⇒ 2 điểm dao động vuông pha nhau. - Phương trình của O là: - Phương trình tại điểm M là: - Tại T/2 thì: Chọn đáp án D Bài 6: Một sóng hình sin lan truyền trên trục Ox. Trên phương truyền sóng, khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm mà các phần tử môi trường tại hai điểm đó dao động ngược pha nhau là 0,4 m. Bước sóng của sóng này là:
- Khoảng cách ngắn nhất giữa hai phần tử dao động ngược pha là: Chọn đáp án C Bài 7: Một sóng truyền trên mặt biển có bước sóng 2 m. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha nhau là:
- Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất dao động cùng pha là bằng một bước sóng. Chọn đáp án B Bài 8: Một sóng cơ lan truyền trong một môi trường với tốc độ 1 m/s và tần số 10 Hz, biên độ sóng không đổi là 4 cm. Khi phần tử vật chất nhất định của môi trường đi được quãng đường S thì sóng truyền thêm được quãng đường 25 cm. Giá trị S bằng:
- Ta có: - Khi một phần tử đi được 1A thì sóng truyền được quãng đường là λ/4 = 2,5 cm - Vậy khi sóng truyền thêm được quãng đường 25 cm thì phần tử đi được quãng đường: S = 10A = 40 cm. Chọn đáp án D Bài 9: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sóng cơ học:
+ Sóng âm không truyền được trong chân không. + Sóng dọc là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng. + Sóng ngang là sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng. ⇒ C đúng. Chọn đáp án C Bài 10: Sóng cơ lan truyền trên mặt nước dọc theo chiều dương của trục Ox với bước sóng λ, tốc độ truyền sóng là v và biên độ a gắn với trục tọa độ như hình vẽ. Tại thời điểm t1 sóng có dạng nét liền và tại thời điểm t2 sóng có dạng nét đứt. Biết AB = BD và vận tốc dao động của điểm C là vC = -0,5πv. Tính góc OCA.
- Từ đồ thị, ta thấy rằng điểm C đang đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm: + OD = 0,25λ = a. + Tại thời điểm t2 khi C đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm thì D cũng đi qua vị trí có li độ bằng một nửa biên độ theo chiều âm → D và C lệch pha nhau một góc 30°. Chọn đáp án C Bài 11: Một sóng cơ tần số 25 Hz truyền dọc theo trục Ox với tốc độ 100 cm/s. Hai điểm gần nhau nhất trên trục Ox mà các phần tử sóng tại đó dao động ngược pha nhau, cách nhau:
+ Hai điểm gần nhau nhất dao động ngược pha ứng với khoảng cách : Chọn đáp án A Bài 12: Trên mặt nước ba nguồn sóng u1 = 2acosωt, u2 = 3acosωt, u3 = 4acosωt đặt tại A, B và C sao cho tam giác ABC vuông cân tại C và AB = 12 cm. Biết biên độ sóng không đổi và bước sóng lan truyền 2 cm. Điểm M trên đoạn CO (O là trung điểm AB) cách O một đoạn ngắn nhất bằng bao nhiêu thì nó dao động với biên độ 9a.
- Ta có sóng do hai nguồn AB gởi tới M luôn cùng pha → phương trình sóng tổng hợp AB đến M có dạng: - Sóng do C gởi đến M: → Biên độ dao động tổng hợp tại M được xác định bởi: - Để M gần O nhất thì k = 0 → d – d' = 1. Chọn đáp án B Bài 13: Một sóng cơ học lan truyền trên một sợi dây đàn hồi rất dài. Quan sát tại 2 điểm M và N trên dây cho thấy, khi điểm M ở vị trí cao nhất hoặc thấp nhất thì điểm N qua vị trí cân bằng và ngược lại khi N ở vị trí cao nhất hoặc thấp nhất thì điểm M qua vị trí cân bằng. Độ lệch pha giữa hai điểm đó là:
- Vì khi M ở vị trí cao nhất hoặc thấp nhất thì N ở vị trí cân bằng nên dao động tại hai điểm này là vuông pha với nhau. → Độ lệch pha giữa hai điểm đó là số lẻ lần π/2 Chọn đáp án C Bài 14: Một sóng cơ lan truyền trong một môi trường với tốc độ 1 m/s và tần số 10 Hz, biên độ sóng không đổi là 4 cm. Khi phần tử vật chất nhất định của môi trường đi được quãng đường 8 cm thì sóng truyền thêm được quãng đường:
- Giả sử đó là điểm M có biên độ dao động cực đại thì M đi được quãng đường 8 cm = 2A. Tức là M đi từ vị trí cực đại đến vị trí cực tiểu. |
