Bài tập nâng cao về Sóng cơ có lời giải chi tiết
Chuyên đề vật lý 11: Sóng cơ
Sóng cơ là một trong những chuyên đề quan trọng của chương trình Vật lý lớp 11, thường xuyên xuất hiện trong các đề thi tốt nghiệp THPT Quốc gia. Tuy nhiên, để làm chủ được các dạng bài nâng cao, học sinh cần hiểu sâu lý thuyết và luyện tập kỹ các dạng bài đặc trưng. Trong bài viết này, chúng tôi tổng hợp bài tập nâng cao về sóng cơ có lời giải chi tiết, giúp bạn rèn luyện kỹ năng giải nhanh, nhận diện dạng bài và chuẩn bị tốt cho các kỳ thi lớn.
A. Công thức sóng cơ cần nhớ
Công thức tính vận tốc trên dây: 
\(v =
\sqrt{\frac{F}{\mu}} = \sqrt{\frac{Fl}{m}}\)
Trong đó:
Trong đó: F là lực căng dây; \(\mu\)là khối lượng mỗi mét chiếu dài dây (l là chiều dài dây, m là khối lượng dây).
Vận tốc truyền sóng thay đổi theo nhiệt độ: \(v = v_{0}\sqrt{1 + \frac{1}{273}t}\).
B. Bài tập sóng cơ nâng cao có đáp án
Bài 1: Một sóng dừng trên dây có dạng \(U =
2sin\frac{\pi x}{4}\cos\left( 20\pi t + \frac{\pi}{2}
\right)(cm)\), trong đó U là li độ tại thời điểm t của một phần tử M trên dây mà vị trí cân bằng của nó có toạ độ x so với gốc toạ độ O (x đo bằng cm; t đo bằng s). Tính vận tốc truyền sóng trên dây và xác định vị trí các điểm trên dây có biên độ là 1cm
Đáp số: \(v = 80cm/s\) ; \(x = \pm \frac{2}{3} + 4k.\)
Bài 2: Tại hai điểm A và B trên mặt nước có hai nguồn sóng dao động cùng tần số 50 Hz, cùng phương và có độ lệch pha bằng \(\pi\) rad. Tại điểm M trên mặt nước cách A, B các khoảng 28cm và 22 cm sóng có biên độ cực tiểu. Giữa M và đường trung trực của AB có ba dãy cực tiểu khác. Cho AB = 8cm.
a. Tính số điểm dao động với biên độ cực tiểu, cực đại trên đoạn AB.
b. Gọi C và D là hai điểm trên mặt nước sao cho ABCD là hình vuông. Tính số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn CD.
Đáp số: a. Cực đại: 10 điểm; cực tiểu: 11 điểm
b. 5 điểm.
Bài 3: Một sóng dừng trên dây có phương trình \(U = a\sin bxcos100\pi t(cm;s)\). Cho biết hai nút sóng liên tiếp cách nhau 20cm và bụng sóng to ngang 1cm.
a. Tìm a, b và tính tốc độ truyền sóng trên dây.
b. Tính biên độ dao động tại điểm M cách gốc 35cm.
c. Tính li độ và vận tốc dao động của điểm M lúc \(t = 0.25s\).
Đáp số: a. \(a = 0.5;b =
\frac{\pi}{20}\)và \(v =
20m/s\)
b. \(A_{M} = \frac{\sqrt{2}}{4}cm\) c. \(U_{M} = \frac{- \sqrt{2}}{4}cm;v =
0.\)
Bài 4: Nguồn phát âm S chuyển động với vận tốc \(v_{n} = 54km/h\) phát ra một âm có tần số \(f = 1000Hz\). Vận tốc truyền âm trong không khí là \(u = 320m/s\). Máy đo âm M chuyển động với vận tốc \(v_{m} =
10m/s\). Biết nguồn phát âm S và máy đo âm M chuyển động trên một đường thẳng ngược chiều nhau. Hỏi máy đo âm M đo được âm có tần số F bằng bao nhiêu?
Đáp số: \(F = 1081.97Hz\)
Bài 5: Sóng lớn trên mặt biển là sóng ngang, các điểm trên mặt biển dao động điều hoà với biên độ là \(a =
0.6m\), tần số dao động là \(f =
2.5Hz\). Sóng đó là sóng phẳng truyền thẳng góc với bờ biển với vận tốc \(v = 10m/s\). Coi biên độ sóng không đổi.
. Lập biểu thức sóng tổng hợp (gồm sóng tới và sóng phản xạ) từ điểm M cách bờ một khoảng d.
b. Một tàu thuỷ ( coi như một chất điểm) chạy ra khơi theo phương thẳng góc với bờ, vận tốc tàu là \(v' =
10m/s\). Biểu diễn cao đô y của tàu so với mặt biển yên lặng theo toạ độ x từ tàu đến bờ.
Đáp số: a. \(U_{M} = 1.2cos\frac{\pi
d}{2}\cos\left( 5\pi t - \frac{\pi}{2} \right)(m)\)
b. \(y = 0.6cos\left( \pi x - \frac{\pi}{2}
\right)(m)\).
Tài liệu dài, tải về để xem chi tiết và đầy đủ nhé!
-----------------------------
Trên đây là bộ bài tập nâng cao về sóng cơ được chọn lọc kỹ lưỡng, kèm lời giải chi tiết và hướng dẫn tư duy từng bước. Việc luyện tập thường xuyên với các dạng bài này sẽ giúp bạn tăng tốc độ làm bài, cải thiện điểm số và tự tin bước vào kỳ thi THPT Quốc gia. Hãy lưu lại và chia sẻ tài liệu này nếu bạn thấy hữu ích nhé!
