Bài tập về sóng cơ học

Bài tập chuyên đề sóng cơ học

Bài tập về sóng cơ học bào gồm các bài tập chuyên đề sóng cơ học từ cơ bản đến nâng cao có gợi ý đáp án. Hi vọng tài liệu này sẽ giúp các bạn học tốt môn Vật lý, ôn thi THPT Quốc gia, ôn thi đại học môn Vật lý hiệu quả. Mời các bạn cùng tham khảo.

ÔN LUYỆN SÓNG CƠ HỌC

I. Bài tập cơ bản về sóng cơ học:

Bài 1: Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, hai nguồn kết hợp S1, S2 cách nhau 10 cm, dao động với bước sóng λ = 2 cm.

a. Số điểm dao động cực đại và vị trí các điểm cực đại trên đoạn S1S2 là bao nhiêu?

b. Số điểm dao động cực tiểu quan sát được trên đoạn S2S2 là bao nhiêu?

Đáp số: cực đại 11 điểm, cực tiểu 10 điểm.

Bài 2: Hai viên bi nhỏ cách nhau 16 cm, dao động điều hoà với tần số F = 15Hz theo phương thẳng đứng, cùng liên tiếp đập vào mặt nước và cùng xuống tới độ sâu 2 cm tại hai điểm A, B. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là v = 0,3 m/s. Xác định biên độ dao động của nước tại các điểm M, N, P nằm trên đường AB với AM = 4 cm, AN = 8 cm, AP = 12,5 cm

Đáp số: AN = AM = 4cm, AP = 0

Bài 3: Hai loa nhỏ giống nhau tạo thành hai nguồn kết hợp đặt cách nhau 5m. Chúng phát ra âm có tần số f = 440 Hz với vận tốc truyền âm v = 330 m/s. Tại điểm M, người quan sát nghe được âm to nhất đầu tiên khi đi từ S1 đến S2. Tính khoảng cách S1M.

Đáp số: S1M = 0,25 cm

Bài 4: Hai nguồn sóng A và B cách nhau một khoảng l = 50 mm dao động trên mặt thoáng của một chất lỏng theo cùng một phương trình x = 5sin100πt (mm). Xét về một phía đường trung trực của AB ta thấy gợn sóng bậc k đi qua điểm M có hiệu số MA - MB = 15 mm và điểm M' có hiệu số M'A - M'B = 35 mm (điểm M' cách M hai gợn).

a. Tìm bước sóng và vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng.

b. Vận sóng bậc k là cực đại (gợn lồi) hay cực tiểu (đứng yên)?

c. Điểm gần nhất dao động ngược pha với nguồn nằm trên đường trung trực của AB cách nguồn A một khoảng bao nhiêu?

Đáp số: a. λ = 10 mm; v = 0,5 m/s

c. d = 30 mm

Bài 5: Tại một điểm A nằm cách xa nguồn âm một khoảng NA = 1m, đo được mức cường độ âm là: LA = 90 dB. Biết ngưỡng nghe của âm đó là I0 = 10-10 W/m2.

a. Tìm cường độ âm của âm đó tại A.

b. Coi môi trường hoàn toàn không hấp thụ âm. Cường độ và mức cường độ âm tại điểm B trên đường NA và cách N một khoảng NB = 10m là bao nhiêu?

c. Coi nguồn âm như một nguồn đẳng hướng. Tính công suất phát âm của nguồn âm.

Đáp số: a. IA = 0,1 W/m2, IB = 0,001 W/m2; c. P = 0,1 W.

Bài 6: Đầu A của một dây cao su căng thẳng được nối với bản rung có tần số f = 50 Hz. Vận tốc truyền sóng trên dây là 10 m/s.

a. Lúc t = 0, điểm A bắt đầu chuyển động từ vị trí cân bằng theo chiều dương, biên độ dao động là 3cm. Viết phương trình dao động tại điểm A

b. Viết phương trình sóng tại điểm M cách điểm A một khoảng 5cm.

c. Sợi dây coi như dài vô hạn. Xác định vị trí các điểm dao động cùng pha, ngược pha.

Đáp số: a. UA = 3cos(100πt - π/2) (cm)

b. UB = 3cos(100πt - π) (cm)

c. Cùng: d = k.20 cm; ngược: d = 10 + k.20 cm

Bài 7: Đầu A của một sợi dây cao su căng thẳng được nối với bản rung có tần số f = 100 Hz, biên độ dao động của đầu bản rung là 2 mm, tốc độ truyền sóng trên dây là v = 5 m/s, chiều dài sợi dây là 6m.

a. Tính bước sóng và xác định vị trí điểm B gần A nhất luôn dao động ngược chiều với A.

b. Viết phương trình dao động của điểm M cách điểm A một khoảng 20cm.

c. Tính độ dời của điểm N cách điểm A một khoảng 36.25cm vào lúc t = 1s.

Đáp số: a. λ = 5 cm, AB = 2,5 cm

b. UM = 2cos200πt (mm); c. UN = 0.

Bài 8: Một sợi dây MN dài 20cm, đầu N cố định, đầu M dao động với tần số f = 20 Hz. Vận tốc truyền sóng trên dây là 10 cm/s.

a. Tính bước sóng và xác định số bụng, số nút xuất hiện trên dây khi xảy ra hiện tượng sóng dừng.

b. Viết phương trình sóng tới, sóng phản xạ và tính biên độ dao động tổng hợp tại điểm K cách điểm N một khoảng 12.5cm. Biết biên độ dao động tổng hợp tại M là 1cm.

c. Tính biên độ dao động tại điểm J cách điểm N một khoảng 15.375cm.

Đáp số: a. λ = 0,5 cm và 80 bụng, 81 nút (cả M và N)

b. Ut = cos40πt (cm); Upx = cos(40πt - π) (cm).

c. UK = 0; AJ = 2 cm

Bài 9: Hai nguồn phát sóng kết hợp trên mặt nước tại hai điểm S1, S2 có biểu thức sóng: US1=US2 = cos20\pit (cm). Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 60cm/s

a. Xác định quỹ tích các điểm dao động với biên độ cực đại và các điểm đứng yên.

b. Xác định số bụng, số nút và vị trí các bụng, các nút trên đoạn S1, S2. Cho S1, S2 = 42cm.

c. Tìm các điểm M dao động cùng pha với trung điểm O của S1, S2. Xác định vị trí các điểm này trên đường trung trực của S1, S2. Điểm M gần O nhất cách O bao nhiêu?

Đáp số: a. Cực đại d1-d2 = k.\frac{6}{\pi} cực tiểu d1-d= (k+1\frac{1}{2})\frac{6}{\pi}

b. 43 bụng, 44 nút.

c. OM = 9.1576 cm.

Bài 10: Một sợi dây AB dài 1.6m căng thẳng, nằm ngang, đầu B cố định, đầu A gắn vào một bản rung có tần số f=100HZ. Khi bản rung hoạt động, trên dây AB xuất hiện hệ thống sóng dừng gồm 4 bó (đầu A coi như một nút).

a. Tính bước sóng và tốc độ truyền sóng trên dây.

b. Cho biết biên độ dao động tại các bụng sóng là 10mm. Tính vận tốc cực đại của các điểm bụng.

c. Tính biên độ dao động của điểm O cách đầu A một khoảng 60cm.

Đáp số: a. λ = 80cm, v = 80m/s

b. Vmax = 2\pi(m/s)

c. A0 = 1cm

Bài 11: Trên bề mặt một chất lỏng có hai nguồn phát sóng cơ O1, O0 thực hiện các dao động điều hoà cùng tần số f, cùng biên độ U0 và cùng pha ban đầu bằng 0 theo phương vuông góc với mặt chất lỏng. Coi biên độ của sóng do từng nguồn phát ra truyền đến một điểm bất kì trên mặt chất lỏng đều bằng biên độ U0 của nguồn.

a. Viết phương trình dao động của một điểm O bất kì trên mặt chất lỏng cách O1, O0 những đoạn x1, x2. Xác định vị trí những điểm có biên độ cực đại và những điểm có biên độ bằng 0.

b. Chỉ xét các đường mà tại đó mặt chất lỏng không dao động và ở cùng một phía với đường trung trực của đoạn O1, O0. Nếu đường thứ nhất đi qua điểm M có hiệu số: x1 - x2 = 2.5cm thì đường thứ 20 đi qua điểm N có hiệu số: x1'- x2'= 10.5cm. Tìm bước sóng và tốc độ truyền sóng biết f=100Hz.

Bài 12: Một sợi dây AB treo lơ lửng, đầu A được gắn vào một bản rung có tần số f = 100Hz. Tốc độ truyền sóng trên dây là v = 4m/s.

a. Chiều dài của dây bằng 80cm. Hỏi trên dây có sóng dừng không? Giải thích.

b. Nếu chiều dài sợi dây bằng 21cm thì trên dây có sóng dừng không? Nếu có hãy tính số bụng và số nút quan sát được.

c. Chiều dài sợi dây vẫn bằng 21cm. Phải thay tần số của bản rung thế nào để chỉ có 8 bụng trên dây khi có sóng dừng?

d. Cho tần số vẫn là 100 Hz. Hãy tính chiều dài sợi dây để vẫn có 8 bụng khi có sóng dừng.

Đáp số:

a. Không

b. Có 11 nút, 11 bụng ( một bụng hở)

c. f = 500/7 Hz

d. l = 15cm

Bài 13: Hai nguồn sóng cơ O1, O2 cách nhau 20cm dao động theo phương trình U1 = U2 = 4cos4\pi t(cm) lan truyền trong một môi trường với vận tốc 1.2 m/s . Xét các điểm trên đoạn thẳng O1, O2.

a. Có bao nhiêu điểm không dao động? Tính khoảng cách từ các điểm đó đến O1.

b. Tính biên độ dao động tổng hợp tại các điểm cách O1 một khoảng 9.5cm; 10.75cm và 11cm.

Đáp số:

a. 6 điểm

b. A = 4\sqrt{3}cm; A = 4\sqrt{2}cm; A = 4cm

Trên đây VnDoc.com vừa giới thiệu tới các bạn Bài tập về sóng cơ học. Mong rằng qua đây các bạn có thể học tập tốt hơn môn Vật lý lớp 12 nhé. Mời các bạn cùng tham khảo thêm các môn Toán 12, Ngữ văn 12, Tiếng Anh 12, đề thi học kì 1 lớp 12, đề thi học kì 2 lớp 12...

Mời bạn đọc cùng tham gia nhóm Tài liệu học tập lớp 12 để có thêm tài liệu học tập nhé

Đánh giá bài viết
1 2.409
0 Bình luận
Sắp xếp theo
Môn Lý khối A Xem thêm