Bài tập về sóng dừng

Bài tập về sóng dừng

Nhằm giúp các bạn tự kiểm tra và củng cố kiến thức về sóng dừng, VnDoc.com xin giới thiệu tài liệu "Bài tập về sóng dừng". Tài liệu bao gồm các câu hỏi trắc nghiệm và tự luận có đáp án chi tiết kèm theo. hi vọng giúp các bạn học tốt môn Vật lý, ôn thi đại học môn Vật lý hiệu quả. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết tại đây nhé.

• Bài tập trắc nghiệm luyện tập sóng cơ
• Bài tập về sóng cơ học

Bài tập về sóng dừng vừa được VnDoc.com sưu tập và xin gửi tới bạn đọc cùng tham khảo. Bài viết được tổng hợp gồm có 15 câu hỏi tự luận về sóng dừng. Bài tập có đáp án kèm theo. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết và tải về tại đây nhé.

Bài 1: Trên một sợi dây đàn hồi AB dài 25cm đang có sóng dừng, người ta thấy có 6 điểm nút kể cả hai đầu A và B. Hỏi có bao nhiêu điểm trên dây dao động cùng biên độ, cùng pha với điểm M cách A 1cm?

A. 10 điểm

B. 9

C. 6 điểm

D. 5 điểm

Giải

l = kλ/2 → 25 = 5λ/2 → λ = 10 cm

Biểu thức của sóng tại A là: u_A = acosωt

Xét điểm M trên AB: AM = d (1≤ d ≤25)

Biểu thức sóng tổng hợi tại M

u_M = 2asin 2πd/λ cos(ωt + π/2).

Khi d = 1cm: biên độ a_M = 2asin 2πd/λ = 2asin 2π.1/10= 2asin π/5

Các điểm dao động cùng biên độ và cùng pha với M

sin 2πd/λ = sin π/5

→ 2πd/λ = π/5 + 2kπ → d₁ = 1 + 10k₁, 1≤ d₁ = 1 + 10k₁ ≤ 25 → 0 ≤ k₁ ≤2: có 3 điểm

2πd/λ = 4π/5 + 2kπ → d₂ = 4 + 10k₂, 1≤ d₁ = 4 + 10k₂ ≤ 25 → 0 ≤ k₂ ≤2: có 3 điểm

Như vậy ngoài điểm M còn 5 điểm dao động cùng biên độ, cùng pha với điểm M.

Chọn đáp án D

Để tìm biểu thức sóng tổng hợp tại M ta làm như sau.

Biểu thức của sóng tại A là: u_A = acosωt

Biểu thức sóng truyền từ A tới B

u_B = acos(ωt - 2πl/λ) = acos(ωt - kπ) vì l = kπ/2

Sóng phản xạ tại B: u_Bpx = - acos(ωt - kπ).

Sóng từ A, B truyền tới M: u_AM = acos(ωt - 2πd/λ)

u_BM = - acos[ωt – kπ - 2π(l - d)/λ] = - acos(ωt – 2kπ + 2πd/λ) = - acos(ωt + 2πd/λ)

u_M = u_AM + u_BM = acos(ωt - 2πd/λ) - acos(ωt +2πd/λ) = -2asinωt sin 2πd/λ = 2asin 2πd/λ cos(t + π/2)

u_M = 2asin 2πd/λ cos(ωt + π/2).

Có thể giả nhanh theo cách sau:

Theo bài ra ta thấy sóng dừng có 5 bó sóng. Các điểm trên sợi dây thuộc cùng một bó sóng dao động cùng pha với nhau, Các điểm trên sợi dây thuộc hai bó sóng liền kê dao động ngược pha với nhau. Ở mỗi bó sóng có hai điểm (không phải là bụng sóng) đối xứng nhau qua bụng sóng có cùng biên độ.

Điểm M cách A 1cm < λ/4 = 2,5cm: không phải là bụng sóng, thuộc bó sóng thứ nhất; nên ở bó sóng này có 1 điểm; các bó sóng thứ 3, thứ 5 có 2x2 = 4 điểm; tổng cộng có 5 điểm. Như vậy ngoài điểm M còn 5 điểm dao động cùng biên độ, cùng pha với điểm M.

Chọn đáp án D

Bài 2. Một sợi dây đàn hồi căng ngang, đang có sóng dừng ổn định. Trên dây A là một điểm nút, B là một điểm bụng gần A nhất, AB = 14 cm, gọi C là một điểm trong khoảng AB có biên độ bằng một nửa biên độ của B. Khoảng cách AC là

A.14/3 B.7 C.3.5 D.1.75

Giả sử biểu thức sóng tại nguồn O (cách A: OA = l) u = acosωt

Xét điểm C cách A: C_A = d. Biên độ của sóng dừng tai C: a_C = 2asin 2πd/λ

Để a_C = a (bằng nửa biện độ của B là bụng sóng): sin 2πd/λ = 0,5

→ d = (1/12 + k)λ. Với λ = 4AB = 56cm. Điểm C gần A nhất ứng với k = 0

d = AC = λ/12 = 56/12 = 14/3 cm. Chọn đáp án A

Bài 3: Một sợi dây đàn hồi căng ngang, đang có sóng dừng ổn định. Trên dây, A là một điểm nút, B là điểm bụng gần A nhất với AB = 18 cm, M là một điểm trên dây cách B một khoảng 12 cm. Biết rằng trong một chu kỳ sóng, khoảng thời gian mà độ lớn vận tốc dao động của phần tử B nhỏ hơn vận tốc cực đại của phần tử M là 0,1s. Tốc độ truyền sóng trên dây là:

A. 3,2 m/s.

B. 5,6 m/s.

C. 4,8 m/s.

D. 2,4 m/s.

Bài 4: Một dây đàn hồi AB đầu A được rung nhờ một dụng cụ để tạo thành sóng dừng trên dây, biết Phương trình dao động tại đầu A là uA= acos100\(\pi\)t. Quan sát sóng dừng trên sợi dây ta thấy trên dây có những điểm không phải là điểm bụng dao động với biên độ b (b¹0) cách đều nhau và cách nhau khoảng 1m. Giá trị của b và tốc truyền sóng trên sợi dây lần lượt là:

A. a\(\sqrt{2}\) ; v = 200m/s.

B. a\(\sqrt{3}\) ; v =150m/s.

C. a; v = 300m/s.

D. a\(\sqrt{2}\) ; v =100m/s.

Bài 5. Sóng dừng xuất hiện trên sợi dây với tần số f=5Hz. Gọi thứ tự các điểm thuộc dây lần lượt là O,M,N,P sao cho O là điểm nút, P là điểm bụng sóng gần O nhất (M,N thuộc đoạn OP) . Khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp để giá trị li độ của điểm P bằng biên độ dao động của điểm M,N lần lượt là 1/20 và 1/15s. Biết khoảng cách giữa 2 điểm M,N là 0.2cm Bước sóng trên sợi dây là:

A. 5.6cm

B. 4.8 cm

C. 1.2cm

D. 2.4cm

Câu 6. Trên 1 dây có sóng dừng,bề rộng của bụng sóng là 4a thì khoảng cách gần nhất dao động với biên độ bằng a là bao nhiêu (lamda)?

Trên đây VnDoc.com vừa giới thiệu tới các bạn Bài tập về sóng dừng, mong rằng qua đây các bạn có thể học tập tốt môn Vật lý 12. 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...