Đề kiểm tra 15 phút chương 2: Sóng cơ và sóng âm - Đề số 01Đề bài
Câu 1 :
Sóng ngang là:
Câu 2 :
Một sóng hình sin truyền trên một sợi dây dài. Ở thời điểm t, hình dạng của một đoạn dây như hình vẽ. Các vị trí cân bằng của các phần tử trên dây cùng nằm trên trục Ox. Bước sóng của sóng này bằng:
Câu 3 :
Sóng dọc không truyền được trong
Câu 4 :
Một người ngồi ở bờ biển quan sát thấy khoảng cách giữa năm ngọn sóng liên tiếp bằng $20 m$. Bước sóng là:
Câu 5 :
Trên một sợi dây dài đang có sóng ngang hình sin truyền qua theo chiều dương của trục Ox. Tại thời điểm \({t_0}\) một đoạn của sợi dây có hình dạng như hình bên. Hai phần tử A và O dao động lệch pha nhau?
Câu 6 :
Một sóng cơ học có bước sóng $λ$ truyền theo một đường thẳng từ điểm $M$ đến điểm $N$. Biết khoảng cách $MN = d$. Độ lệch pha $\Delta \varphi $ của dao động tại hai điểm $M$ và $N$ là:
Câu 7 :
Một người ngồi ở bờ biển đếm được $20$ ngọn sóng đi qua trước mặt trong $76s$. Chu kì dao động của nước biển là:
Câu 8 :
Bước sóng là:
Câu 9 :
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 \(\Delta \varphi = (k + 0,5)\pi \) với $k$ là số nguyên. Tính tần số, biết tần số $f$ có giá trị trong khoảng từ $8 Hz$ đến $13 Hz$.
Câu 10 :
Sóng truyền theo phương ngang trên một sợi dây dài với tần số \(15Hz\). 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 vị trí có li độ bằng nửa biên độ và đi lên. Coi biên độ sóng không đổi khi truyền. Biết khoảng cách MN nhỏ hơn bước sóng của sóng trên dây. Chọn đáp án đúng cho tốc độ truyền sóng và chiều truyền sóng.
Câu 11 :
Một sóng cơ học lan truyền dọc theo một đường thẳng có phương trình sóng tại nguồn O là: \({u_O} = A\sin \left( {\dfrac{{2\pi }}{T}t + \dfrac{\pi }{3}} \right)(cm)\) Một điểm M cách nguồn O bằng \(\dfrac{1}{3}\) bước sóng ở thời điểm \(t = \dfrac{T}{2}\) có ly độ \({u_M} = 3(cm)\) Biên độ sóng A là:
Câu 12 :
Một sóng ngang hình sin truyền trên một sợi dây dài. Hình vẽ bên là hình dạng của một đoạn dây tại một thời điểm xác định. Trong quá trình lan truyền sóng, khoảng cách lớn nhất giữa hai phần tử M và N có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
Lời giải và đáp án
Câu 1 :
Sóng ngang là:
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Sóng ngang: là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.
Câu 2 :
Một sóng hình sin truyền trên một sợi dây dài. Ở thời điểm t, hình dạng của một đoạn dây như hình vẽ. Các vị trí cân bằng của các phần tử trên dây cùng nằm trên trục Ox. Bước sóng của sóng này bằng:
Đáp án : B Phương pháp giải :
+ Sử dụng phương pháp đọc đồ thị dao động sóng + Khoảng cách giữa hai bụng sóng: \(\frac{\lambda }{2}\) Lời giải chi tiết :
Từ đồ thị ta có: \(\frac{\lambda }{2} = 15 - 7 = 8 \to \lambda = 16cm\)
Câu 3 :
Sóng dọc không truyền được trong
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Sóng dọc không truyền được trong chân không.
Câu 4 :
Một người ngồi ở bờ biển quan sát thấy khoảng cách giữa năm ngọn sóng liên tiếp bằng $20 m$. Bước sóng là:
Đáp án : A Phương pháp giải :
Khoảng cách giữa $n$ ngọn sóng liên tiếp là: $n - 1$ bước sóng Lời giải chi tiết :
Ta có, khoảng cách giữa năm ngọn sóng liên tiếp là: $4λ = 20 m => λ = 5m$
Câu 5 :
Trên một sợi dây dài đang có sóng ngang hình sin truyền qua theo chiều dương của trục Ox. Tại thời điểm \({t_0}\) một đoạn của sợi dây có hình dạng như hình bên. Hai phần tử A và O dao động lệch pha nhau?
Đáp án : D Phương pháp giải :
+ Sử dụng phương pháp đọc đồ thị dao động sóng + Áp dụng biểu thức tính độ lệch pha giữa 2 điểm: \(\Delta \varphi = \dfrac{{2\pi \Delta x}}{\lambda }\) Lời giải chi tiết :
 Từ đồ thị ta có: \(\Delta x = \) 5 ô \(\lambda = \) 16 ô \( \to \dfrac{{\Delta x}}{\lambda } = \dfrac{5}{{16}}\) => Độ lệch pha giữa 2 điểm O và M là: \(\Delta \varphi = \dfrac{{2\pi \Delta x}}{\lambda } = 2\pi \dfrac{5}{{16}} = \dfrac{{5\pi }}{8}{\rm{r}}a{\rm{d}}\)
Câu 6 :
Một sóng cơ học có bước sóng $λ$ truyền theo một đường thẳng từ điểm $M$ đến điểm $N$. Biết khoảng cách $MN = d$. Độ lệch pha $\Delta \varphi $ của dao động tại hai điểm $M$ và $N$ là:
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Độ lệch pha của hai dao động tại hai điểm M và N là: \(\Delta \varphi = \dfrac{{2\pi d}}{\lambda }\)
Câu 7 :
Một người ngồi ở bờ biển đếm được $20$ ngọn sóng đi qua trước mặt trong $76s$. Chu kì dao động của nước biển là:
Đáp án : D Phương pháp giải :
Thời gian truyền giữa n ngọn sóng liên tiếp là: $n - 1$ chu kì Lời giải chi tiết :
Ta có, $20$ ngọn sóng đi qua trước mặt tương đương với $19$ bước sóng hay $19$ chu kì dao động => $19T = 76s => T = 4s$
Câu 8 :
Bước sóng là:
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
Bước sóng $\lambda $: là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ. (Bước sóng $\lambda $ cũng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha).
Câu 9 :
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 \(\Delta \varphi = (k + 0,5)\pi \) với $k$ là số nguyên. Tính tần số, biết tần số $f$ có giá trị trong khoảng từ $8 Hz$ đến $13 Hz$.
Đáp án : D Phương pháp giải :
+ Áp dụng công thức tính độ lệch pha: \(\Delta \varphi = \dfrac{{2\pi d}}{\lambda }\) + Áp dụng biểu thức tính bước sóng: \(\lambda = \dfrac{v}{f}\) Lời giải chi tiết :
+ Độ lệch pha giữa $M$ và $A$: \(\Delta \varphi = \dfrac{{2\pi d}}{\lambda } = \dfrac{{2\pi d}}{{\dfrac{v}{f}}} \\\Rightarrow \dfrac{{2\pi df}}{v} = (k + 0,5)\pi \\\Rightarrow f = \left( {k + 0,5} \right)\dfrac{v}{{2d}} = 5\left( {k + 0,5} \right)Hz\) Theo đầu bài: \(8Hz < f < 13Hz \\\Rightarrow 8 < \left( {k + 0,5} \right).5 <13\\\Rightarrow 1,1 < k < 2,1 \\\Rightarrow k = 2 \\\Rightarrow f = 12,5Hz\)
Câu 10 :
Sóng truyền theo phương ngang trên một sợi dây dài với tần số \(15Hz\). 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 vị trí có li độ bằng nửa biên độ và đi lên. Coi biên độ sóng không đổi khi truyền. Biết khoảng cách MN nhỏ hơn bước sóng của sóng trên dây. Chọn đáp án đúng cho tốc độ truyền sóng và chiều truyền sóng.
Đáp án : D Phương pháp giải :
+ Sử dụng vòng tròn lượng giác. + Vận dụng công thức tính độ lệch pha: \(\Delta \varphi = \dfrac{{2\pi \Delta d}}{\lambda }\) + Áp dụng công thức tính tốc độ truyền sóng: \(v = \lambda f\) Lời giải chi tiết :
Ta có: + Điểm M ở vị trí cao nhất tức là biên dương. + Điểm N qua vị trí có li độ bằng \(\dfrac{A}{2}\) và đang đi lên Vẽ trên vòng tròn lượng giác, ta được:  Ta có 2 trường hợp của góc lệch pha giữa M và N: + TH 1: M, N lệch pha nhau: \(\Delta \varphi = \dfrac{\pi }{3}\) \(\begin{array}{l}\Delta {\varphi _{MN}} = \dfrac{{2\pi \Delta d}}{\lambda } = \dfrac{\pi }{3}\\ \to \lambda = 6\Delta d = 6.5 = 30cm\\ \to v = \lambda f = 30.15 = 450cm/s = 4,5m/s\end{array}\) M sớm pha hơn N => Sóng truyền từ M đến N + TH 2: M, N lệch pha nhau \(\Delta \varphi = \dfrac{{5\pi }}{3}\) \(\begin{array}{l}\Delta {\varphi _{MN}} = \dfrac{{2\pi \Delta d}}{\lambda } = \dfrac{{5\pi }}{3}\\ \to \lambda = \dfrac{6}{5}\Delta d = \dfrac{6}{5}.5 = 6cm\\ \to v = \lambda f = 6.15 = 90cm/s\end{array}\) Do N sớm pha hơn M => Sóng truyền từ N đến M
Câu 11 :
Một sóng cơ học lan truyền dọc theo một đường thẳng có phương trình sóng tại nguồn O là: \({u_O} = A\sin \left( {\dfrac{{2\pi }}{T}t + \dfrac{\pi }{3}} \right)(cm)\) Một điểm M cách nguồn O bằng \(\dfrac{1}{3}\) bước sóng ở thời điểm \(t = \dfrac{T}{2}\) có ly độ \({u_M} = 3(cm)\) Biên độ sóng A là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
Áp dụng biểu thức xác định độ lệch pha: \(\Delta \varphi = \dfrac{{2\pi \Delta d}}{\lambda }\) + Viết phương trình sóng tại M + Thay x và t vào phương trình sóng Lời giải chi tiết :
+ Ta có: \(\begin{array}{l}{u_O} = A\sin \left( {\dfrac{{2\pi }}{T}t + \dfrac{\pi }{3}} \right)(cm)\\ \to {u_M}{\rm{ = Asin}}\left( {\dfrac{{2\pi }}{T}t + \dfrac{\pi }{3} - \dfrac{{2\pi x}}{\lambda }} \right)cm\end{array}\) + Thay \(t = \dfrac{T}{2}\) và \(x = \dfrac{\lambda }{3}\) vào phương trình dao động tại M, ta được: \(\begin{array}{l}{u_M}{\rm{ = Asin}}\left( {\dfrac{{2\pi }}{T}t + \dfrac{\pi }{3} - \dfrac{{2\pi x}}{\lambda }} \right)\\ \leftrightarrow {\rm{Asin}}\left( {\dfrac{{2\pi }}{T}\dfrac{T}{2} + \dfrac{\pi }{3} - \dfrac{{2\pi \dfrac{\lambda }{3}}}{\lambda }} \right) = 3\\ \to A\sin \left( {\dfrac{{2\pi }}{3}} \right) = 3\\ \to A = 2\sqrt 3 cm\end{array}\)
Câu 12 :
Một sóng ngang hình sin truyền trên một sợi dây dài. Hình vẽ bên là hình dạng của một đoạn dây tại một thời điểm xác định. Trong quá trình lan truyền sóng, khoảng cách lớn nhất giữa hai phần tử M và N có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
Đáp án : C Phương pháp giải :
+ Sử dụng phương pháp đọc đồ thị dao động sóng + Áp dụng biểu thức tính độ lệch pha giữa 2 phần tử: \(\Delta \varphi = \frac{{2\pi \Delta x}}{\lambda }\) + Áp dụng công thức tính khoảng cách giữa hai phần tử sóng: \(d = \sqrt {\Delta {x^2} + \Delta {u^2}} \) Lời giải chi tiết :
Từ đồ thị, ta có: \(\lambda = 36cm\), \(\Delta x = 12cm\) Độ lệch pha giữa 2 phần tử: \(\Delta \varphi = \frac{{2\pi \Delta x}}{\lambda } = \frac{{2\pi .12}}{{36}} = \frac{{2\pi }}{3}ra{\rm{d}}\) Khoảng cách giữa hai phần tử sóng: \(d = \sqrt {\Delta {x^2} + \Delta {u^2}} \) với \(\Delta x\) là không đổi, \(d\) lớn nhất khi \(\Delta u\) lớn nhất Ta có: \(\begin{array}{l}\Delta u = {\left( {{u_M} - {u_N}} \right)_{{\rm{max}}}}\\ = \sqrt {{A^2} + {A^2} - 2{\rm{AAcos}}\left( {\Delta \varphi } \right)} \\ = \sqrt {{A^2} + {A^2} - 2{\rm{AAcos}}\left( {\frac{{2\pi }}{3}} \right)} \\ = \sqrt 3 A = 2\sqrt 3 cm\end{array}\) \( \to {d_{{\rm{max}}}} = \sqrt {\Delta {x^2} + \Delta {u_{{\rm{max}}}}^2} = \sqrt {{{12}^2} + {{\left( {2\sqrt 3 } \right)}^2}} \approx 12,5cm\) |
