⚛ Physics Team · HỌC ONLINE

Bài 14. Bài tập về sóng

Học nhanh phần lí thuyết trọng tâm, luyện ba dạng câu hỏi và hoàn thành bài kiểm tra ngắn để tự đánh giá mức độ hiểu bài.

Lớp 11 Chương 2. Sóng 9 bài tập áp dụng 8 câu kiểm tra · 10 phút
Tiến độ bài học0/3 phần
1Hiểu lí thuyết
2Làm bài áp dụng
3Hoàn thành kiểm tra
Phần I

Tóm tắt lí thuyết và giúp hiểu sâu

Đọc lần lượt, chú ý các công thức, hình minh họa và lưu ý trọng tâm.

Bước 1/3

Bài 14 là bài luyện tập nên không lặp lại phần yêu cầu cần đạt và lí thuyết đã trình bày ở các bài trước. Nội dung tập trung vào bốn nhóm bài toán chính.

🎧Định hướng giải bài tập về sóng
Mở nội dung trong cửa sổ mới

I. DẠNG 1. XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA SÓNG

🎧Dạng 1: Các đại lượng đặc trưng của sóng
Mở nội dung trong cửa sổ mới

Các hệ thức thường dùng:

f=1T, v=st, v=λf.

Phương pháp:

Đổi các đại lượng về đơn vị phù hợp.

Xác định đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm.

Chọn hệ thức phù hợp.

Thay số và kiểm tra đơn vị của kết quả.

🎧Độ lệch pha và thời gian truyền sóng
Mở nội dung trong cửa sổ mới

II. DẠNG 2. KHAI THÁC ĐỒ THỊ SÓNG

🎧Dạng 2: Khai thác đồ thị sóng
Mở nội dung trong cửa sổ mới

Từ đồ thị u-x:

Đọc biên độ từ trục tung.

Xác định bước sóng từ khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất cùng trạng thái.

Sử dụng v=λfđể tính đại lượng còn lại.

Nếu sóng truyền theo chiều dương của trục Ox, phần tử môi trường chuyển động ngược chiều dốc của đường sóng tại điểm đang xét.

Nếu sóng truyền theo chiều âm của trục Ox, phần tử chuyển động cùng chiều dốc của đường sóng.

🎧Xác định chiều chuyển động từ đồ thị
Mở nội dung trong cửa sổ mới

III. DẠNG 3. GIAO THOA ÁNH SÁNG

🎧Dạng 3: Giao thoa ánh sáng
Mở nội dung trong cửa sổ mới

Sử dụng các hệ thức:

i=λDa, λ=iaD.

Nếu khoảng cách giữa Nvân liên tiếp là L, ta có i=LN-1.

Với hai ánh sáng đơn sắc, các vân sáng trùng nhau khi:

k1λ1=k2λ2.

IV. DẠNG 4. SÓNG DỪNG

🎧Dạng 4: Bài toán sóng dừng
Mở nội dung trong cửa sổ mới

Dây có hai đầu cố định

L=nλ2.

Dây một đầu cố định, một đầu tự do

L=(2n+1)λ4.

Phương pháp:

Xác định điều kiện ở hai đầu.

Đếm số bó, số nút hoặc số bụng.

Tính bước sóng.

Sử dụng v=λfđể tính tốc độ hoặc tần số.

🎧Quy trình kiểm tra kết quả
Mở nội dung trong cửa sổ mới
Phần II

Bài tập áp dụng

Làm từng câu rồi bấm “Kiểm tra”. Có thể xem hướng dẫn ngay sau mỗi câu.

9 câu

ATrắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 1.
Một sóng có tốc độ 24 m/s và tần số 8,0 Hz. Bước sóng là

Hướng dẫn

Đáp án: B

Hướng dẫn:

λ = v/f = 24/8,0 = 3,0 m.

Câu 2.
Trong thí nghiệm Young, khoảng cách giữa 11 vân sáng liên tiếp là 15 mm. Khoảng vân bằng

Hướng dẫn

Đáp án: B

Hướng dẫn:

Giữa 11vân có 10khoảng.

i = 15/10 = 1,5 mm.

Câu 3.
Dây hai đầu cố định dài 0,90 m6 bó sóng. Bước sóng là

Hướng dẫn

Đáp án: B

Hướng dẫn:

λ = 2L/n = 2·0,90/6 = 0,30 m.

Đ/STrắc nghiệm đúng – sai

Câu 1.
Khai thác đồ thị sóng
a) Từ đồ thị u - x đọc được biên độ và bước sóng.
b) Nếu sóng truyền theo chiều dương Ox, phần tử chuyển động ngược chiều dốc của đường sóng.
c) Nếu sóng truyền theo chiều âm Ox, phần tử chuyển động ngược chiều dốc của đường sóng.
d) Khoảng cách giữa hai ngọn liên tiếp là λ.

Hướng dẫn

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng

Hướng dẫn:

Ý a: Đúng. Biên độ đọc theo trục đứng; bước sóng đọc theo trục ngang.

Ý b: Đúng. Với sóng truyền chiều dương, dấu vận tốc phần tử ngược dấu độ dốc.

Ý c: Sai. Với sóng truyền chiều âm, phần tử chuyển động cùng chiều dốc.

Ý d: Đúng. Hai ngọn liên tiếp cùng pha.

Câu 2.
Giao thoa ánh sáng
a) i = λD/a.
b) Khoảng cách giữa N vân liên tiếp là (N - 1)i.
c) Với hai ánh sáng đơn sắc, vân sáng trùng nhau khi k₁λ₁ = k₂λ₂.
d) Tăng khoảng cách hai khe làm khoảng vân tăng.

Hướng dẫn

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai

Hướng dẫn:

Ý a: Đúng. Công thức khoảng vân.

Ý b: Đúng. Số khoảng nhỏ hơn số vân một đơn vị.

Ý c: Đúng. Hai vị trí sáng trùng nhau khi độ lệch đường đi ứng với bội nguyên của cả hai bước sóng.

Ý d: Sai. itỉ lệ nghịch với a.

Câu 3.
Sóng dừng
a) Dây hai đầu cố định có n bó thì L = nλ/2.
b) Dây một đầu cố định, một đầu tự do có L = (2n + 1)λ/4.
c) Đầu hở của ống khí là nút.
d) Có thể dùng v = λf sau khi xác định bước sóng.

Hướng dẫn

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng

Hướng dẫn:

Ý a: Đúng. Mỗi bó dài λ/2.

Ý b: Đúng. Một đầu nút, một đầu bụng.

Ý c: Sai. Đầu hở gần đúng là bụng.

Ý d: Đúng. Hệ thức này nối tốc độ, tần số và bước sóng.

#Trắc nghiệm trả lời ngắn

Câu 1.
Một sóng có bước sóng 0,60 mvà tần số 5,0 Hz. Tốc độ truyền sóng theo mét trên giây bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn

Trả lời: 3

Hướng dẫn:

v = λf = 0,60·5,0 = 3,0 m/s.

Câu 2.
Hai ánh sáng có bước sóng λ₁ = 600 nmλ₂ = 450 nm. Vân sáng trùng nhau gần vân trung tâm nhất khi k₁λ₁ = k₂λ₂. Bậc k₁nhỏ nhất khác 0 bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn

Trả lời: 3

Hướng dẫn:

k₁·600 = k₂·450 ⇒ 4k₁ = 3k₂.

Cặp số nguyên dương nhỏ nhất là k₁ = 3, k₂ = 4.

Câu 3.
Dây hai đầu cố định dài 1,50 m5bó và dao động với tần số 40 Hz. Tốc độ truyền sóng theo mét trên giây bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn

Trả lời: 24

Hướng dẫn:

λ = 2L/n = 2·1,50/5 = 0,60 m.

v = λf = 0,60·40 = 24 m/s.

Phần III

Bài kiểm tra ngắn

Nhập thông tin, bấm bắt đầu và hoàn thành trong thời gian quy định.

10 phút

ATrắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 1.
Sóng truyền theo chiều dương Ox. Tại điểm đường sóng đang dốc lên theo chiều x, phần tử môi trường đang chuyển động

Hướng dẫn

Đáp án: B

Hướng dẫn:

Với sóng truyền chiều dương, vận tốc phần tử ngược dấu độ dốc của đường sóng.

Câu 2.
Trong thí nghiệm Young, λ = 500 nm, D = 1,5 m, a = 0,75 mm. Khoảng vân là

Hướng dẫn

Đáp án: B

Hướng dẫn:

i = 500·10⁻⁹·1,5/(0,75·10⁻³) = 1,0·10⁻³ m = 1,00 mm.

Câu 3.
Ống khí một đầu kín, một đầu hở ở trạng thái cơ bản có

Hướng dẫn

Đáp án: C

Hướng dẫn:

Trạng thái cơ bản gồm một phần tư bước sóng từ nút ở đầu kín đến bụng ở đầu hở.

Đ/STrắc nghiệm đúng – sai

Câu 1.
Đại lượng đặc trưng
a) f = 1/T.
b) v = s/t.
c) v = λ/f.
d) Trong một môi trường xác định, tần số tăng thì bước sóng giảm.

Hướng dẫn

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng

Hướng dẫn:

Ý a: Đúng. Chu kì và tần số nghịch đảo.

Ý b: Đúng. Định nghĩa tốc độ.

Ý c: Sai. Đúng là v = λf.

Ý d: Đúng. λ = v/f.

Câu 2.
Giao thoa và vân
a) Vân sáng chính giữa có bậc 0.
b) Vân tối gần vân trung tâm nhất cách nó i/2.
c) Hai vân tối liên tiếp cách nhau i.
d) Khoảng vân không phụ thuộc bước sóng.

Hướng dẫn

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai

Hướng dẫn:

Ý a: Đúng. x_s = 0khi k = 0.

Ý b: Đúng. x_t = i/2với vân tối thứ nhất.

Ý c: Đúng. Các vân tối cũng cách đều.

Ý d: Sai. i ∼ λ.

Câu 3.
Sóng dừng và nhạc cụ
a) Bấm dây đàn làm giảm chiều dài phần dây dao động và thay đổi tần số.
b) Mở lỗ sáo làm thay đổi chiều dài hiệu dụng cột khí.
c) Hai nút liên tiếp cách nhau λ/4.
d) Một bó sóng có chiều dài λ/2.

Hướng dẫn

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng

Hướng dẫn:

Ý a: Đúng. Tần số riêng phụ thuộc chiều dài dây.

Ý b: Đúng. Chiều dài cột khí quyết định các tần số cộng hưởng.

Ý c: Sai. Hai nút liên tiếp cách λ/2.

Ý d: Đúng. Bó nằm giữa hai nút liên tiếp.

#Trắc nghiệm trả lời ngắn

Câu 1.
Một sóng truyền 9,0 mtrong 3,0 svà có chu kì 0,50 s. Bước sóng theo mét bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn

Trả lời: 1,5

Hướng dẫn:

v = 9,0/3,0 = 3,0 m/s.

λ = vT = 3,0·0,50 = 1,5 m.

Câu 2.
Dây hai đầu cố định dài 1,0 m, tốc độ truyền sóng 30 m/s. Tần số của trạng thái có 2bó theo héc bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn

Trả lời: 30

Hướng dẫn:

f = nv/(2L) = 2·30/(2·1,0) = 30 Hz.