Sóng cơ qua các năm được phân tách từ đề thi chính thức của BGD&ĐT

[Tăng Giáp]

Phần Sóng Cơ đề thi môn Vật Lí tốt nghiệp THPT Quốc Gia năm 2015 gồm có 6 câu tương ứng với 1,2 điểm (6.0,2 = 1,2 điểm). Đây là 6 câu là phần dễ kiếm điểm.

==> Theo tôi phần Sóng Cơ đề thi môn Vật Lí tốt nghiệp THPT Quốc Gia năm 2015 là phần cho học sinh điểm ==> Không có câu KHÓ NHĂN RĂNG (ơ lại không có câu khó )

Sau đây tôi xin giới thiệu 6 câu ( Nội dung đề + lời giải chi tiết ) phần Sóng Cơ đề thi môn Vật Lí tốt nghiệp THPT Quốc Gia năm 2015:

Câu 1: Một sóng cơ có tần số f, truyền trên dây đàn hồi với tốc độ truyền sóng v và bước sóng λ. Hệ thức đúng là:
A. v = λf
B. $v = \frac{f}{\lambda }$
C. $v = \frac{\lambda }{f}$
D. v = 2πfλ
Đáp án A. v = λf

Câu 2: Một sóng dọc truyền trong một môi trường thì phương dao động của các phần tử môi trường
A. là phương ngang.
B. là phương thẳng đứng
C. trùng với phương truyền sóng.
D. vuông góc với phương truyền sóng.
Đáp án C. trùng với phương truyền sóng.

Câu 3: Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox có phương trình u = Acos(20πt – πx) (cm), với t tính băng s. Tần số của sóng này bằng
A. 15Hz
B. 10Hz
C. 5 Hz
D. 20Hz
Đáp án B. 10Hz

Câu 4: Một sợi dây đàn hồi có sóng dừng. Trên dây những điểm dao động với cùng biên đô A$_{1}$ có vị trí cân bằng lien tiếp cách đều nhau một đoạn d$_1$ và những điểm dao động với cùng biên đô A$_{2}$ có vị trí cân bằng lien tiếp cách đều nhau một đoạn d$_2$. Biết A$_{1}$ > A$_{2}$ > 0. Biểu thức nào sau đây đúng:
A. d$_1$ = 0,5d$_2$
B. d$_1$ = 4d$_2$
C. d$_1$ = 0,25d$_2$
D. d$_1$ = 2d$_2$

Giải​

Nhận xét: Khi có sóng dừng trên sợi dây các điểm có vị trí cân bằng lien tiếp cách đều nhau có 3 loai: các điểm nút N ( có biên độ bằng 0, VTCB cách đều nhau 0,5λ); các bụng sóng B ( có biên độ bằng 2a, VTCB cách đều nhau 0,5λ) và các điểm M có biên độ bằng nhau, có VTCB cách đều nhau 0,25λ; các điểm này cách nút λ/8.
Biên độ của M: ${a_M} = 2a\sin \left( {\frac{{2\pi \frac{\lambda }{8}}}{\lambda }} \right) = 2a\sin \left( {\frac{\pi }{4}} \right) = a\sqrt 2 $
Theo bài ra A$_{1}$ > A$_{2}$ > 0 nên A$_{1}$ là biên độ của bụng sóng ( A$_{1}$ = 2a)→ ${d_1} = \frac{\lambda }{2}$
A$_{2}$ là biện độ các điểm M $\left( {{A_2} = a\sqrt 2 } \right) \to {d_2} = \frac{\lambda }{4}$
Do vây ta có d$_1$ = 2d$_2$.
Đáp án D. d$_1$ = 2d$_2$

Câu 5: Tại vị trí O trong một nhà máy, một còi báo cháy (xem là nguồn điểm) phát âm với công suất không đổi. Từ bên ngoài một thiết bị xác định mức cường độ âm chuyển động thẳng từ M hướng đến O theo hai giai đoạn với vận tốc ban đầu bằng 0 và gia tốc có độ lớn 0,4m/s2 cho đến khi dừng lại tại N (cổng nhà máy). Biết NO = 10m và mức cường độ âm (do còi phát ra) tại N lớn hơn mức cườn độ âm tại M là 20dB. Cho rằng môi trường truyền âm là đẳng hướng và không hấp thụ âm. Thời gian thiết bị đó chuyển động từ M đến N có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 27s
B. 32s
C. 47s
D. 25s

Giải​

$\begin{array}{l}{L_N} - {L_M} = \log \left( {\frac{{{I_N}}}{{{I_M}}}} \right) = 2\left( B \right) \to \frac{{{I_N}}}{{{I_M}}} = {10^2} \to {\left( {\frac{{OM}}{{ON}}} \right)^2} = \frac{{{I_N}}}{{{I_M}}} = {10^2}\\\to OM = 10.ON = 100\left( m \right) \to MN = 90\left( m \right)\end{array}$
Từ M đến N thiết bị chuyển động theo hai giai đoạn: Bắt đầu CĐ nhanh dần đều sau đó CĐ chậm dần đều dừng lại tại N với độ lớn gia tốc như nhau. Thời gian CĐ nhanh và CĐ chậm dần đều bằng nhau t1 = t2 và quãng đường S1 = S2 = MN/2 = 45m.Thời gian thiết bị đó chuyển động từ M đến N
t = 2t1 = 2$\sqrt {\frac{{2{S_1}}}{a}} $= 2$\sqrt {\frac{{90}}{4}} $= 2.15 = 30s.
Gần giá trị 32s nhất.
Đáp án B. 32s

Câu 6: Tại mặt nước, hai nguồn kết hợp được đặt tại hai điểm A và B cách nhay 68mm, dao động điều hòa, cùng cùng tần số, cùng pha theo phương vuông góc với mặt nước. Trên AB, hai phần tử nước dao động với biên độ cực đại có vị trí cân bằng cách nhau một đoạn ngắn nhất là 10mm. Điểm C là vị trí cân bằng của phần tử ở mặt nước sao cho AC ⊥ BC. Phần tử nước ở C dao động với biên độ cực đại. Khoảng cách BC lớn nhất bằng
A. 37,6 mm
B. 67,6 mm
C. 64 mm
D. 68,5 mm

Giải​

Bước sóng λ = 20 mm
Số cực đại trên AB: $ - \frac{{AB}}{\lambda } \le k \le \frac{{AB}}{\lambda } \to - \frac{{68}}{{20}} < k < \frac{{68}}{{20}}$
→ - 3 ≤ k ≤ 3; d$_1$ = AC; d$_2$ = BC
Cực đại tại C xa B nhất khi d$_2$ – d$_1$ = 3λ = 60mm→d$_1$ = d$_2$ – 60 (mm) (*)
$d_2^2 + d_1^2 = A{B^2} = {68^2}\left( {**} \right)$
Thế (*) vào (**) ta đươc: $d_2^2 - 6{d_2} - 5,12 = 0 \to {d_2} = 67,576\left( {mm} \right)$
d$_{2max}$ = 67,6 mm.
Đáp án B. 67,6 mm

 

[Tăng Giáp]

Phần Sóng Cơ đề thi môn Vật Lí tốt nghiệp THPT Quốc Gia năm 2014 gồm có 7 câu tương ứng với 1,4 điểm (7.0,2 = 1,4 điểm). ĐTheo tôi phần Sóng Cơ đề thi môn Vật Lí tốt nghiệp THPT Quốc Gia năm 2014 khá hay có nhiều câu hỏi yêu cầu học sinh phải có kiến thức căn bản + tư duy vật lý tốt.

Sau đây tôi xin giới thiệu 7 câu ( Nội dung đề + lời giải chi tiết ) phần Sóng Cơ đề thi môn Vật Lí tốt nghiệp THPT Quốc Gia năm 2014:

Câu 1:Một sóng cơ truyền trên một sợi dây rất dài với tốc độ 1m/s và chu kì 0,5s. Sóng cơ này có bước sóng là
A. 150 cm
B. 100 cm
C. 50 cm
D. 25 cm

Giải​

$\lambda = vT = 50\left( {cm} \right)$
Đáp án: C. 50 cm

Câu 2:Một sóng cơ truyền dọc theo một sợi dây đàn hồi rất dài với biên độ 6 mm. Tại một thời điểm, hai phần tử trên dây cùng lệch khỏi vị trí cân bằng 3 mm, chuyển động ngược chiều và cách nhau một khoảng ngắn nhất là 8 cm (tính theo phương truyền sóng). Gọi δ là tỉ số của tốc độ dao động cực đại của một phần tử trên dây với tốc độ truyền sóng. δ gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 0,105.
B. 0,179.
C. 0,079.
D. 0,314.

Giải​

Ta có λ = 24 cm. Tốc độ sóng:v = λf; Tốc độ dao động cựa đại của một phần tử trên day là v$_M$ = ωA → $\frac{{{v_M}}}{v} = \frac{{2\pi A}}{\lambda } = 0,157$
Đáp án: B. 0,179.

Câu 3:Để ước lượng độ sâu của một giếng cạn nước, một người dùng đồng hồ bấm giây, ghé sát tai vào miệng giếng và thả một hòn đá rơi tự do từ miệng giếng; sau 3 s thì người đó nghe thấy tiếng hòn đá đập vào đáy giếng. Giả sử tốc độ truyền âm trong không khí là 330 m/s, lấy g = 9,9 m/s$^2$. Độ sâu ước lượng của giếng là
A. 43 m.
B. 45 m.
C. 39 m.
D. 41 m.

Giải​

$\left. \begin{array}{l}\left. \begin{array}{l}
{t_1} + {t_2} = 3\left( s \right){\rm{ }}\\{{\rm{V}}_{{\rm{am}}}}.{t_2} = h\end{array} \right\}{\rm{ }}{{\rm{t}}_2} = 3 - {t_1}\\{\rm{h}} = \frac{{\rm{1}}}{{\rm{2}}}gt_1^{\rm{2}}\end{array} \right\} \to h = 41\left( m \right)$
Đáp án: D. 41 m.

Câu 4:Trong âm nhạc, khoảng cách giữa hai nốt nhạc trong một quãng được tính bằng cung và nửa cung (nc). Mỗi quãng tám được chia thành 12 nc. Hai nốt nhạc cách nhau nửa cung thì hai âm (cao, thấp) tương ứng với hai nốt nhạc này có tần số thỏa mãn $f_c^{12} = 2f_t^{12}$. Tập hợp tất cả các âm trong một quãng tám gọi là một gam (âm giai). Xét một gam với khoảng cách từ nốt Đồ đến các nốt tiếp theo Rê, Mi, Fa, Sol, La, Si, Đô tương ứng là 2 nc, 4 nc, 5 nc, 7 nc , 9 nc, 11 nc, 12 nc. Trong gam này, nếu âm ứng với nốt La có tần số 440 Hz thì âm ứng với nốt Sol có tần số là
A. 330 Hz
B. 392 Hz
C. 494 Hz
D. 415 Hz

Giải​

Khoảng cách giữa nốt SON và nốt LA là 2nc nên ta có: $f_L^{12} = 2\left( {2f_s^{12}} \right) = 4f_s^{12} \to {f_s} = {f_L}.\sqrt[{12}]{4} = 392\left( {Hz} \right)$
Đáp án: B. 392 Hz

Câu 5:Trong một thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn S1 và S2 cách nhau 16 cm, dao động theo phương vuông góc với mặt nước, cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số 80 Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40 cm/s. Ở mặt nước, gọi d là đường trung trực của đoạn S1S2. Trên d, điểm M ở cách S1 10 cm; điểm N dao động cùng pha với M và gần M nhất sẽ cách M một đoạn có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 7,8 mm.
B. 6,8 mm.
C. 9,8 mm.
D. 8,8 mm.

Giải​

Bước sóng: λ = v/f = 0,5 cm
Độ lệch pha dao động của 2 điểm M, N trên trung trực d của AB$\Delta \varphi = \frac{{2\pi \left( {{d_2} - {d_1}} \right)}}{\lambda }$
N dao động cùng pha với M khi và chỉ khi Δφ = 2kπ →d2 – d1 = kλ
Hai điểm M1 và M2 gần M nhất dao động cùng pha với M ứng với d2 – d1 = λ → d1 = 10 + 0,5 = 10,5 cm
Và d’2 = d1 – λ = 9,5 cm
Từ đó ta tính được:
$\begin{array}{l}M{M_1} = MH - {M_1}H = 6 - \sqrt {9,{5^2} - {8^2}} = 0,88\left( {cm} \right) = 8,8mm\\M{M_2} = MH - {M_2}H = \sqrt {10,{5^2} - {8^2}} - 6 = 0,8\left( {cm} \right) = 8,0mm
\end{array}$
Vậy điểm dao động cùng pha gần M nhất cách M 8mm.
Đáp án: A. 7,8 mm.

Câu 6:Trong môi trường đẳng hướng và không hấp thụ âm, có 3 điểm thẳng hàng theo đúng thứ tự A; B; C với AB = 100 m, AC = 250 m. Khi đặt tại A một nguồn điểm phát âm công suất P thì mức cường độ âm tại B là 100 dB. Bỏ nguồn âm tại A, đặt tại B một nguồn điểm phát âm công suất 2P thì mức cường độ âm tại A và C là
A. 103 dB và 99,5 dB.
B. 100 dB và 96,5 dB.
C. 103 dB và 96,5 dB.
D. 100 dB và 99,5 dB.

Giải​

$100 = 10\lg \left( {\frac{{{I_B}}}{{{I_0}}}} \right) = 10\lg \left( {\frac{P}{{{I_0}.4\pi R_B^2}}} \right) \to \frac{P}{{{I_0}.4\pi R_B^2}} = {10^{10}}$
Khi đặt nguồn âm 2P tại B:
$\begin{array}{l}{L_A} = 10\lg \left( {\frac{{2P}}{{{I_0}.4\pi R_A^2}}} \right) = 10\lg \left( {{{2.10}^{10}}} \right) = 103\left( {dB} \right)\\{L_A} = 10\lg \left( {\frac{{2P}}{{{I_0}.4\pi R'_B^2}}} \right) = 10\lg \left( {\frac{{2P}}{{{I_0}.4\pi .1,5R_A^2}}} \right) = 10\lg \left( {\frac{{{{2.10}^{10}}}}{{1,5}}} \right) = 99,5\left( {dB} \right)\end{array}$
Đáp án: A. 103 dB và 99,5 dB.

Câu 7:Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng ổn định với khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là 6 cm. Trên dây có những phần tử sóng dao động với tần số 5 Hz và biên độ lớn nhất là 3 cm. Gọi N là vị trí của một nút sóng; C và D là hai phần tử trên dây ở hai bên của N và có vị trí cân bằng cách N lần lượt là 10,5 cm và 7 cm. Tại thời điểm t1, phần tử C có li độ 1,5 cm và đang hướng về vị trí cân bằng. Vào thời điểm ${t_2} = {t_{\kern 1pt} }_1 + \frac{{79}}{{40}}s$, phần tử D có li độ là
A. -0,75 cm
B. 1,50 cm
C. -1,50 cm
D. 0,75 cm

Giải

Biên độ dao động của C và D lần lượt là: ${A_C} = 3\left| {\sin \left( {\frac{{2\pi .10,5}}{{12}}} \right)} \right| = \frac{{3\sqrt 2 }}{2}\left( {cm} \right);\,{A_C} = 3\left| {\sin \left( {\frac{{2\pi .7}}{{12}}} \right)} \right| = \frac{3}{2}\left( {cm} \right)$
Độ lệch pha dao động của phần tử C ở thởi điểm t và thời điểm t + 79/40 s là: ∆φ = 2πf.79/40 = 18π + 1,75π
li độ của C ở thời điểm t2 là $1,5\sqrt 2 $ cm, tức là đang ở biên (+).
Vì C và D nằm ở hai bên bó sóng liền kề nên chúng luôn dao động ngược pha. Do đó, khi C ở biên dương thì D đang ở biên âm. Vậy li độ của D là x$_D$ = - A$_D$ = - 1,5 cm
Đáp án: C. -1,50 cm