SBT Vật lí 12 Bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ | Giải SBT Vật Lí lớp 12

71 lượt xem

Bài trước

Bài sau

Chúng tôi giới thiệu Giải sách bài tập Vật Lí lớp 12 Bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ chi tiết giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật Lí 12. Mời các bạn đón xem:

Bài giảng Vật Lí 12 Bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ

Giải SBT Vật Lí 12 Bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ

Bài 7.1 trang 18 SBT Vật Lí 12: Hãy chọn phát biểu đúng.

A. Sóng là dao động và phương trình sóng là phương trình dao động.

B. Sóng là dao động và phương trình sóng khác phương trình dao động.

C. Sóng là sự lan truyền của dao động, nên phương trình sóng cũng là phương trình dao động.

D. Sóng là sự lan truyền của dao động và phương trình sóng khác phương trình dao động.

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về sóng cơ

Lời giải:

Sóng là sự lan truyền của dao động và phương trình sóng khác phương trình dao động.

Chọn D

Bài 7.2 trang 18 SBT Vật Lí 12: Sóng cơ ngang không truyền được trong các chất

A. rắn, lỏng và khí.

B. rắn và lỏng.

C. rắn và khí.

D. lỏng và khí.

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về đặc điểm sóng ngang

Lời giải:

Sóng ngang truyền được trong chất rắn và bề mặt chất lỏng

Chọn D

Bài 7.3 trang 18 SBT Vật Lí 12: Sóng dọc không truyền được trong

A. Kim loại.

B. Nước.

C. Không khí.

D. Chân không.

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về đặc điểm sóng dọc

Lời giải:

Sóng dọc truyền được trong môi trường rắn, lỏng, khí

Chọn D

Bài 7.4 trang 18 SBT Vật Lí 12: Công thức liên hệ giữa tốc độ sóng $v$ , bước sóng $λ$ , chu kì $T$ và tần số $f$ của sóng là:

A. $λ = \frac{v}{T} = v f$ B. $λ T = v f$

C. $λ = v T = \frac{v}{f}$ D. $v = λ T = \frac{λ}{f}$

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức liên hệ giữa $λ, v, f, T$

Lời giải:

Ta có

$\begin{array}{l} λ = v T \\ T = \frac{1}{f} \\ \Rightarrow λ = v T = \frac{v}{f} \end{array}$

Chọn C

Bài 7.5 trang 18 SBT Vật Lí 12: Một sóng có tần số $120 H z$ truyền trong một môi trường với tốc độ $60 m / s$ , thì bước sóng của nó là

A. $1, 0 m$ B. $2, 0 m$

C. $0, 5 m$ D. $0, 25 m$

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính bước sóng $λ = \frac{v}{f}$

Lời giải:

Ta có bước sóng $λ = \frac{v}{f} = \frac{60}{120} = 0, 5 m$

Chọn C

Bài 7.6 trang 19 SBT Vật Lí 12: Khi nói về sóng cơ, phát biểu nào sau đây là sai?

A. Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó ngược pha nhau.

B. Sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng gọi là sóng dọc.

C. Tại mỗi điểm của môi trường có sóng truyền qua, biên độ của sóng là biên độ dao động của phần tử của môi trường.

D. Sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng gọi là sóng ngang.

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết về sóng cơ

Lời giải:

A – sai vì: Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha nhau.

Chọn A

Bài 7.7 trang 19 SBT Vật Lí 12: Một sóng hình sin lan truyền trên trục $O x$ . Trên phương truyền sóng, khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm mà các phần tử của môi trường tại hai điểm đó dao động ngược pha nhau là $0, 4 m$ . Bước sóng của sóng này là

A. $0, 4 m$ B. $0, 8 m$

C. $0, 4 c m$ D. $0, 8 c m$

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức điều kiện ngược pha $d = (k + \frac{1}{2}) λ$

Lời giải:

Từ điều kiện hai điểm ngược pha cách nhau đoạn $d = (k + \frac{1}{2}) λ$ , ta thấy. hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà ngược pha cách nhau $\frac{λ}{2} \Rightarrow \frac{λ}{2} = 0, 4 m \Rightarrow λ = 0, 8 m$

Chọn B

Bài 7.8 trang 19 SBT Vật Lí 12: Khi nói về sóng cơ trong một môi trường, phát biểu nào sau đây là chắc chắn đúng?

A. Hai phần tử của môi trường cách nhau một nửa bước sóng thì dao động ngược pha.

B. Những phần tử của môi trường trên cùng một hướng truyền sóng và cách nhau một số nguyên lần bước sóng thì dao động cùng pha.

C. Những phần tử của môi trường cách nhau một số nguyên lần bước sóng thì dao động cùng pha.

D. Hai phần tử của môi trường cách nhau một phần tư bước sóng thì dao động lệch pha nhau $90^{0}$ .

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về sóng cơ

Lời giải:

B – đúng: Những phần tử của môi trường trên cùng một hướng truyền sóng và cách nhau một số nguyên lần bước sóng thì dao động cùng pha.

A, C, D - sai vì: nếu các phần tử của môi trường có thể ở các phương truyền sóng khác nhau thì các kết luận đó đều không đúng.

Chọn B

Bài 7.9 trang 19 SBT Vật Lí 12: Một sóng hình sin truyền theo phương $O x$ từ nguồn $O$ với tần số $20 H z$ , có tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ $0, 7 m / s$ đến $1 m / s$ . Gọi $A$ và $B$ là hai điểm nằm trên $O x$ , ở cùng một phía với $O$ và cách nhau $10 c m$ . Hai phần tử của môi trường tại $A$ và $B$ luôn dao động ngược pha nhau. Tốc độ truyền sóng là

A. $90 c m / s$ B. $80 c m / s$

C. $85 c m / s$ D. $100 c m / s$

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức điều kiện ngược pha $d = (k + \frac{1}{2}) λ$

Lời giải:

Do $A$ và $B$ dao động ngược pha, khoảng cách bằng $d = 10 c m$ nên thỏa mãn điều kiện ngược pha: $d = (k + \frac{1}{2}) λ$

$\Rightarrow 10 = (k + \frac{1}{2}) λ \Rightarrow λ = \frac{10}{k + \frac{1}{2}} (c m) \Rightarrow v = λ f = \frac{10}{k + \frac{1}{2}} .20 (c m / s)$

Ta có:

$\begin{array}{l} 0, 7 \leq v \leq 1 (m / s) \\ \Leftrightarrow 70 \leq v \leq 100 (c m / s) \\ \Leftrightarrow 70 \leq \frac{10}{k + \frac{1}{2}} .20 \leq 100 \\ \Leftrightarrow 1, 5 \leq k \leq 2, 3 \end{array}$

$k$ nguyên nên $k = 2 \Rightarrow v = 80 (c m / s)$

Chọn B

Bài 7.10 trang 20 SBT Vật Lí 12: Phương trình sóng là $u = 0, 25 c o s (20 t - 5 x) (m; s)$ . Phát biểu nào sau đây là sai?

A. Biên độ của sóng là $25 c m$ .

B. Tốc độ truyền sóng là $0, 2 m / s$ .

C. Chu kì của sóng là $\frac{π}{10} (s)$ .

D. Tần số của sóng là $\frac{10}{π} (H z)$ .

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về phương trình truyền sóng

Lời giải:

Từ phương trình truyền sóng: $u = 0, 25 c o s (20 t - 5 x) (m; s)$

Biên độ sóng $A = 0, 25 m = 25 c m$

Tần số góc $ω = 20 (r a d / s) \Rightarrow T = \frac{2 π}{ω} = \frac{2 π}{20} = \frac{π}{10} s; f = \frac{1}{T} = \frac{1}{\frac{π}{10}} = \frac{10}{π} H z$

Độ lệch pha $Δ φ = \frac{2 π x}{λ} = 5 x \Rightarrow λ = \frac{2 π}{5} m \Rightarrow v = λ f = \frac{2 π}{5} . \frac{10}{π} = 4 m / s$

Ta suy ra các phương án:

A, C, D - đúng

B - sai

Chọn B

Bài 7.11 trang 20 SBT Vật Lí 12: Một nguồn sóng $O$ dao động theo phương trình $u_{0} (t) = A c o s 100 π t$ . Sóng truyền từ $O$ đến $M$ cách nó $30 c m$ với tốc độ $10 m / s$ . Phương trình dao động của M là

A. $u_{M} (t) = A c o s (100 π t + \frac{3 π}{2})$

B. $u_{M} (t) = A c o s 100 π t$

C. $u_{M} (t) = A c o s (100 π t - 3 π)$

D. $u_{M} (t) = A c o s (100 π t + π)$

Phương pháp giải:

Sử dụng phương trình sóng tại một điểm cách nguồn sóng đoạn $d$ : $u = a \cos (ω t + φ - \frac{2 π d}{λ})$

Lời giải:

Tần số $f = \frac{ω}{2 π} = \frac{100 π}{2 π} = 50 H z$

Bước sóng $λ = \frac{v}{f} = \frac{10}{50} = 0, 2 m$

Phương trình sóng tại $M$ cách $O$ đoạn $d - 30 c m$ : $\begin{array}{l} u_{M} (t) = A \cos (100 π t - \frac{2 π d}{λ}) \\ = A \cos (100 π t - \frac{2 π .0, 3}{0, 2}) \\ = A \cos (100 π t - 3 π) \end{array}$

Chọn C

Bài 7.12 trang 20 SBT Vật Lí 12: Chỉ ra phát biểu không chính xác.

A. Bước sóng là khoảng cách ngắn nhất giữa hai mặt đồng pha cạnh nhau.

B. Bước sóng là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động đồng pha trên cùng một phương truyền sóng.

C. Bước sóng là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì.

D. Bước sóng là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên cùng một mặt đồng pha.

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về bước sóng

A, B, C - đúng

D- sai vì: Bước sóng là khoảng cách ngắn nhất giữa hai mặt đồng pha cạnh nhau.

Chọn D

Bài 7.13 trang 20 SBT Vật Lí 12: Với máy dò dùng siêu âm, chỉ có thể phát hiện được các vật có kích thước cỡ bước sóng của siêu âm. Siêu âm trong một máy dò có tần số $5 M H z$ . Với máy dò này, có thể phát hiện được những vật có kích thước cỡ bao nhiêu milimét, trong hai trường hợp:

a) Vật ở trong không khí.

b) Vật ở trong nước.

Cho biết tốc độ âm thanh trong không khí và trong nước lần lượt là $340 m / s$ và $1500 m / s$ .

Lời giải:

a) Bước sóng của siêu âm trong không khí

$λ = \frac{v}{f} = \frac{340}{{5.10}^{6}} = 0, {068.10}^{- 3} m = 0, 068 m m$

Vậy nếu vật ở trong không khí, máy dò chỉ phát hiện được vật có kích thước lớn hơn $0, 068 m m$

b) Bước sóng của siêu âm trong nước

$λ = \frac{v}{f} = \frac{1500}{{5.10}^{6}} = 0, {3.10}^{- 3} m = 0, 3 m m$

Vậy nếu vật ở trong nước, máy dò chỉ phát hiện được vật có kích thước lớn hơn $0, 3 m m$

Bài 7.14 trang 20 SBT Vật Lí 12: Một âm thoa, ở đầu có gắn một mũi nhọn, mũi nhọn này tiếp xúc nhẹ với một mặt chất lỏng. Gõ nhẹ cho âm thoa rung động, thì thấy khoảng cách ngắn nhất từ một gợn sóng mà ta xét (coi như gợn sóng thứ nhất) đến gợn thứ là . Tần số của âm thoa là . Tính tốc độ truyền sóng.

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính tốc độ sóng $v = λ f$

Lời giải:

Khoảng cách giữa hai gợn sóng liền kề là $λ \Rightarrow$ khoảng cách từ gợn sóng thứ nhất đến gợn thứ $11$ là $10 λ \Rightarrow 10 λ = 2 c m \Rightarrow λ = 0, 2 c m$

Tốc độ sóng $v = λ f = 0, 2.100 = 20 c m / s$

Bài 7.15 trang 21 SBT Vật Lí 12: Một sóng hình sin, tần số truyền trong không khí theo một phương với tốc độ . Tính khoảng cách nhỏ nhất giữa hai điểm có dao động cùng pha; có dao động ngược pha.
Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về dao động cùng pha, ngược pha:

+ Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai điểm dao động cùng pha là $λ$

+ Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai điểm dao động ngược pha là $\frac{λ}{2}$

Lời giải:

Bước sóng $λ = \frac{v}{f} = \frac{340}{110} = 3, 1 m$

+ Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai điểm dao động cùng pha là $λ = 3, 1 m$

+ Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai điểm dao động ngược pha là $\frac{λ}{2} = \frac{3, 1}{2} = 1, 545 m$

Bài 7.16 trang 21 SBT Vật Lí 12: Một sóng hình sin truyền dọc theo một dây dài khoảng thời gian ngắn nhất để cho một phần tử của dây chuyển động từ vị trí biên về vị trí cân bằng là $0, 17 s$ .

a) Tính chu kì của sóng.

b) Tính tần số của sóng.

c) Nếu bước sóng bằng $1, 4 m$ thì tốc độ của sóng là bao nhiêu?

Phương pháp giải:

a) Sử dụng công thức tính thời gian từ biên về VTCB là $\frac{T}{4}$

b) Sử dụng công thức tính tần số $f = \frac{1}{T}$

c) Sử dụng công thức tính tốc độ sóng $v = λ f$

Lời giải:

a) Thời gian từ biên về VTCB là $\frac{T}{4} \Rightarrow \frac{T}{4} = 0, 17 s \Rightarrow T = 0, 68 s$

bTần số $f = \frac{1}{T} = \frac{1}{0, 68} = 1, 5 (H z)$

c) Tốc độ sóng $v = λ f = 1, 4.1, 5 = 2, 1 m$

Bài 7.17 trang 21 SBT Vật Lí 12: Một sóng ngang hình sin truyền trên một dây dài và mềm. Sóng có bước sóng $10 c m$ , tần số $400 H z$ và biên độ $2, 0 c m$ .

a) Tốc độ của sóng là bao nhiêu?

b) Viết phương trình của sóng này. Lấy gốc tọa độ tại một trong các điểm có pha ban đầu bằng $0$ .

Phương pháp giải:

a) Sử dụng công thức tính tốc độ sóng $v = λ f$

b) Sử dụng biểu thức phương trình sóng $u = a \cos (ω t - \frac{2 π x}{λ})$

Lời giải:

a) Tốc độ truyền sóng

$v = λ f = 10.400 = 4000 c m / s = 40 m / s$

b) Phương trình sóng tại điểm có tọa độ $x$ là

$u = a \cos (ω t - \frac{2 π x}{λ}) = 2 \cos (800 π t - \frac{2 π x}{10}) = 2 \cos (800 π t - \frac{π x}{5}) (c m)$ ( $t$ tính bằng giây, $x$ tính bằng $c m$ )

Xem thêm các chương trình khác:

Bài trước

Bài sau

Giải SGK, SBT, Chuyên đề Vật Lý Lớp 12