Dưới đây là lời giải chi tiết từng câu:
Câu 1: Phương trình sóng:
\[ u = A \cos \pi (0,02x - 2t) \]
Ta nhận thấy phần chứa \(x\) là \(\pi \times 0,02 x = 0,02\pi x\).
Biên độ \(A\) không đổi, bước sóng \(\lambda\) tính theo hệ số góc của \(x\) trong \(\cos\):
\[ k = \pi \times 0,02 = 0,02\pi \]
Bước sóng \(\lambda = \frac{2\pi}{k} = \frac{2\pi}{0,02\pi} = \frac{2}{0,02} = 100 \text{ cm} \)
=> Đáp án B. 100 cm.
---
Câu 2: Hai điểm M, N cách nhau 15 cm dao động cùng pha, tức là hiệu số quãng đường đến nguồn \(\Delta d = n \lambda\), với \(n\) là số nguyên.
Do đó, khoảng cách giữa hai điểm cùng pha là bội số nguyên của bước sóng \(\lambda\):
\[ \Delta d = n \lambda = 15 \text{ cm} \]
Vì 15 cm nằm trong khoảng các bước sóng, nên \(\lambda = 15 \text{ cm}\) hoặc \(\lambda\) là 15 cm chia cho 1, 2, 3,... nhưng thường lấy \(\lambda = 15 \text{ cm}\).
Tốc độ truyền sóng:
\[ v = f \lambda = 50 \times 15 = 750 \text{ cm/s} = 7.5 \text{ m/s} \]
Nhưng đề bài cho tốc độ truyền sóng thay đổi trong khoảng 70 cm/s đến 80 cm/s (0,7 đến 0,8 m/s) nên có thể coi \(n=1\), \(\lambda=0.15\) m = 15 cm là không phù hợp.
Vậy phải tính lại.
Nếu khoảng cách 15 cm là bội số nguyên của bước sóng \(\lambda\):
\( \lambda = \frac{15}{n} \) cm, với \(n=1,2,...\)
Tốc độ:
\[ v = f \lambda = 50 \times \frac{15}{n} \text{ cm/s} \]
Tìm \(n\) sao cho \(v\) nằm trong khoảng 70 cm/s đến 80 cm/s:
- Với \(n=1: v=50 \times 15=750\) cm/s quá lớn.
- Với \(n=10: v=50 \times 1.5=75\) cm/s trong khoảng 70-80 cm/s.
=> Vậy \(\lambda = \frac{15}{10} = 1.5\) cm và \(v=75\) cm/s.
Đáp án B. 75 cm/s.
---
Câu 3: Phương trình sóng:
\[ u = 30 \cos(4 \times 10^3 t - 50 x) \]
Trong đó:
\(\omega = 4 \times 10^3\) rad/s,
\(k = 50\) rad/m.
Tốc độ sóng:
\[ v = \frac{\omega}{k} = \frac{4000}{50} = 80 \text{ m/s} \]
=> Đáp án C. 80 m/s.
---
Câu 4: Khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trường khác, tần số sóng không đổi, vì tần số là do nguồn dao động quyết định.
=> Đáp án B. tần số sóng.
---
Câu 5: Người quan sát thấy phao nhô cao 10 lần trong 36 s, tức tần số:
\[ f = \frac{10}{36} \approx 0.278 \text{ Hz} \]
Khoảng cách hai đỉnh sóng liên tiếp là bước sóng \(\lambda = 10\) m.
Tốc độ truyền sóng:
\[ v = f \lambda = 0.278 \times 10 = 2.78 \text{ m/s} \]
Gần với 2,8 m/s.
=> Đáp án B. 2,8 m/s.
---
Câu 6: Sóng có:
\[ f = 400 \text{ Hz}, v=200 \text{ m/s} \]
Bước sóng:
\[ \lambda = \frac{v}{f} = \frac{200}{400} = 0.5 \text{ m} = 50 \text{ cm} \]
Hai điểm M và N cách nguồn âm với \(d_1=45\) cm và \(d_2\) (chưa biết), pha tại M sớm hơn pha tại N một pha \(x\) rad.
Pha tại điểm cách nguồn \(d\):
\[ \varphi = \omega t - k d \]
Hiệu pha giữa M và N:
\[ \Delta \varphi = k (d_2 - d_1) \]
Với \(k = \frac{2\pi}{\lambda} = \frac{2\pi}{0.5} = 4\pi\) rad/cm (chú ý đơn vị cm).
Giả sử pha tại M sớm pha hơn N là \(\Delta \varphi = x\) rad.
Nếu \(x = \pi\) (giả sử), thì:
\[ d_2 - 45 = \frac{x}{k} \]
Vì đề bài không cho \(x\) cụ thể, không thể tính chính xác. Có thể câu hỏi thiếu dữ liệu hoặc yêu cầu lựa chọn gần đúng.
Nếu giả sử \(x = \pi\) (gần 3.14), ta có:
\[ d_2 - 45 = \frac{3.14}{4\pi} = \frac{3.14}{12.57} \approx 0.25 \text{ cm} \]
Sai lệch quá nhỏ, không phù hợp.
Chúng ta có thể giả định \(x=2\pi\), thì:
\[ d_2 - 45 = \frac{2\pi}{4\pi} = 0.5 \text{ cm} \]
Vẫn quá nhỏ.
Đáp án có giá trị \(d_2\) gần 65 cm (45 + 20), 70 cm, hoặc 145 cm.
Do đó, chọn đáp án B hoặc C tùy theo dữ liệu trong đề bài thiếu.
---
Câu 7: Sóng điện từ là sóng ngang, có thể truyền trong chân không và mọi môi trường.
=> Đáp án C. là sóng ngang, có thể lan truyền trong mọi môi trường kể cả chân không.
---
Câu 8: Hai nguồn cách nhau 10 cm, phương trình dao động \(u = A \cos 100 \pi t\).
Thông tin vân bậc k đi qua M có \(|MA - MB| = 1\) cm.
Vân bậc \((k+5)\) cùng tính chất dao động tại N có \(|NA - NB| = 30\) mm = 3 cm.
Hiệu số đường đi vân bậc k:
\[ \Delta d_k = k \lambda \]
Vân bậc k và vân bậc k+5 cùng tính chất dao động, tức hiệu số đường đi khác nhau đúng bội số 5 bước sóng:
\[ \Delta d_{k+5} - \Delta d_k = 5 \lambda = |NA - NB| - |MA - MB| = 3 - 1 = 2 \text{ cm} \]
=> \(5 \lambda = 2\) cm
=> \(\lambda = \frac{2}{5} = 0.4\) cm = 4 mm.
Tần số:
\[ f = \frac{100\pi}{2\pi} = 50 \text{ Hz} \]
Tốc độ sóng:
\[ v = f \lambda = 50 \times 0.4 = 20 \text{ cm/s} \]
=> Đáp án A. 20 cm/s.
---
Câu 9: Hiện tượng ánh sáng đổi hướng đột ngột khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
=> Đáp án A. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
---
Câu 10: Hai nguồn cách nhau 47 cm, bước sóng 3 cm.
Số điểm cực tiểu trên đoạn AB là:
\[ \text{Số điểm} = \frac{2d}{\lambda} = \frac{2 \times 47}{3} \approx 31.3 \]
Làm tròn số điểm không dao động là 32.
=> Đáp án C. 32.
---
Câu 11: Sóng cơ là sự truyền chuyển động dao động của các phần tử trong môi trường chứ không truyền vật chất.
=> Đáp án D. là sự truyền chuyển động của các phần tử trong môi trường.
---
Câu 12: Để phân loại sóng ngang và sóng dọc dựa vào phương dao động của phần tử môi trường so với phương truyền sóng.
=> Đáp án C. phương dao động của phần tử môi trường và phương truyền sóng.
---
Câu 13: Câu chưa hoàn chỉnh, nhưng sóng dọc là sóng có phương dao động của phần tử môi trường cùng phương với phương truyền sóng.
---
Tóm tắt đáp án:
1. B
2. B
3. C
4. B
5. B
6. (Thiếu dữ liệu)
7. C
8. A
9. A
10. C
11. D
12. C
13. Phương dao động cùng phương truyền sóng (Sóng dọc)