Dưới đây là lời giải chi tiết cho từng câu hỏi:
Câu 14: Một sóng cơ học lan truyền trên sợi dây đàn hồi. Bước sóng λ không phụ thuộc vào?
- A. tốc độ truyền của sóng.
- B. chu kỳ dao động của sóng.
- C. thời gian truyền đi của sóng.
- D. tần số dao động của sóng.
Giải thích:
Bước sóng λ = v / f, trong đó v là vận tốc sóng, f là tần số dao động.
- λ phụ thuộc vào v và f.
- Không phụ thuộc thời gian truyền sóng (t).
=> Đáp án: C. thời gian truyền đi của sóng.
---
Câu 15: Phát biểu nào sau đây về đại lượng đặc trưng của sóng cơ học là không đúng?
- A. Chu kỳ của sóng chính bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động.
- B. Tần số của sóng chính bằng tần số dao động của các phần tử dao động.
- C. Tốc độ của sóng chính bằng tốc độ dao động của các phần tử dao động.
- D. Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kỳ.
Giải thích:
- A, B đúng.
- C sai vì tốc độ sóng (v) ≠ tốc độ dao động của phần tử (v_max dao động).
- D đúng.
=> Đáp án: C. Tốc độ của sóng chính bằng tốc độ dao động của các phần tử dao động.
---
Câu 16: Chu kì sóng là
- A. chu kỳ của các phần tử môi trường có sóng truyền qua.
- B. đại lượng nghịch đảo của tần số góc của sóng.
- C. tốc độ truyền năng lượng trong 1 (s).
- D. thời gian sóng truyền đi được nửa bước sóng.
Giải thích:
- Chu kì sóng T = 1/f, là chu kì dao động của phần tử môi trường.
- Chu kỳ là thời gian để một phần tử dao động hoàn thành một chu kỳ.
- Tần số góc ω = 2πf, nên T = 2π / ω.
=> Đáp án: A. chu kỳ của các phần tử môi trường có sóng truyền qua.
---
Câu 17: Bước sóng là
- A. quãng đường sóng truyền trong 1 giây.
- B. khoảng cách giữa hai điểm có li độ bằng không.
- C. khoảng cách giữa hai bụng sóng.
- D. quãng đường sóng truyền đi trong một chu kỳ.
Giải thích:
- Bước sóng λ là quãng đường sóng truyền được trong một chu kỳ.
- Bụng sóng là đặc trưng của sóng dừng, không phải sóng truyền.
- Khoảng cách giữa hai điểm li độ bằng không không phải định nghĩa chuẩn.
=> Đáp án: D. quãng đường sóng truyền đi trong một chu kỳ.
---
Câu 18: Sóng ngang là sóng có phương dao động của phần tử môi trường
- A. nằm ngang.
- B. trùng với phương truyền sóng.
- C. vuông góc với phương truyền sóng.
- D. thẳng đứng.
Giải thích:
- Sóng ngang là sóng mà phương dao động vuông góc với phương truyền sóng.
=> Đáp án: C. vuông góc với phương truyền sóng.
---
Câu 19: Khi một sóng cơ học truyền từ không khí vào nước thì đại lượng nào không thay đổi?
- A. Tốc độ truyền sóng.
- B. Tần số dao động sóng.
- C. Bước sóng.
- D. Năng lượng sóng.
Giải thích:
- Khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trường khác, tần số f không đổi.
- Tốc độ và bước sóng thay đổi do môi trường thay đổi.
- Năng lượng sóng có thể thay đổi do mất mát.
=> Đáp án: B. Tần số dao động sóng.
---
Câu 20: Tốc độ truyền sóng là tốc độ
- A. dao động của các phần tử vật chất.
- B. dao động của nguồn sóng.
- C. truyền năng lượng sóng.
- D. truyền pha của dao động.
Giải thích:
- Tốc độ truyền sóng là tốc độ truyền pha sóng, cũng là tốc độ truyền năng lượng.
- Do đó, cả C và D đều đúng, nhưng thường chọn D theo lý thuyết sóng.
=> Đáp án: D. truyền pha của dao động.
---
Câu 21: Sóng ngang truyền trên mặt chất lỏng với tần số f=100 Hz. Trên cùng phương truyền sóng ta thấy 2 điểm cách nhau 15 cm dao động cùng pha. Tính tốc độ truyền sóng, biết vận tốc nằm trong khoảng 2,8 m/s đến 3,4 m/s.
Giải:
- Khoảng cách 2 điểm cùng pha là bội số bước sóng λ: 15 cm = 0.15 m
- Bước sóng λ = 0.15 m (do 2 điểm gần nhau nhất cùng pha)
Tốc độ v = fλ = 100 * 0.15 = 15 m/s, quá lớn.
Có thể hiểu là 2 điểm cách 15 cm dao động cùng pha, vậy 15 cm = nλ với n = 1, 2, 3...
Nếu lấy n=1: λ=0.15 m, v=15 m/s không phù hợp
Nếu n=0.2 (giả sử bước sóng λ lớn hơn 15 cm), không hợp lý
Kiểm tra lại: 2 điểm dao động cùng pha cách nhau 15 cm. Bước sóng là khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 điểm cùng pha là 15 cm. Tính v = f λ = 100*0.15 = 15 m/s.
Khoảng cho sẵn 2.8 - 3.4 m/s, chọn đáp án gần nhất:
Khó hiểu câu này. Nếu chọn đáp án theo dữ kiện trong đề:
=> Đáp án: B. v=3 m/s.
---
Câu 22: Sóng ngang truyền trên trục Ox, phương trình u = 0,5 cos(50x - 1000 t) cm (x, u cm; t s).
Tính tỉ số tốc độ dao động cực đại của phần tử môi trường và tốc độ truyền sóng.
Phương trình dạng: u = a cos(kx - ω t), với k = 50, ω=1000.
- Tốc độ truyền sóng: v = ω / k = 1000 / 50 = 20 (cm/s)
- Vận tốc dao động cực đại: v_max = a ω = 0,5 * 1000 = 500 (cm/s)
Tỉ số = v_max / v = 500 / 20 = 25
=> Đáp án: B. 25 lần.
---
Câu 23: Sóng ngang trên dây dài với v=0,2 m/s, T=10 s. Khoảng cách hai điểm gần nhau nhất dao động ngược pha?
- Bước sóng λ = v T = 0,2 * 10 = 2 m.
- Hai điểm gần nhau nhất dao động ngược pha cách nhau λ/2 = 1 m.
=> Đáp án: B. 1 m.
---
Câu 24: Sóng ngang trên dây với v=0,5 m/s, T=10 s. Khoảng cách hai điểm gần nhau nhất dao động vuông pha?
- Bước sóng λ = v T = 0,5 * 10 = 5 m.
- Khoảng cách hai điểm dao động vuông pha gần nhau nhất: λ/4 = 5/4 = 1,25 m.
=> Đáp án: C. 1,25 m.
---
Câu 26: Sóng dọc truyền trên Ox, v=2 m/s, phương trình dao động tại O: u = sin(20 π t - π/2) mm.
Tại t=0,725 s, điểm M cách O 1,3 m.
- Tính pha tại M:
Pha tại O: φ_0 = 20π t - π/2
Pha tại M: φ_M = 20π t - π/2 - k x
Với k = ω / v, ω = 20 π, v=2 m/s => k = 10 π
Tính:
φ_0 = 20 π * 0,725 - π/2 = 14.5 π - π/2 = (14.5 - 0.5) π = 14 π
φ_M = 14 π - 10 π * 1,3 = 14 π - 13 π = π
Li độ tại M: u = sin(π) = 0
Tốc độ u' = du/dt = ω cos(φ_M) = 20 π * cos(π) = 20 π * (-1) < 0
Tốc độ âm => chuyển động từ vị trí cân bằng về bên trái.
=> Đáp án: B. từ vị trí cân bằng đi sang trái.
---
Câu 27: Sóng dọc trên dây với f=50 Hz, v=200 cm/s, biên độ a=5 cm. Hai điểm A và B cách nguồn lần lượt 20 cm và 42 cm.
Tìm khoảng cách lớn nhất giữa A và B.
Giải:
- Bước sóng λ = v / f = 200 / 50 = 4 cm.
- Li độ tại điểm x: u(x, t) = a sin(ω t - k x)
- Khoảng cách hai điểm: Δx = 42 - 20 = 22 cm.
- Phân số bước sóng của Δx: n = Δx / λ = 22 / 4 = 5,5
- Li độ tại A: u_A = a sin(ω t - k x_A)
- Li độ tại B: u_B = a sin(ω t - k x_B) = a sin(ω t - k x_A - k Δx)
Khoảng cách lớn nhất giữa 2 điểm: d_max = |u_A - u_B|_max = ?
Công thức:
Khoảng cách lớn nhất giữa 2 điểm trên dây (dao động cùng phương) là:
d_max = 2 a |sin(k Δx / 2)|
Tính:
k = 2π / λ = 2π / 4 = π / 2 (cm^-1)
k Δx / 2 = (π / 2) * (22 / 2) = (π / 2) * 11 = (11 π) / 2
sin((11 π)/2) = sin(5.5 π) = sin(π/2 + 5π) = sin(π/2) = 1
=> d_max = 2 * 5 * 1 = 10 cm
=> Đáp án: 10 cm.
---
Tóm tắt đáp án:
14 - C
15 - C
16 - A
17 - D
18 - C
19 - B
20 - D
21 - B
22 - B
23 - B
24 - C
26 - B
27 - Khoảng cách lớn nhất = 10 cm.
Nếu cần giải thích hoặc tính chi tiết câu nào, vui lòng hỏi thêm.