Home
Giáo dục đào tạo
Tài liệu, đề thi Vật Lý
Tóm tắt lý thuyết và các bài tập trắc nghiệm ôn tập Vật lý 12 chuyên đề Sóng cơ
Tóm tắt lý thuyết và các bài tập trắc nghiệm ôn tập Vật lý 12 chuyên đề Sóng cơ
1
CHUYÊN ĐỀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I. Sóng cơ và sự truyền sóng cơ
1. Sóng cơ
+ Sóng cơ: là những dao động cơ học lan truyền theo thời gian trong một môi trường vật chất.
+ Phân loại sóng cơ: có 2 loại
Sóng ngang: là sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng.
Sóng dọc: là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng.
+ Môi trường truyền sóng:
Môi trường xuất hiện lực đàn hồi khi có biến dạng lệch thì truyền sóng ngang. Sóng ngang truyền được
trong môi trường rắn. Ngoại lệ sóng trên mặt chất lỏng cách gần đúng là sóng ngang, vì hợp lực của lực căng bề
mặt và trọng lực có tác dụng giống như lực đàn hồi.
Môi trường xuất hiện lực đàn hồi khi có biến dạng nén, dãn thì truyền sóng dọc. Sóng dọc truyền được
trong các môi trường rắn, lỏng, khí.
2. Sự truyền pha dao động
Quá trình truyền sóng là quá trình truyền pha dao động, các phần tử vật chất thì dao động tại chỗ quanh
vtcb của chúng mà không chuyển dời theo sóng.
3. Những đại lượng đặc trưng của chuyển động sóng
a. Chu kì (T), tần số sóng (f)
Tất cả các phần tử của môi trường đều dao động với cùng chu kì và tần số bằng chu kì, tần số của nguồn dao
động gọi là chu kì và tần số của sóng.
b. Biên độ sóng (A)
Biên độ sóng tại mỗi điểm trong không gian chính là biên độ dao động của phần tử môi trường tại điểm đó.
c. Bước sóng ()
+ Định nghĩa 1: Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động tại
hai điểm đó cùng pha.
+ Định nghĩa 2: Bước sóng là quãng đường mà sóng truyền đi được trong một chu kì dao động của sóng.
d. Tốc độ truyền sóng (v)
Tốc độ truyền sóng: là tốc độ truyền pha dao động, tốc độ sóng được đo bằng quãng đường mà sóng truyền
được trong một đơn vị thời gian.
Lưu ý: Trong khi sóng truyền đi, các đỉnh sóng di chuyển nhưng các phần tử của môi trường, vẫn dao động
quanh vị trí cân bằng của chúng.
e. Năng lượng của sóng
+ Năng lượng sóng tại một điểm: là đại lượng tỉ lệ với bình phương biên độ sóng tại điểm đó.
4. Phương trình sóng
Hai điểm M và N cách nhau đoạn d, nằm trên cùng một phương truyền của một sóng cơ có bước sóng .
Phương trình sóng tại M có dạng uM= Acos(t + ). Coi biên độ sóng không đổi.
a. Phương trình dao động tại điểm N
Nếu M nằm trước N theo hướng truyền sóng
Dao động tại N sẽ chậm pha hơn dao động tại M. Phương trình sóng
tại N có dạng
v
λ = vT = f
uN(t) = uM(t – d/v) = Acos(t + –
λ
2 d
)
2
Nếu M nằm sau N theo hướng truyền sóng
Dao động tại N sẽ nhanh pha hơn dao động tại M. Phương trình
sóng tại N có dạng
b. Tìm khoảng cách giữa M và N để dao động tại M và N cùng pha, ngược pha, vuông pha với
nhau.
Độ lệch pha dao động tại M và tại N
MN= 2.d/
Dao động tại M và dao động tại N cùng pha nhau khi MN= 2k
2.d/= 2k
Khoảng cách giữa M và N là
Dao động tại M và dao động tại N ngược pha nhau khi MN= (2k + 1)
2.d/= (2k + 1)
Khoảng cách giữa M và N là
Dao động tại M và dao động tại N vuông pha nhau khi MN= (2k + 1)
2
2.d/=
2
)1k2(
Khoảng cách giữa M và N là
II. Phản xạ sóng – Sóng dừng
1. Sự phản xạ sóng
+ Khi sóng truyền đi gặp vật cản thì sóng bị phản xạ lại. Sóng truyền
đến gặp vật cản gọi là sóng tới, sóng bị phản xạ gọi là sóng phản xạ.
+ Sóng tới và sóng phản xạ có cùng tần số và bước sóng. Nếu vật cản
- cố định: thì sóng tới và sóng phản xạ ngược pha nhau.
- tự do: thì sóng tới và sóng phản xạ cùng pha nhau.
2. Sóng dừng
+ Khi trên sợi dây vừa có sóng tới, vừa có sóng phản xạ. Nếu thay đổi tần
số dao động của dây đến một lúc nào đó ta không còn phân biệt được sóng
tới và sóng phản xạ nữa. Lúc đó trên dây xuất hiện những điểm đứng yên
xen kẽ với những điểm dao động với biên độ cực đại. Trên dây hình thành
sóng dừng.
+ Sóng dừng: là sóng có các nút và bụng cố định trong không gian.
+ Điều kiện để có hiện tượng sóng dừng
Hai đầu dây cố định (nút)
Chiều dài của dây là
sóng tới
sóng phản xạ
d = k( với k = 1, 2, 3….)
d = (2k +1)
2
= (k +
2
1
)(với k = 0, 1, 2, 3...)
d = (2k + 1)
4
= (k +
2
1
)
2
( với k = 0, 1, 2, 3...)
uN(t) = uM(t + d/v) = Acos(t + +
λ
2 d
)
3
với n = số bó = số bụng = số nút – 1
Một đầu cố định và một đầu dao động với biên độ cực đại (bụng)
Chiều dài sợi dây là
trong đó n = số bó nguyên = số bụng – 1 = số nút – 1
Hoặc
trong đó m = 2(số nút) – 1 = 2(số bụng) – 1
3. Phương trình dao động của một điểm trên dây có sóng dừng
Trên sợi dây đàn hồi có sóng dừng. Gọi M là điểm nằm trên dây và cách B đoạn d.
III. Giao thoa sóng
1. Hiện tượng giao thoa
a. Định nghĩa: là hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những
điểm xác định, luôn luôn hoặc tăng cường nhau, hoặc là yếu nhau.
b. Điều kiện để có giao thoa:
+ Hai nguồn kết hợp: là hai nguồn dao động có cùng tần số, cùng phương và
có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
+ Sóng kết hợp: là sóng do nguồn kết hợp phát ra.
+ Điều kiện có giao thoa: Hai sóng gặp nhau phải là hai sóng kết hợp.
2. Biên độ dao động của một điểm trong miền giao thoa
Thực hiện giao thoa sóng trên mặt chát lỏng, hai nguồn kết hợp A và B dao động theo phương thẳng
đứng với các phương trình lần lượt: uA= A1cos(t + 1); uB= A2cos(t + 2). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất
lỏng là v. Coi biên độ sóng không đổi, xác định biên độ dao động của điểm M nằm trên mặt chất lỏng cách
nguồn A đoạn d1và cách nguồn B d2.
Dao động tại M do sóng từ A truyền tới
d
l= n
2
(với n = 1, 2…)
l= m
4
(với m = 1, 3, 5, 7...)
l= (n +
2
1
)
2
= (2n +1)
4
(với n = 0, 1, 2…)
● Với gốc tọa độ trùng với nút
● uM= 2Asin(
d.2
).cos(t + +
2
π
)
● Biên độ dao động của M: AM= 2A|sin
d.2
|
● Biên độ dao động của bụng Ab= 2A
● Với gốc tọa độ trùng với bụng
● uM= 2Acos(
d.2
)cos(ωt + )
● Biên độ dao động của M: AM= 2A|cos
d.2
|
● Biên độ dao động của bụng Ab= 2A
d
4
u1M = A1cos(t + 1–
λ
d2 1
)
Dao động tại M do sóng từ B truyền tới
u2M = A2cos(t + 2–
λ
d2 2
)
Độ lệch pha dao động tại M
Dao động tại M là sự tổng hợp của hai dao động từ A và B truyền tới
Biên độ dao động tổng hợp tại M
3. Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa
a. Vị trí cực đại giao thoa
Hiệu đường đi từ M đến hai nguồn thoã mãn
(=2–1; k = 0; 1; 2…)
b. Vị trí cực tiểu giao thoa
Hiệu đường đi từ M đến hai nguồn thoã mãn
(=2–1; k = 0; 1; 2…)
IV. SÓNG ÂM
1. Nguồn gốc của âm và cảm giác âm
+ Mọi vật dao động điều phát ra âm. Vật phát ra âm gọi là nguồn âm.
+ Sóng âm: là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn.
+ Môi trường truyền âm: sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường rắn, lỏng, khí và không truyền
được trong chân không.
+ Trong chất khí và chất lỏng, sóng âm là sóng dọc vì trong các chất này lực đàn hồi chỉ xuất hiện khi có biến
dạng nén, dãn. Trong chất rắn, sóng âm gồm cả sóng ngang và sóng dọc, vì lực đàn hồi xuất hiện cả khi có biến
dạng lệch và biến dạng nén, dãn.
+ Cảm giác âm: Sóng âm truyền trong không khí lọt vào tai, đến màng nhĩ, tác dụng lên màng nhĩ một áp suất
biến thiên, làm cho màng nhĩ dao động. Dao động của màng nhĩ được truyền đến các dây thần kinh thính giác,
làm cho ta có cảm giác về âm, cảm giác âm phụ thuộc vào nguồn âm và tai người nghe.
2. Nhạc âm và tạp âm
+ Nhạc âm: là những âm có đường biểu diễn dao động theo thời gian là đường cong tuần hoàn có tần số xác
định.
+ Tạp âm: là những âm có đường biểu diễn dao động theo thời gian là đường cong không tuần hoàn, không có
tần số xác định.
3. Những đặc trưng của âm
+ Các đặc trưng vật lí của âm: tần số, cường độ âm, mức cường độ âm, đồ thị dao động.
+ Các đặc trưng sinh lí của âm: độ cao, độ to, âm sắc.
a. Độ cao của âm
+ Độ cao của âm là đặc trưng sinh lí của âm phụ thuộc vào tần số của âm. Âm càng cao thì tần số càng lớn, âm
cao (còn gọi là âm bỗng) có tần số lớn hơn âm thấp (còn gọi là âm trầm).
+ Hạ âm: f 16 Hz, âm thanh (gọi tắt là âm): 16 Hz f20.000 Hz, siêu âm: f ≥ 20.000 Hz.
b. Âm sắc
21 =
)d(d
λ
2π
21
+ (2–1)
2121
2
2
2
1M cosΔA2AAAA
d1– d2= (k –
2π
)
d1– d2= (k +
2
1
–
2π
)
5
+Những âm có cùng tần số nhưng được phát ra từ các nguồn khác nhau thì dạng đồ thị dao động của âm khác
nhau nên gây ra cảm giác âm khác nhau. Đặc tính đó của âm gọi là âm sắc.
+ Âm sắc là đặc tính sinh lí của âm phụ thuộc vào tần số và sự biến đổi li độ (hay đồ thị dao động).
c. Độ to của âm, cường độ âm, mức cường độ âm
+ Cường độ âm : là năng lượng được sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền
sóng trong một đơn vị thời gian.
trong đó: P(W) là công suất của nguồn âm; r(m) là khoảng cách từ nguồn âm đến điểm khảo sát.
+ Độ to của âm: là đặc trưng sinh lí của âm phụ thuộc vào tần số và cường độ âm. Cường độ âm càng lớn thì
cảm giác âm càng to. Tuy nhiên độ to của âm không tỉ lệ thuận với cường độ âm.
+ Mức cường độ âm dùng để so sánh độ to của âm với độ to của âm chuẩn
Với tần số âm f = 1000 Hz thì I0= 10–12 W/m2: gọi là cường độ âm chuẩn, 1dB = 0,1 B (B: đọc là ben; dB: đọc
là đêxiben)
d. Giới hạn nghe của tai người
+ Ngưỡng nghe: để âm thanh gây được cảm giác âm thì cường độ âm phải lớn hơn giá trị cực tiểu nào đó gọi là
ngưỡng nghe. Ngưỡng nghe thay đổi theo tần số của âm.
Với âm có tần số từ 1000 Hz đến 1500 Hz thì ngưỡng nghe vào khoảng 0 dB, còn với tần số 50 Hz,
ngưỡng nghe là 50 dB.
+ Ngưỡng đau: là giá trị cực đại của cường độ âm mà tai có thể chịu đựng được.
+ Giới hạn nghe của tai người: là miền từ ngưỡng nghe đến ngưỡng đau.
4. Nguồn nhạc âm
a. Dây đàn hai đầu cố định
+ Chiều dài dây đàn thoả mãn điều kiện:
f2
v
n
2
nL
+ Tần số của sóng dừng trên dây
- Với n = 1 f1= v/2L: sóng dừng trên dây có 2 nút và 1 bụng, âm phát ra gọi là âm cơ bản.
- Với n = 2 f2= 2v/2L = 2f1: sóng dừng trên dây có 3 nút và 2 bụng, âm phát ra gọi là hoạ âm bậc 2.
- Với n = 3 f3= 3v/2L = 3 f1: sóng dừng trên dây có 4 nút và 3 bụng, âm phát ra gọi là hoạ âm bậc 3.
Kết luận:
+ Với lực căng cố định, dây đàn có thể phát ra âm cơ bản và một số hoạ âm bậc cao hơn, có tần số là một số
nguyên lần tần số của âm cơ bản.
+ Hai nhạc cụ cùng phát ra cùng một âm cơ bản, nhưng có các hoạ âm khác nhau thì âm tổng hợp sẽ có cùng
tần số (cùng độ cao), nhưng có dạng độ thị dao động khác nhau nên có âm sắc khác nhau.
b. Ống sáo
+ Ống sáo có một đầu kín và một đầu hở.
+ Chiều dài ống sáo đàn thoả mãn điều kiện:
f4
v
m
4
mL
+ Tần số của sóng dừng trong ống sáo
)10lg(I/IL(dB)
)lg(I/IL(B)
0
0
I(W/m2) = W/S = P/4r2
L2
v
nf
L4
v
mf
(m là số lẻ)
6
- Với m = 1 âm cơ bản có tần số
L4
v
f1
: sóng dừng trong ống có 1 bụng và 1 nút.
- Với m = 3, 5 .... ta có các hoạ âm bậc 3, bậc 5... có tần số f3= 3f1; f5= 5f1...
Kết luận: Ống sáo có một đầu kín và một đầu hở có thể phát ra các hoạ âm bậc lẻ. Chiều dài của ống càng lớn
thì âm phát ra có tần số càng nhỏ, âm phát ra càng trầm.
5. Hộp cộng hưởng
Sóng âm do các nguồn trực tiếp phát ra có cường độ rất nhỏ, muốn có âm to hơn phải dùng các nguồn
âm đó kích thích cho một khối không khí trong vật rỗng dao động cộng hưởng để nó phát ra âm có cường độ
lớn hơn. Vật rỗng này gọi là hộp cộng hưởng.
B. ĐỀ MINH HỌA PHẦN DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
Câu 1: Chọn phát biểu sai về sóng cơ.
A. Sóng dọc truyền được trong cả ba môi trường: rắn, lỏng và khí.
B. Sóng ngang chỉ truyền được trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng.
C. Khi sóng lan truyền trên mặt nước thì khoảng cách giữa hai đỉnh sóng bằng bước sóng.
D. Khi lan truyền dao động chỉ có pha dao động truyền đi còn phần tử vật chất trong môi trường chỉ dao động
tại chỗ.
Câu 2: Trong một môi trường chỉ có một sóng lan truyền thì hai điểm
A. cách nhau một đoạn bằng bước sóng thì dao động cùng pha.
B. dao động cùng pha phải ở trên cùng một phương truyền sóng.
C. dao động đồng pha có thể không ở trên cùng một phương truyền sóng.
D. cách nhau một đoạn bằng nửa bước sóng thì dao động ngược pha.
Câu 3: Hình bên là dạng sóng trên mặt nước tại một thời điểm. Tìm kết luận sai.
A. Các điểm A và C dao động cùng pha.
B. Các điểm B và D dao động ngược pha.
C. Các điểm B và C dao động vuông pha.
D. Các điểm B và F dao động cùng pha.
Câu 4: Sóng phản xạ
A. luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
B. luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
C. ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ khi phản xạ trên một vật cản cố định.
D. ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ khi phản xạ trên một vật cản tự do.
Câu 5: Tìm kết luận sai.
A. Dao động tại hai bụng sóng dừng liên tiếp là cùng pha.
B. Khoảng cách giữa hai nút sóng dừng liên tiếp là /2.
C. Nút và bụng sóng dừng liên tiếp cách nhau /4.
D. Hiện tượng sóng dừng cho ta một phương án đơn giản xác định vận tốc truyền sóng trong một môi trường
bằng cách biết tần số f và đo bước sóng
λ
nhờ vị trí các bụng, các nút sóng dừng.
Câu 6: Tìm kết luận sai.
A. Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chỗ cố định
mà biên độ sóng được tăng cường hay giảm bớt.
B. Trong giao thoa sóng trên mặt nước, các đường dao động mạnh và các đường dao động yếu có các dạng hyperbol.
C. Đường trung trực của đoạn thẳng nối hai nguồn kết hợp luôn là một đường dao động mạnh.
D. Hai âm thoa giống hệt nhau dùng làm hai nguồn kết hợp để tạo nên giao thoa sóng âm trong không khí.
Câu 7: Khi nói về sóng âm, phát biểu nào sau đây là sai?
A. Vận tốc truyền âm thay đổi theo nhiệt độ.
B. Sóng âm không truyền được trong chân không.
C. Sóng âm là sóng cơ học truyền được trong các môi trường vật chất như rắn, lỏng hoặc khí.
D. Sóng âm có tần số nằm trong khoảng 160 Hz đến 16.000 Hz.
Câu 8: Âm sắc là một tính chất sinh lí của âm cho ta kết luận hai âm
A. có cùng biên độ phát ra bởi cùng một nhạc cụ.
B. có cùng biên độ phát ra bởi hai nhạc cụ khác nhau.
có thể bạn quan tâm
Tóm tắt lý thuyết và bài tập trắc nghiêm chuyên đề Dao động và Sóng đi...
6
1.016
447
Tài liệu, đề thi Vật Lý
6
(New)
Tóm tắt lý thuyết và các câu hỏi trắc nghiệm ôn tập Vật lý 12 chuyên đ...
5
1.207
473
Tài liệu, đề thi Vật Lý
5
(New)
Lý thuyết tổng quan, câu hỏi trắc nghiệm và các bài tập vận dụng chuyê...
33
1.388
560
Tài liệu, đề thi Hóa Học
33
(New)
Tóm tắt lý thuyết và các câu hỏi trắc nghiệm ôn tập Vật lý 12 chuyên đ...
9
1.023
384
Tài liệu, đề thi Vật Lý
9
(New)
Câu hỏi trắc nghiệm và đáp án Sinh học lớp 10: Các cấp tổ chức của thế...
2
773
316
Tài liệu, đề thi Sinh Học
2
(New)
Bộ câu hỏi trắc nghiệm lý thuyết dao động cơ có đáp án
4
910
402
Tài liệu, đề thi THPT các trường
4
(New)
153 câu hỏi trắc nghiệm có đáp án môn lý thuyết tài chính tiền tệ
29
3.726
858
Đề thi, bài tập
29
(New)
Bộ câu hỏi trắc nghiệm lý thuyết tài chính tiền tệ của ĐH KTQD
93
13.295
3.104
Đề thi, bài tập
93
(New)
thông tin tài liệu
Tài liệu gồm 9 trang, Tóm tắt lý thuyết và các bài tập trắc nghiệm ôn tập Vật lý 12 chuyên đề Sóng cơ. Mời quý phụ huynh và các em học sinh tham khảo.
Mở rộng để xem thêm
tài liệu mới trong mục này
CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ SÓNG DỪNG
Hướng dẫnGiải bài tập sách bài tập Vật lý 12: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ
CÔNG THỨC TÍNH NHANH BÀI TẬP CON LẮC LÒ XO
Tổng hợp các câu hỏi trắc nghiệm Vật lý lớp 12: Dòng điện xoay chiều
Tóm tắt lý thuyết và các câu hỏi trắc nghiệm ôn tập Vật lý 12 chuyên đề Dòng điện xoay chiều
tài liệu hot trong mục này
89 câu hỏi trắc nghiệm Vật lý chuyên đề Động lực học chất điểm
Gợi ý đáp án ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ LỚP 9 TP. HỒ CHÍ MINH 2017-2018
TỔNG HỢP CÁC BÀI TẬP CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ LỚP 10
Tổng hợp câu hỏi trắc nghiệm và bài tập vận dụng Vật lý 10 chuyên đề Lực ma sát, lực hướng tâm
Câu hỏi trắc nghiệm định tính và bài tập vận dụng Ba định luật Newton
tài liệu giúp tôi
Nếu bạn không tìm thấy tài liệu mình cần có thể gửi yêu cầu ở đây để chúng tôi tìm giúp bạn!
×
