Quiz về sóng và dao động

Trong thí nghiệm tạo sóng trên mặt nước, một cần rung tại O dao động điều hòa với tần số 20 Hz tạo ra những gợn sóng là những đường tròn đồng tâm O. Ở một thời điểm, người ta đo được đường kính của gợn sóng thứ hai và gợn sóng thứ sáu lần lượt là 14 cm và 30 cm. Tốc độ truyền sóng là:

• 64cm/s

• 32cm/s

• 80cm/s

• 40cm/s

Answer explanation

Tốc độ truyền sóng được tính bằng công thức v = f * λ. Đường kính gợn sóng thứ hai là 14 cm (λ2 = 14 cm) và thứ sáu là 30 cm (λ6 = 30 cm). Tần số f = 20 Hz, nên v = 20 * (30/6) = 40 cm/s.

Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn kết hợp cùng pha, ta thấy tại một điểm cách hai nguồn các khoảng lần lượt là 20 cm và 12 cm, sóng có biên độ cực đại, đồng thời giữa điểm này và đường trung trực của hai nguồn có 4 dãy gồm những điểm dao động với biên độ cực đại. Biết tốc độ truyền sóng là 40 cm/s. Tinh tần số của sóng.

• 52Hz

• 30Hz

• 25Hz

• 40Hz

Answer explanation

Tại điểm có biên độ cực đại, hiệu khoảng cách từ hai nguồn phải là bội số nguyên của bước sóng. Với 4 dãy cực đại, ta có 5 bước sóng trong khoảng cách giữa hai nguồn. Tính tần số: v = fλ, với λ = 8 cm, f = 25Hz.

Tại một điểm O trên mặt nước có một nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số 2 Hz. Từ điểm O có những gợn sóng tròn lan rộng ra xung quanh. Khoảng cách giữa hai gợn sóng kế tiếp là 20 cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là

• 20 cm/s

• 40 cm/s

• 80 cm/s

• 120cm/s

Answer explanation

Tốc độ truyền sóng được tính bằng công thức: v = f × λ. Với tần số f = 2 Hz và khoảng cách giữa hai gợn sóng (λ) là 20 cm, ta có v = 2 × 20 = 40 cm/s. Do đó, tốc độ truyền sóng là 40 cm/s.

Hãy quan sát chuyển động của miếng xốp trong thí nghiệm Hình 8.1 và cho biết miếng xốp có chuyển động ra xa nguồn cùng với sóng không? Vì sao?

• Có

• Không

Answer explanation

Miếng xốp không chuyển động ra xa nguồn cùng với sóng vì nó chỉ dao động quanh vị trí cân bằng do tác động của sóng, không di chuyển theo hướng sóng. Sóng truyền năng lượng, nhưng vật thể chỉ dao động tại chỗ.

Thời gian kể từ khi ngọn sóng thứ nhất đến ngọn sóng thứ sáu đi qua trước mặt một người quan sát là 12 s. Tốc độ truyền sóng là 2 m/s. Bước sóng có giá trị là

• 4,8 m.

• 4 m.

• 6 cm.

• 48 cm.

Answer explanation

Thời gian giữa sóng thứ nhất và thứ sáu là 12 s, tức là 5 khoảng thời gian sóng. Tốc độ sóng 2 m/s, nên khoảng cách là 2 m/s * 12 s = 24 m. Bước sóng = 24 m / 5 = 4,8 m.

Trong môi trường đàn hồi, có một sóng cơ có tần số 10 Hz lan truyền với tốc độ 40 cm/s. Hai điểm A,B trên phương truyền sóng dao động cùng pha nhau. Giữa chúng có hai điểm M và N. Biết rằng khi M hoặc N có tốc độ dao động cực đại thì tại A tốc độ dao động cực tiểu. Khoảng cách của AB là:

• 10cm.

• 4cm

• 8cm.

• 14cm

Answer explanation

Trong sóng cơ, khi M hoặc N có tốc độ cực đại, A có tốc độ cực tiểu. Khoảng cách giữa A và B là nửa bước sóng. Tần số 10 Hz và tốc độ 40 cm/s cho bước sóng 4 cm. Vậy khoảng cách AB là 4 cm.

Trong môi trường đàn hồi có một sóng cơ có tần số 10 Hz, tốc độ truyền sóng là 40 cm/s. Hai điểm M và N trên phương truyền sóng dao động cùng pha nhau, giữa chúng chỉ có 2 điểm E và F. Biết rằng, khi E hoặc F có tốc độ dao động cực đại thì tại M tốc độ dao động cực tiểu. Khoảng cách MN là

• 2 cm.

• 3 cm.

• 4 cm.

• 5 cm.

Answer explanation

Tốc độ sóng v = 40 cm/s, tần số f = 10 Hz. Tính bước sóng \( \lambda = \frac{v}{f} = \frac{40}{10} = 4 \) cm. M và N cách nhau 4 cm, vì giữa chúng có 2 điểm E và F, tại đó tốc độ cực đại và cực tiểu xảy ra.

Một sóng có tần số 120 Hz truyền trong một môi trường với tốc độ 60 m/s. Bước sóng của nó là

• 1,0 m.

• 2,0 m.

• 0,5 m.

• 0,25m.

Answer explanation

Bước sóng (λ) được tính bằng công thức λ = v/f, với v là tốc độ sóng và f là tần số. Thay vào đó, λ = 60 m/s / 120 Hz = 0,5 m. Do đó, bước sóng của sóng này là 0,5 m.

Một nguồn phát sóng cơ dao động theo phương trình. Biết dao động tại hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng cách nhau 0,5 m có độ lệch pha là π3π3. Tốc độ truyền sóng đó là

• 3 m.

• 6 m.

• 9 m.

• 12 m.

Answer explanation

Độ lệch pha giữa hai điểm gần nhau nhất là \(\frac{\pi}{3}\). Từ công thức \(v = f \cdot \lambda\) và \(\Delta \phi = \frac{2\pi}{\lambda} \cdot d\), ta có \(\lambda = \frac{2\pi}{\frac{\pi}{3}} = 6m\). Tốc độ \(v = \frac{\lambda}{T} = 6m/s\).

Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm

• trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó ngược pha.

• gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha.

• gần nhau nhất cùng phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó lệch pha nhau góc π/2.

• trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha.

Answer explanation

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, nghĩa là chúng dao động đồng bộ và đạt cực đại cùng lúc.