Câu hỏi:

12/05/2022 651

Trên một sợi dây OB căng ngang, hai đầu cố định đang có sóng dừng với tần số $f$ xác định. Gọi M,N và P là ba điểm trên dây có vị trí cân bằng cách B lần lượt là 4cm,6cm và 38cm. Hình vẽ mô tả hình dạng sợi dây tại thời điểm $t_{1}$ (đường 1) và $t_{2} = t_{1} + \frac{11}{12 f}$ (đường 2). Tại thời điểm $t_{1}$ , li độ của phần tử dây ở N bằng biên độ của phần tử dây ở M và tốc độ của phần tử dây ở M là $60 c m / s$ . Tại thời điểm $t_{2}$ , vận tốc của phần tử dây ở P là

A. $20 \sqrt{3} c m / s .$

B. $60 c m / s .$

C. $- 20 \sqrt{3} c m / s .$

D. $- 60 c m / s .$

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Bộ 20 đề thi ôn luyện THPT Quốc gia môn Vật lí có lời giải 2022 !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án D

Trên một sợi dây OB căng ngang, hai đầu cố định đang có sóng dừng với tần (ảnh 2)

Từ độ thị ta thấy: $l = O B = 4.12 = 48 (c m);$

$λ = \frac{l}{2} = 24 (c m)$

$M B = 4 (c m) = \frac{λ}{6}; N B = 6 (c m) = \frac{λ}{4}$

P B = 38 (c m) = \frac{19 λ}{12} = \frac{3 λ}{2} + \frac{λ}{12}

Do B là nút nên N là bụng sóng, M,N cùng một bó sóng nên dao động cùng pha, P dao động ngược chiều với M và N

Phương trình sóng dừng tại điểm cách nút một khoảng d có dạng:

$u = 2 a \cos (\frac{2 π d}{λ} + \frac{π}{2}) \cos (ω t - \frac{π}{2})$

Biên độ sóng tại :M,N,P

$A_{M} = |2 a \cos (\frac{2 π . \frac{λ}{6}}{λ} + \frac{π}{2})| = a \sqrt{3};$ $A_{N} = |2 a \cos (\frac{2 π . \frac{λ}{4}}{λ} + \frac{π}{2})| = 2 a;$ $A_{P} = |2 a \cos (\frac{2 π . \frac{19 λ}{12}}{λ} + \frac{π}{2})| = a$

Do đó nếu $u_{M} = a \sqrt{3} \cos (ω t - \frac{π}{2})$ thì $u_{P} = - a \cos (ω t - \frac{π}{2})$

Tại thời điểm $t_{1} : u_{N} = A_{M} = a \sqrt{3} = 2 a \cos (ω_{1} t - \frac{π}{2}) \Rightarrow \cos (ω t_{1} - \frac{π}{2}) = \frac{\sqrt{3}}{2}$

$v_{M} = - a \sqrt{3} ω \sin (ω t_{1} - \frac{π}{2}) = ω a . \frac{\sqrt{3}}{2} = 60 \Rightarrow \{\begin{cases} ω a = 40 \sqrt{3} \\ \sin (ω t_{1} - \frac{π}{2}) = - \frac{1}{2} \end{cases}$

Phương trình sóng tại $P : u_{P} = - a \cos (ω t - \frac{π}{2}) \Rightarrow v_{P} = a ω \sin (ω t - \frac{π}{2})$

Tại thời điểm $t_{2} = t_{1} + \frac{11}{12 f} = t_{1} + \frac{11 T}{12}$

Lúc này vận tốc của phần tử dây tại P là:

$v_{P} = a ω \sin [ω (t_{1} + \frac{11 T}{12}) - \frac{π}{2}] = a ω \sin (ω t_{1} - \frac{π}{2} + \frac{11 π}{6})$

Biến đổi lượng giác:

$\sin (ω t_{1} - \frac{π}{2} + \frac{11 π}{6}) = \sin (ω t_{1} - \frac{π}{2}) . \cos \frac{11 π}{6} + \cos (ω t_{1} - \frac{π}{2}) . \sin \frac{11 π}{6} = - \frac{1}{2} . \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2} . (- \frac{1}{2}) = - \frac{\sqrt{3}}{2}$

$v_{P} = 40 \sqrt{3} . (- \frac{\sqrt{3}}{2}) = - 60 (c m / s)$

Hot: 1000+ Đề thi giữa kì 1 file word cấu trúc mới 2025 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Cho phản ứng nhiệt hạch: $_{1}^{2} D +_{1}^{2} D \to_{2}^{3} H e +_{0}^{1} n$ , biết độ hụt khối của $_{1}^{2} D$ và $_{2}^{3} H e$ lần lượt là $0, 0024 u$ và $0, 0305 u$ . Nước trong tự nhiên có khối lượng riêng là $1000 k g / m^{3}$ và lẫn $0, 015 % D_{2} O$ ; cho $1 u c^{2} = 931, 5 M e V, N_{A} = 6, {02.10}^{23} m o l^{- 1}$ . Nếu toàn bộ $_{1}^{2} D$ được tách ra từ $1 m^{3}$ nước trong tự nhiên làm nhiên liệu cho phản ứng trên thì năng lượng tỏa ra là

A. $1, {863.10}^{26} M e V .$

B. $1, {081.10}^{26} M e V .$

C. $1, {0614.10}^{26} M e V .$

D. $1, {863.10}^{26} J .$

Lời giải

Đáp án B

Phương trình phản ứng $_{1}^{2} D +_{1}^{2} D \to_{2}^{3} H e +_{0}^{1} n$

Năng lượng tỏa ra của một phản ứng:

$W = (Δ m_{s} - Δ m_{t r}) c^{2} = (0, 0305 - 2.0, 0024) u . c^{2} = 23, 93955 (M e V) .$

Khối lượng của $1 m^{3}$ nước tự nhiên là $1000 k g = 10^{6} g$

trong số này có lẫn $0, 015 % {.10}^{6} = 150 g$ chất $D_{2} O$ .

Số hạt D trong 150 g chất $D_{2} O$ là: $N_{D} = 2. \frac{m}{M} . N_{A} = 2. \frac{150}{20} .6, {02.10}^{23} = 9, {03.10}^{24}$ hạt.

Với số hạt này có thể tạo ra số phản ứng là $N_{p ö} = \frac{N_{D}}{2} = 4, {515.10}^{24}$ phản ứng.

Năng lượng thu được là $Q = N_{p ö} . W = 1, {081.10}^{26} (M e V) .$

Câu 2

Hai vật dao động điều hòa trên hai trục tọa độ Ox và Oy vuông góc với nhau (O là vị trí cân bằng của cả hai vật). Biết phương trình dao động của hai vật là $x = 2 \cos (5 π t + \frac{π}{2}) c m$ và $y = 4 \cos (5 π t - \frac{π}{6}) c m$ . Khi vật thứ nhất có li độ $x = - \sqrt{3} c m$ và đang đi theo chiều âm thì khoảng cách giữa hai vật là

A. $\sqrt{7} c m .$

B. $2 \sqrt{3} c m .$

C. $3 \sqrt{3} c m .$

D. $\sqrt{15} c m .$

Lời giải

Chọn đáp án D

Hai vật dao động điều hòa trên hai trục tọa độ Ox và Oy vuông góc (ảnh 1)

Độ lệch pha giữa hai dao động: $Δ φ = φ_{0 x} - φ_{0 y} = \frac{π}{2} + \frac{π}{6} = \frac{2 π}{3}$

Biểu diễn trên đường tròn vị trí vật thứ nhất có li độ $x = - \sqrt{3} c m$ và đang đi theo chiều âm như hình vẽ.

$φ_{x} = \frac{5 π}{6} \Rightarrow φ_{y} = φ_{x} - Δ φ = \frac{5 π}{6} - \frac{2 π}{3} = \frac{π}{6}$

$\Rightarrow y = 4 \cos (\frac{π}{6}) = 2 \sqrt{3} (c m) .$

Vật 1 dao động trên trục Ox với quỹ đạo $A A^{'} = 4 c m .$

Vật 2 dao động trên trục Oy với quỹ đạo $B B^{'} = 8 c m .$

Khi vật thứ nhất có li độ $x = - \sqrt{3} c m$ và đang đi theo chiều âm thì khoảng cách giữa hai vật là:

$d = \sqrt{x^{2} + y^{2}} = \sqrt{{(- \sqrt{3})}^{2} + {(2 \sqrt{3})}^{2}} = \sqrt{15} (c m)$

Câu 3

Người ta sản xuất ra các loại công tắc điện có đặc điểm sau đây: khi đèn trong phòng tắt đi, ta thấy nút bấm của công tắc phát ra ánh sáng màu xanh. Sự phát sáng này kéo dài hàng giờ, rất thuận tiện cho việc tìm chỗ bật điện trong đêm. Đó là hiện tượng

A. huỳnh quang.

B. điện phát quang.

C. lân quang.

D. tia catốt phát quang.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 4

Cho mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động $E$ , điện trở trong r và mạch ngoài là một biến trở R. Khi biến trở lần lượt có giá trị là $R_{1} = 0, 5 Ω$ hoặc $R_{2} = 8 Ω$ thì công suất mạch ngoài có cùng giá trị. Điện trở trong của nguồn điện bằng

A. $r = 4 Ω .$

B. $r = 0, 5 Ω .$

C. $r = 2 Ω .$

D. $r = 1 Ω .$

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 5

Trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng là $37, 9638 u$ và tổng khối lượng nghỉ các hạt sau phản ứng là $37, 9656 u$ Cho $1 u . c^{2} = 931, 5 M e V .$ Phản ứng hạt nhân này

A. thu năng lượng

16, 8 M e V .

B. thu năng lượng

1, 68 M e V .

C. tỏa năng lượng

16, 8 M e V .

D. tỏa năng lượng

1, 68 M e V .

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 6

Hai máy phát điện xoay chiều một pha đang hoạt động bình thường và tạo ra hai suất điện động có cùng tần số f. Rôto của máy thứ nhất có $P_{1}$ cặp cực và quay với tốc độ n=1800 vòng/phút. Rôto của máy thứ hai có $P_{2} = 4$ cặp cực và quay với tốc độ $n_{2}$ . Biết $n_{2}$ có giá trị trong khoảng từ 12 vòng/giây đến 18 vòng/giây. Giá trị của $f$ là

A. $60 H z .$

B. $50 H z .$

C. $54 H z .$

D. $48 H z .$

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 7

Một vật dao động điều hòa, có phương trình li độ $x = 8 \cos (2 π t - \frac{π}{3})$ (x tính bằng cm, t tính bằng s). Kể từ thời điểm t=0, thời điểm vật qua vị trí có li độ $x = 4 \sqrt{3} c m$ theo chiều âm lần thứ 2021 là

A. $2020, 25 s .$

B. $2020, 75 s .$

C. $1010, 75 s .$

D. $1010, 25 s .$

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Xem thêm các câu hỏi khác »

Toán

Văn

Vật lý

Hóa học

Lịch sử

Địa lý

Sinh học

Công nghệ

Tin học

Tiếng Anh

Giáo dục Kinh tế và Pháp luật

ĐHQG Hồ Chí Minh

ĐH Bách Khoa

ĐHQG Hà Nội

Bộ Công an

ĐHSP Hà Nội

Bằng lái xe

English Test

IT Test

Đại học

Toán

Văn

Vật lý

Hóa học

Lịch sử

Địa lý

Sinh học

Công nghệ

Tin học

Giáo dục Kinh tế và Pháp luật

Toán

Văn

Vật lý

Hóa học

Lịch sử

Địa lý

Sinh học

Công nghệ

Tin học

Giáo dục Kinh tế và Pháp luật

Toán

Văn

Vật lý

Hóa học

Lịch sử

Địa lý

Sinh học

Tin học

Giáo dục Kinh tế và Pháp luật

Global success

iLearn Smart World

Friends Global

Explore new worlds

Toán

Văn

Vật lý

Hóa học

Lịch sử

Địa lý

Sinh học

Công nghệ

Tin học

Giáo dục Quốc Phòng và An Ninh

Giáo dục Kinh tế và Pháp luật

Toán

Văn

Vật lý

Hóa học

Lịch sử

Địa lý

Sinh học

Công nghệ

Tin học

Giáo dục Quốc Phòng và An Ninh

Giáo dục Kinh tế và Pháp luật

Toán

Văn

Vật lý

Hóa học

Lịch sử