Giải SBT Vật lí lớp 11 Cánh diều Chủ đề 2: Sóng có đáp án

Một thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Young cách nhau  và khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là . Khi sử dụng ánh sáng từ nguồn phát laze heli-neon thì đo được bề rộng của 10 khoảng vân liền nhau là 1,5 cm.

a) Xác định bước sóng của ánh sáng được dùng trong thí nghiệm này.

b) Trên vùng quan sát vân giao thoa rộng $L=21,2cm$  sẽ quan sát được bao nhiêu vân sáng, vân tối?

Trong một thí nghiệm đo tốc độ truyền âm bằng ống cộng hưởng, nếu sử dụng sóng âm có tần số 630 Hz thì nghe được âm to nhất khi chiều dài của cột không khí là 12,6 cm và 38,8 cm. Xác định tốc độ âm thanh trong không khí.

Khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha là

Tốc độ sóng là

Một sóng cơ lan truyền trong một môi trường với tốc độ 1,0 m/s và tần số 10 Hz, biên độ sóng không đổi. Trong khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp khi một phần tử của môi trường ở vị trí cân bằng, sóng lan truyền được quãng đường là

Hiệu ứng Doppler là hiện tượng khi người quan sát chuyển động lại gần nguồn phát thì

Xác định bước sóng và biên độ của các sóng a và b được mô tả trong đồ thị li độ - khoảng cách trên Hình 2.2.

Sử dụng hệ toạ độ li độ – khoảng cách, hãy vẽ đồ thị của hai sóng C và D trong đó sóng C có biên độ và bước sóng gấp đôi biên độ và bước sóng của sóng D.

Nốt đô trung (C4) của một đàn piano trong dàn nhạc giao hưởng có tần số 264 Hz.

a) Xác định chu kì và bước sóng của sóng âm của nốt này. Biết tốc độ truyền âm trong không khí là 330 m/s.

b) Dao động của hai phần tử môi trường không khí trên cùng một phương truyền sóng của sóng này có cùng pha không nếu chúng cách nhau 1,25 m? 2,50 m?

Một sóng có biên độ 5,00 cm và cường độ tương ứng là 200 W/m². Biết cường độ sóng tỉ lệ thuận với bình phương biên độ sóng.

a) Nếu biên độ của sóng nói trên tăng lên thành 10,00 cm thì cường độ của sóng là bao nhiêu?

b) Nếu cường độ của sóng giảm xuống còn 100 W/m² thì biên độ tương ứng là bao nhiêu?

Một bóng đèn công suất 100 W phát ra ánh sáng theo mọi phương. Coi bóng đèn là một điểm, hãy xác định cường độ sóng gây ra bởi bóng đèn tại một điểm cách bóng đèn 2,00 m.

Các điểm sóng của sóng dọc có phương dao động

Sóng trên mặt nước là sóng ngang. Một người quan sát thấy một chiếc phao trên mặt biển nhô lên cao 10,0 lần trong 36,0 giây và đo được khoảng cách hai đỉnh lân cận là 10,0 m. Tốc độ truyền sóng trên mặt biển là

Để phân loại sóng dọc và sóng ngang, người ta dựa

Âm thanh là sóng dọc có thể lan truyền qua các môi trường rắn. Tính tần số của một sóng âm có bước sóng 0,250 m truyền qua một tấm thép với tốc độ 5060 m/s.

Một sóng âm được hiển thị trên màn của một dao động kí điện tử như Hình 2.3. Bộ điều chỉnh thời gian được đặt sao cho giá trị của mỗi độ chia trên màn hình là 0,005 s. Xác định tần số của sóng âm.

Hãy nghiên cứu bảng bên về tần số các miền bức xạ điện từ và trả lời các câu hỏi sau:

a) Miền bức xạ nào có khoảng giá trị bước sóng hẹp nhất?

b) Bước sóng của ánh sáng nằm trong khoảng giá trị nào theo đơn vị mm?

Mỗi bức xạ điện từ tương ứng với các tần số: 200 kHz, 100 MHz, 5.10¹⁴ Hz, 10¹⁸ Hz thuộc loại bức xạ điện từ nào?

Xác định bước sóng của mỗi bức xạ điện từ đó khi đo trong chân không.

Hoàn thiện các số liệu còn thiếu trong bảng sau về một số sóng vô tuyến.

Khi ánh sáng đỏ (có bước sóng 7,0.10^-7 m trong chân không) truyền vào trong thuỷ tinh, tốc độ của nó giảm xuống còn 2,0.10⁸ m/s. Hãy xác định:

a) Tần số của ánh sáng đỏ trong chân không.

b) Tần số và bước sóng của ánh sáng này trong thuỷ tinh.

Một sóng dọc khi lan truyền trong không khí gây ra sự giãn/nén của các phân tử khí theo phương truyền sóng. Sóng này có thể được biểu diễn bằng mô hình sóng trên đồ thị li độ – khoảng cách như Hình 2.4. Các vùng giãn và nén trên hình sẽ thay đổi như thế nào sau 1/2 chu kì? Hãy biểu diễn các vùng đó.

Hãy xác định mỗi sóng sau đây là sóng ngang hay sóng dọc:

a) Sóng trên dây đàn ghita được gảy.

b) Sóng âm được tạo ra bởi một dây đàn ghita đang rung.

c) Sóng trên một lò xo với đầu lò xo có thể di chuyển tới lui dọc theo chiều dài của lò xo.

Điều kiện có giao thoa sóng là gì?

Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn A, B dao động cùng pha với cùng tần số f=13Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B lần lượt là $d_1=19cm$  , $d_2=21cm$  thì sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của AB không có dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là

Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau a=0,5mm và được chiếu sáng bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 2 m. Trên màn quan sát, trong vùng giữa hai điểm M và N mà $MN=2cm$ , người ta thấy tại M và N đều là vân sáng và đếm được có 10 vân tối. Bước sóng  của ánh sáng dùng trong thí nghiệm này là

Trên giấy kẻ ô vuông, vẽ hai “sóng tam giác” giống như trong Hình 2.5. Xác định li độ tổng hợp tại các điểm thích hợp của sóng và vẽ đường biểu diễn sóng tổng hợp.

Hai sóng cùng tần số, có biên độ lần lượt là 0,20 m và 0,10 m truyền theo cùng một hướng. Vẽ phác hoạ đồ thị li độ – thời gian để minh hoạ những trường hợp sau đây.

a) Hai sóng cùng pha với nhau.

b) Hai sóng lệch pha nhau 90°.

Ở mỗi hình đã vẽ, so sánh giá trị cực đại và cực tiểu của biên độ tổng hợp với các giá trị biên độ của từng sóng.

Trên mặt thoáng của chất lỏng có hai nguồn sóng A, B cách nhau 18 cm, dao động cùng pha theo phương thẳng đứng với tần số . Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 50 cm/s.

a) Ta có thể quan sát thấy bao nhiêu điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn AB?

b) Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn AB cũng là số vân cực đại trong vùng giao thoa sóng của hai nguồn. Xác định số vân cực tiểu trong vùng giao thoa sóng của hai nguồn trên.

Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, hai khe Young được bố trí cách nhau  và khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là D = 4,8 m. Một đầu cảm biến ánh sáng được đặt tại vị trí của một vân tối trong hệ vân giao thoa.

a) Khi sử dụng ánh sáng có bước sóng $\lambda =6,{3.10}^{-7}m$  thì dịch đầu cảm biến đi một đoạn ngắn nhất là bao nhiêu thì cảm biến lại nhận giá trị nhỏ nhất?

b) Kết quả thu nhận của cảm biến sẽ thay đổi như thế nào nếu giữ nguyên vị trí nhưng che đi một trong hai khe sáng?

Ánh sáng màu vàng có bước sóng 589 nm được dùng trong thí nghiệm hai khe Young. Khoảng cách hai khe là 0,20 mm và màn đặt cách hai khe 1,20 m.

a) Tính khoảng vân của hệ vân giao thoa tạo thành trên màn.

b) Trên vùng quan sát vân giao thoa rộng $L=46,0mm$  sẽ quan sát được bao nhiêu vân sáng, vân tối?

Một thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Young có khoảng cách giữa hai khe 2,0 mm. Khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 1,2 m. Hai khe được chiếu sáng đồng thời bởi hai ánh sáng có bước sóng ${\lambda }_1=500nm$  và ${\lambda }_2=600nm$ . Vân sáng chính giữa quan sát được trên màn là vị trí hai vân sáng của hai bức xạ trùng nhau. Hãy xác định khoảng cách từ vân chính giữa đến vẫn gần nhất cùng màu với vân chính giữa.

Một sợi dây được căng theo phương thẳng đứng với hai đầu cố định. Thực hiện kích thích để trên dây có sóng dừng. Phát biểu nào dưới đây là đúng?

Một sợi dây AB đàn hồi được kéo căng và gắn cố định hai đầu. Đánh dấu điểm C chính giữa của sợi dây và hai điểm M, N đối xứng với nhau đối xứng với nhau qua C. Khi trên dây quan sát được sóng dừng gồm ba nút là hai đầu A, B và điểm C thì dao động tại các điểm M và N sẽ

Để có sóng dừng trong ống cộng hưởng của âm với tần số f mà tại miệng ống tương ứng với vị trí nút sóng thì chiều dài L của ống (với ) là

Khi khảo sát hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây căng giữa hai điểm cố định, người ta thay đổi tần số dao động kích thích cho dây. Kết quả ghi nhận được hai giá trị tần số gần nhau nhất cùng cho quan sát được sóng dừng trên dây là 525 Hz và 600 Hz. Giá trị tần số nhỏ nhất có thể tạo ra sóng dừng trên dây này là

Sóng dừng thiết lập trên một dây đàn hồi có các nút liên tiếp cách nhau 25,0 cm. Hãy xác định:

a) Bước sóng của sóng truyền trên dây.

Khi khảo sát sóng dừng của một sóng âm có tần số 2 500 Hz thì thấy giữa hai nút sóng cách nhau 21 cm thì có ba vị trí bụng sóng.

a) Xác định bước sóng của sóng âm này.

Âm do một dây đàn ghita dài 80,0 cm phát ra có tần số nhỏ nhất là bao nhiêu để có thể quan sát thấy sóng dừng trên dây? Biết tốc độ truyền sóng trên dây đàn là 4,0.10² m/s.

Một thí nghiệm khảo sát hiện tượng sóng dừng với sóng viba (loại sóng điện từ thường gặp ở lò vi sóng) được bố trí như Hình 2.6. Trong đó, đầu thu di chuyển từ từ trên một đường thẳng giữa máy phát sóng viba và màn phản xạ (được làm bằng kim loại) thì sẽ có những điểm thu được cường độ sóng cực đại và những điểm hầu như không ghi nhận có sóng.

a) Vẽ hình biểu diễn sóng dừng cho thí nghiệm này. Chỉ rõ tại màn phản xạ là nút hay bụng sóng.

b) Trong thí nghiệm này, khoảng cách giữa hai vị trí liên tiếp mà đầu thu ghi nhận được cường độ sóng cực đại là 14 mm. Xác định bước sóng và tần số của sóng viba này.

c) Xác định vị trí nút sóng sẽ dễ hơn do cường độ sóng tại đó bằng 0.