Bài toán liên quan đến số bụng sóng và nút sóng trên dây

Thi Online Trắc nghiệm Vật Lí 12: Sóng dừng (có đáp án)

Bài toán liên quan đến số bụng sóng và nút sóng trên dây

3118 lượt thi
5 câu hỏi
10 phút

BẮT ĐẦU LÀM BÀI

Câu 1:

Trong thí nghiệm về sóng dừng, trên một sợi dây đàn hồi dài 1,2 m với hai đầu cố định, người ta quan sát thấy ngoài hai đầu dây cố định còn có hai điểm khác trên dây không dao động. Biết khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp với sợi dây duỗi thẳng là 0,05 s. Vận tốc truyền sóng trên dây là

A. 8 m/s

B. 4 m/s

C. 12 m/s

D. 16 m/s

Xem đáp án

Đáp án A

+ Ngoài hai đầu cố định còn có hai điểm khác không dao động → sóng dừng xảy ra trên dây với 3 bó sóng → n=3

→ Áp dụng điều kiện để có sóng dừng trên dây $l = n \frac{λ}{2}$ → $λ = \frac{2 l}{n} = \frac{2.1, 2}{3} = 0, 8 m$

+ Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp sợi dây dũi thẳng là nửa chu kì → T=0,1s

→ Vận tốc truyền sóng $v = \frac{λ}{T} = \frac{0, 8}{0, 1} = 8 m / s$

Câu 2:

Một sợi dây AB dài 100 cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với một nhánh của âm thoa dao động điều hòa với tần số 40 Hz. Trên dây AB có một sóng dừng ổn định, A được coi là nút sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là 20 m/s. Kể cả A và B, trên dây có

A. 3 nút và 2 bụng

B. 7 nút và 6 bụng

C. 9 nút và 8 bụng

D. 5 nút và 4 bụng

Xem đáp án

Đáp án D

+ Điều kiện để có sóng dừng trên dây với hai đầu cố định $l = n \frac{λ}{2} = n \frac{v}{2 f}$ → $n = \frac{2 l f}{v} = \frac{2.1.40}{20} = 4$

→ Vậy trên dây có 4 bụng và 5 nút

Câu 3:

Trên một sợi dây căng ngang với hai đầu cố định đang có sóng dừng. Không xét các điểm bụng hoặc nút, quan sát thấy những điểm có cùng biên độ và ở gần nhau nhất thì đều cách đều nhau 15 cm. Bước sóng trên dây có giá trị bằng

A. 30 cm

B. 60 cm

C. 90 cm

D. 45 cm

Xem đáp án

Đáp án B

+ Trong hiện tượng sóng dừng, ngoài các điểm nút và điểm bụng, điểm dao động với biên độ $\sqrt{2} a$ (với 2a là biên độ dao động của bụng) cách đều nhau một đoạn $\frac{λ}{4}$ và cách nút gần nhất một đoạn $\frac{λ}{4} = 15$ cm → $λ = 60$ cm.

Câu 4:

Một sợi dây đàn hồi có sóng dừng. Trên dây có những điểm dao động với cùng biên độ $A_{1}$ có vị trí cân bằng liên tiếp cách đều nhau một đoạn $d_{1}$ và các điểm dao động với cùng biên độ $A_{2}$ có vị trí cân bằng liên tiếp cách đều nhau một đoạn $d_{2}$ . Biết $A_{1} > A_{2} > 0$ . Biểu thức nào sau đây là đúng?

A. $d_{1} = 0, 5 d_{2}$

B. $d_{1} = 4 d_{2}$

C. $d_{1} = 0, 25 d_{2}$

D. $d_{1} = 2 d_{2}$

Xem đáp án

Đáp án D

+ Trong hiện tượng sóng dừng trên dây, các điểm dao động cùng biên độ liên tiếp cách đều nhau chỉ có thể là các điểm bụng hoặc các điểm dao động với biên độ $\sqrt{2} a$

$\to \{\begin{cases} d_{1} = \frac{λ}{2} \\ d_{2} = \frac{λ}{4} \end{cases} \to d_{1} = 2 d_{2}$

Câu 5:

Một sợi dây hai đầu cố định, người ta kích thích để trên dây có sóng dừng. Vận tốc truyền sóng trên dây 40 cm/s. Biết rằng, trên dây có 8 điểm liên tiếp cách đều nhau dao động với cùng biên độ bằng $4 \sqrt{2}$ cm (nhưng không phải bụng sóng); ngoài ra hai điểm ngoài cùng của chúng cách nhau 1,4 m. Vận tốc cực đại của phần tử dao động trên dây bằng

A. 8π cm/s

B. 4π cm/s

C. 6π cm/s

D. 7π cm/s

Xem đáp án

Đáp án A

+ Các điểm cách đều nhau dao động với cùng biên độ mà không phải là bụng chỉ có thế là các vị trí cách nút gần nhất một đoạn $\frac{λ}{8}$ và dao động với biên độ bằng $\sqrt{2} a$ với 2a là biên độ của điểm bụng.

→ Khoảng cách giữa hai điểm ngoài cùng $L = \frac{7 λ}{4} = 1, 4$ m → $λ = 0, 8$ m → $T = \frac{λ}{v} = \frac{0, 8}{0, 4} = 2$ s → $ω = π$ rad/s.

→ Tốc độ cực đại của phần tử dây ứng với chuyển động của điểm bụng khi đi qua vị trí cân bằng $v_{m a x} = ω A_{b} = π (4 \sqrt{2}) \sqrt{2} = 8 π$ cm/s.

Bắt đầu thi để xem toàn bộ câu hỏi trong đề

Bài thi liên quan:

Pha dao động của các phần tử dây khi có sóng dừng

3 câu hỏi 10 phút

Thi Online Trắc nghiệm Vật Lí 12: Sóng dừng (có đáp án)