Giao thoa sóng cơ | Chuyên đề dạy thêm Vật lí 11

I. Tóm tắt lý thuyết

1. Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước

- Hiện tượng hai sóng gặp nhau tạo nên các gợn sóng ổn định gọi là hiện tượng giao thoa của hai sóng.

- Các gơn sóng ổn định gọi là các vân giao thoa.

2. Điều kiện giao thoa

Để xảy ra hiện tượng giao thoa, 2 nguồn sóng phải là 2 nguồn kết hợp:

- Dao động cùng phương, cùng tần số.

- Có độ lệch pha không đổi theo thời gian.

3. Vị trí vân giao thoa

Vị trí của các điểm cực đại, cực tiểu trong giao thoa sóng nước

II. Bài tập ôn lý thuyết

A. BÀI TẬP TỰ ĐIỀN KHUYẾT

Câu 1: Điền khuyết các từ khóa thích hợp vào chỗ trống:

B. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

NHẬN BIẾT

Câu 1:(SBT - KNTT) Hiện tượng giao thoa sóng là hiện tượng

A. Giao thoa của hai sóng tại một điểm trong môi trường.

B. Tổng hợp của hai dao động.

C. Tạo thành các gợn lồi lõm.

D. Hai sóng khi gặp nhau có những điểm cường độ sóng luôn tăng cường hoặc triệt tiêu nhau.

Câu 2:(SBT - KNTT) Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có

A. Cùng biên độ.

B. Cùng tần số.

C. Cùng pha ban đầu.

D. Cùng tần số và hiệu số pha không đổi theo thời gian.

Câu 3:(SBT - KNTT) Hai sóng phát ra từ hai nguồn kết hợp. Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu khoảng cách tới hai nguồn sóng bằng

A. Một ước số của bước sóng.

B. Một bội số nguyên của bước sóng.

C. Một bội số lẻ của nửa bước sóng.

D. Một ước số của nửa bước sóng.

Câu 4:Điều kiện để hai sóng cơ khi gặp nhau, giao thoa được với nhau là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động.

A. Cùng biên độ và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

B. Cùng tần số, cùng phương.

C. Cùng pha ban đầu và cùng biên độ.

D. Cùng tần số cùng phương và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

Câu 5:Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm sóng bằng bao nhiêu?

A. Bằng hai lần bước sóng.

B. Bằng một bước sóng.

C. Bằng một nửa bước sóng.

D. Bằng một phần tư bước sóng.

Câu 6:Hai sóng như thế nào có thể giao thoa với nhau?

A. Hai sóng cùng biên độ, cùng tần số, hiệu số pha không đổi theo thời gian.

B. Hai sóng cùng chu kỳ và biên độ.

C. Hai sóng cùng tần số, hiệu lộ trình không đổi theo thời gian.

D. Hai sóng cùng bước sóng, biên độ.

Câu 7:Trong hiện tượng giao thoa sóng của hai nguồn kết hợp A, B cùng pha, điều kiện để tại điểm M cách các nguồn d₁, d₂ dao động với biên độ cực đại là

A. $d_2–d_1=\frac{k\lambda }{2}$.

B. $d_2–d_1=\frac{(2k+1)\lambda }{2}$

C.$d_2–d_1=k\lambda .$

D. $d_2–d_1=\frac{(2k+1)\lambda }{4}$

THÔNG HIỂU

Câu 8:Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, tồn tại các điểm dao động với biên độ cực đại.

B. Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, tồn tại các điểm không dao động.

C. Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, các điểm không dao động tạo thành các vân cực tiểu.

D. Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, các điểm dao động mạnh tạo thành các đường thẳng cực đại.

Câu 9:Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng nước với hai nguồn kết hợp cùng pha A, B. Những điểm trên mặt nước nằm trên đường trung trực của AB sẽ

A. Dao động với biên độ lớn nhất.

B. Dao động với biên độ bé nhất.

C. Đứng yên không dao động.

D. Dao động với biên độ có giá trị trung bình.

III. Bài tập phân dạng

DẠNG 1. Điều kiện cực đại - cực tiểu

A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

B. BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1:(SGK - KNTT) Trong thí nghiệm ở hình 12.1, tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 20 cm/s, cần rung có tần số 40 Hz. Tính khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn thẳng S₁S₂.

Bài 2:(SGK - CTST)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. Tính tần số của sóng.

C. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

VẬN DỤNG

Câu 1:(SBT - KNTT)

Trong thí nghiệm về giao thoa sóng nước Hình 12.1, tốc độ truyền sóng là 1,5 m/s, cần rung có tần số 40 Hz. Khoảng cách giữa 2 điểm cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn thẳng S1S2 là: A. 1,875m B. 3,75 m C. 60 m D. 30 m

Câu 2:(SBT - KNTT) Trong thí nghiệm ở hình 12.1 SGK, khoảng cách giữa 2 điểm S₁, S₂ là d = 11cm. cho cần rung, ta thấy hai điểm S₁, S₂ gần như đứng yên và giữa chúng còn 10 điểm đứng yên không dao động. Biết tần số rung là 26 Hz, tốc độ truyền sóng là:

A. 0,52 m/s

B. 0,26 cm/s

C. 0,13 cm/s

D. 2,6 cm/s

Câu 1:(SBT - CTST)

Hai xung có các trung điểm P và Q truyền đến gần nhau như hình 8.1. Khi các điểm P và Q trùng nhau, xung tổng hợp sẽ có dạng như hình nào trong các hình dưới đây?

Câu 3:Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số 50Hz và đo được khoảng cách giữa hai cực tiểu liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm dao động là 2mm. Bước sóng của sóng trên mặt nước là bao nhiêu?

A. $\lambda$ = 1mm.

B. $\lambda$ = 2mm.

C. $\lambda$ = 4mm.

D. $\lambda$ = 8mm.

Câu 4:Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số 100Hz và đo được khoảng cách giữa hai cực tiểu liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm dao động là 4mm. Tốc độ sóng trên mặt nước là bao nhiêu?

A. v = 0,2m/s.

B. v = 0,4m/s.

C. v = 0,6m/s.

D. v = 0,8m/s.

Câu 2:Tại mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng S₁ và S₂ dao động theo phương thẳng đứng với cùng phương trình:

$u=a\cos 40\mathrm{\pi t}$ ($a$ không đổi, t tính bằng s)

Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng bằng 80 cm/s. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai phần tử chất lỏng trên đoạn thẳng S₁S₂ dao động với biên độ cực đại là

A. 4 cm.

B. 6 cm.

C. 2 cm.

D. 1 cm.

Câu 3:Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B dao động đều hòa cùng pha với nhau và theo phương thẳng đứng. Biết tốc độ truyền sóng không đổi trong quá trình lan truyền, bước sóng do mỗi nguồn trên phát ra bằng 12 cm. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động với biên độ cực đai nằm trên đoạn thẳng AB là

A. 9 cm.

B. 12 cm.

C. 6 cm.

D. 3 cm.

Câu 4:Dùng một âm thoa có tần số rung ƒ =100 Hz người ta tạo ra tại hai điểm S₁, S₂ trên mặt nước hai nguồn sóng cùng biên độ, ngược pha. Kết quả tạo ra những gợn sóng dạng hypebol, khoảng cách giữa hai gợn lồi liên tiếp là 2 cm. Tốc độ truyền pha của dao động trên mặt nước là

A. v = 2 m/s.

B. v = 3 m/s.

C. v = 1,5 cm/s.

D. v = 4 m/s.

Câu 5:Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp được đặt tại A và B dao động theo phương trình $u_A=u_B=a\cos 25\pi t$ (a không đổi, t tính bằng s). Trên đoạn thẳng AB, hai điểm có phần tử nước dao động với biên độ cực đại cách nhau một khoảng ngắn nhất là 2 cm. Tốc độ truyền sóng là

A.25 cm/s.

B.100 cm/s.

C.75 cm/s.

D.50 cm/s.

Câu 6:Hai nguồn sóng kết hợp S₁ và S₂ luôn luôn dao động cùng pha, cùng tần số f = 50 Hz và nằm cách nhau 6 cm trên mặt nước. Người ta quan sát thấy rằng các giao điểm của các gợn lồi với đoạn thẳng S₁S₂ chia S₁S₂ làm 10 đoạn bằng nhau. Giá trị của tốc độ truyền sóng là

A.24 cm/s

B.30 cm/s

C. 60 cm/s

D. 66,67 cm/s

Câu 7:Trên đường nối hai nguồn dao động kết hợp trên mặt nước, giữa hai đỉnh của hai vân cực đại giao thoa có 3 vân cực đại giao thoa nữa và khoảng cách giữa hai đỉnh này là 5 cm. Biết tần số dao động của nguồn là 9 Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là

A.25 cm/s

B.15 cm/s

C. 22,5 cm/s

D. 20 cm/s

Câu 8:Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 15Hz và cùng pha. Tại một điểm M trên mặt nước cách A, B những khoảng d₁ = 16cm, d₂ = 20cm sóng có biên độ cực tiểu. Giữa M và đường trung trực của AB có hai dãy cực đại. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là

A. 24cm/s.

B. 20cm/s.

C. 36cm/s.

D. 48cm/s.

Câu 9:Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng pha với tần số 16Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B lần lượt những khoảng d₁ = 30cm, d₂ = 25,5cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy cực tiểu khác nhau. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là

A. 24m/s.

B. 24cm/s.

C. 36m/s.

D. 36cm/s.

Câu 10:Trong thí nghiệm giao thoa trên mặt nước, hai nguồn A, B dao động cùng pha với tần số f. Tại một điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d₁=19cm, d₂ = 21cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của AB không có dãy cực đại nào khác. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là v = 26cm/s. Tần số dao động của hai nguồn là

A. 26Hz.

B. 13Hz.

C. 16Hz.

D. 50Hz.

Câu 11:Tại hai điểm M và N trong một môi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp cùng phương và cùng pha dao động. Biết biên độ, vận tốc của sóng không đổi trong quá trình truyền, tần số của sóng bằng 40 Hz và có sự giao thoa sóng trong đoạn MN. Trong đoạn MN, hai điểm dao động có biên độ cực đại gần nhau nhất cách nhau 1,5 cm. Tốc độ truyền sóng trong môi trường này có giá trị là

A. v = 0,3 m/s.

B. v = 0,6 m/s.

C. v = 2,4 m/s.

D. v = 1,2 m/s.

Câu 12:Trong thí nghiệm về giao thoa sóng, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng tần số ƒ = 10 Hz và cùng pha. Vận tốc truyền sóng trên mặt nuớc là v = 30 cm/s. Tại một điểm M cách các nguồn A, B những đoạn d₁ = MA = 31 cm và d₂ = MB = 25 cm là vân cực đại hay vân đứng yên thứ mấy tính từ đường trung trực của AB?

A. Đứng yên thứ 2.

B. Cực đại thứ 2.

C. Đứng yên thứ 3.

D. Cực đại thứ 3.

Câu 13:Hai nguồn phát sóng A, B trên mặt nước dđđh với tần số f = 15Hz, cùng pha. Tại điểm M trên mặt nước cách các nguồn đoạn d₁ = 14,5cm và d₂ = 17,5cm sóng có biên độ cực đại. Giữa M và trung trực của AB có hai dãy cực đại khác.Tính tốc độ truyền sóng trên mặt nước.

A. v = 15cm/s;

B. v = 22,5cm/s;

C. v = 0,2m/s;

D. v = 5cm/s;

Câu 14:Trên mặt chất lỏng tại có hai nguồn kết hợp A, B dao động với chu kỳ 0,02 (s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là v = 15 cm/s. Trạng thái dao động của M₁ cách A, B lần lượt những khoảng d₁ = 12 cm, d₂ = 14,4 cm và của M₂ cách A, B lần lượt những khoảng d₁’= 16,5 cm, d₂’= 19,05 cm là

A. M₁ đứng yên không dao động và M₂ dao động với biên độ cực đại.

B. M₁ dao động với biên độ cực đại và M₂ đứng yên không dao động.

C. M₁ và M₂ đứng yên không dao động.

D. M₁ và M₂ dao động với biên độ cực đại.

Mô tả sóng

Sóng ngang, sóng dọc, sự truyền năng lượng của sóng cơ

Sóng điện từ

Giao thoa ánh sáng

Sóng dừng