Lý thuyết Giao thoa sóng (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng

Trắc nghiệm Vật Lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng

Câu 1. Ở mặt nước có hai nguồn sóng dao động theo phương vuông góc với mặt nước, có cùng phương trình u = Acosωt. Trong miền gặp nhau của hai sóng, những điểm mà ở đó các phần tử nước dao động với biên độ cực đại sẽ có hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn đến đó bằng

A. một số lẻ lần bước sóng.

B. một số lẻ lần nửa bước sóng.

C. một số nguyên lần bước sóng.

D. một số nguyên lần nửa bước sóng.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Ở mặt nước có hai nguồn sóng dao động theo phương vuông góc với mặt nước, có cùng phương trình u = Acosωt. Trong miền gặp nhau của hai sóng, những điểm mà ở đó các phần tử nước dao động với biên độ cực đại sẽ có hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn đến đó bằng một số nguyên lần bước sóng.

Câu 2. Hai nguồn sóng kết hợp là hai nguồn sóng dao động cùng phương, cùng

A. biên độ.

B. tần số.

C. pha ban đầu.

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

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Hai nguồn sóng kết hợp là hai nguồn sóng dao động cùng phương, cùng tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

Câu 3. Trong hiện tượng giao thoa sóng của hai nguồn kết hợp đồng pha, gọi $d_1,d_2$ lần lượt là khoảng cách từ hai nguồn sóng đến điểm thuộc vùng giao thoa. Những điểm trong môi trường truyền sóng là cực đại giao thoa khi hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn tới là

A. $d_2–d_1=k\lambda$ với $k=0,\pm 1,\pm \mathrm{2...}$

B. $d_2–d_1=k\frac{\lambda }{2}$ với $k=0,\pm 1,\pm \mathrm{2...}$

C. $d_2–d_1=k\frac{\lambda }{3}$ với $k=0,\pm 1,\pm \mathrm{2...}$

D. $d_2–d_1=k\frac{\lambda }{4}$ với $k=0,\pm 1,\pm \mathrm{2...}$

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Trong hiện tượng giao thoa sóng của hai nguồn kết hợp đồng pha, gọi lần lượt là khoảng cách từ hai nguồn sóng đến điểm thuộc vùng giao thoa. Những điểm trong môi trường truyền sóng là cực đại giao thoa khi hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn tới là: $d_2–d_1=k\lambda$ với $k=0,\pm 1,\pm 2...$

Câu 4. Trong giao thoa của hai nguồn kết hợp có bước sóng $\lambda$. Trên đoạn có chiều dài $\mathcal{l}$ thuộc đường thẳng nối hai nguồn có N cực đại liên tiếp. Ta luôn có

A. $\mathcal{l}=\left(2N+1\right)\lambda$.

B. $\mathcal{l}=\frac{1}{2}N\lambda$.

C. $\mathcal{l}=\left(N-1\right)\frac{\lambda }{2}$.

D. $\mathcal{l}=\left(N-1\right)\lambda$.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Trong giao thoa của hai nguồn kết hợp có bước sóng $\lambda$. Trên đoạn có chiều dài $\mathcal{l}$ thuộc đường thẳng nối hai nguồn có N cực đại liên tiếp.

Ta luôn có $\mathcal{l}=\left(N-1\right)\frac{\lambda }{2}$.

Câu 5. Hai điểm M, N cùng nằm trên một phương truyền sóng cách nhau một khoảng $\frac{\lambda }{3}$ . Tại thời điểm t, khi li độ dao động tại M là $u_M=+3cm$ thì li độ dao động tại N là $u_N=-3cm$. Biên độ sóng có giá trị là

A. 2 cm. B. 3 cm. C. $2\sqrt{3}\text{ cm}$. D. $3\sqrt{2}\text{ cm}$.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Theo giả thiết $MN=\frac{\lambda }{3}$$\Rightarrow$ Dao động tại M và N lệch pha nhau một góc $\frac{2\pi }{3}$.

Giả sử dao động tại M sớm pha hơn dao động tại N.

Ta có thể viết:

$u_M=Aco\text{s(}\omega \text{t) = + 3 cm}$ (1)

$u_N=Aco\text{s}\left(\omega t-\frac{2\pi }{3}\right)\text{ =}-\text{3 cm}$ (2)

$\left(1\right)+\left(2\right)\Rightarrow A\left[co\text{s(}\omega \text{t) + cos}\left(\omega \text{t - }\frac{2\pi }{3}\right)\right]$ = 0

Áp dụng: $co\text{sa + cosb = 2cos}\frac{a+b}{2}co\text{s}\frac{a-b}{2}$

$\Rightarrow 2Aco\text{s}\frac{\pi }{3}co\text{s}\left(\omega \text{t - }\frac{\pi }{3}\right)=0$

$\Rightarrow co\text{s}\left(\omega \text{t - }\frac{\pi }{3}\right)=0$

$\Rightarrow \omega \text{t - }\frac{\pi }{3}=\frac{\pi }{2}+k\pi ,\text{ k}\in \text{Z}$

$\Rightarrow \omega \text{t }=\frac{5\pi }{6}+k\pi ,\text{ k}\in \text{Z}$

Thay vào (1), ta có: $Aco\text{s}\left(\frac{5\pi }{6}+k\pi \right)=3$.

Do A > 0 nên:

$Aco\text{s}\left(\frac{5\pi }{6}-\pi \right)=Aco\text{s}\left(\text{- }\frac{\pi }{6}\right)=\frac{A\sqrt{3}}{2}=3\text{ (cm)}$

$\Rightarrow \text{A = 2}\sqrt{3}\left(cm\right)$

Câu 6. Xem hai loa là nguồn phát sóng âm A, B phát âm cùng phương cùng tần số và cùng pha. Tốc độ truyền sóng âm trong không khí là 330 (m/s). Một người đứng ở vị trí M cách B là 3 (m), cách A là 3,375 (m). Tìm tần số âm bé nhất, để ở M người đó nghe được âm từ hai loa là to nhất.

A. 880 Hz.

B. 440 Hz.

C. 220 Hz.

D. 110 Hz.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Để người đó nghe được âm to nhất thì tại M là cực đại.

Vì hai nguồn kết hợp cùng pha nên điều kiện cực đại là:

$d_1-d_2=k{\lambda }_{\text{max}}=k\frac{v}{f_{\text{min}}}\Rightarrow 3,375-3=k\frac{330}{f_{\text{min}}}$

$\Rightarrow f_{\min }=880\left(Hz\right)$

Câu 7. Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng pha, cùng tần số f = 32 Hz. Tại một điểm M trên mặt nước cách các nguồn A, B những khoảng d₁ = 28 cm, d₂ = 23,5 cm; sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực AB có 1 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là

A. 32 cm/s.

B. 64 cm/s.

C. 72 cm/s.

D. 91 cm/s.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Vì d₁ > d₂ nên M nằm về phía B.

Giữa M và trung trực có 1 dãy cực đại khác đồng thời M là 1 cực đại nên M thuộc dãy cực đại thứ 2:

d₁ − d₂ = 2λ $\Rightarrow \lambda =2,25\left(cm\right)\Rightarrow v=\lambda f=72\left(cm/s\right)$

Câu 8. Trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng phương trình: $x=0,4cos\left(40\pi t\right)cm$

. Tại một điểm M trên mặt nước cách các nguồn A, B những khoảng lần lượt là 14 cm và 20 cm, luôn đứng yên. Giữa M và đường trung trực của AB có hai dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng là

A. 30 cm/s.

B. 37 cm/s.

C. 41 cm/s.

D. 48 cm/s.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Hai nguồn kết hợp cùng pha. Giữa M và trung trực có 2 dãy cực đại, đồng thời M là 1 cực tiểu nên M ứng thuộc dãy cực tiểu thứ 3. (k = 2). Cực tiểu qua M ứng với:

$d_1-d_2=2,5\lambda \Rightarrow 20-14=2,5\lambda$

$\Rightarrow \lambda =2,4\left(cm\right)\Rightarrow v=\lambda f=v\frac{\omega }{2\pi }=48\left(cm/s\right)$

Câu 9. Trong một thí nghiệm tạo vân giao thoa trên mặt nước, người ta dùng hai nguồn dao động đồng pha có tần số 50 Hz và đo được khoảng cách giữa hai vân cực tiểu liên tiếp nằm trên đường nối liền hai tâm dao động là 2 mm. Bước sóng và tốc độ truyền sóng có giá trị là

A. 4 mm; 200 mm/s.

B. 2 mm; 200 mm/s.

C. 4 mm; 100 mm/s.

D. 2 mm; 100 mm/s.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Khoảng cách hai cực tiểu liên tiếp là nửa bước sóng

$\frac{\lambda }{2}=2\left(mm\right)\Rightarrow \lambda =4\left(mm\right)\Rightarrow v=\lambda f=200\left(mm/s\right)$

Câu 10. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước ta quan sát được một hệ vân giao thoa. Khi dịch chuyển một trong hai nguồn một đoạn ngắn nhất 5 cm thì vị trí điểm O trên đoạn thẳng nối 2 nguồn đang có biên độ cực đại chuyển thành biên độ cực tiểu. Bước sóng là

A. 8 cm.

B. 9 cm.

C. 10 cm.

D. 11 cm.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Khi dịch chuyển một trong hai nguồn một đoạn ngắn nhất 5 cm thì hiệu đường đi tại O thay đổi cũng 5 cm và O chuyển từ cực đại sang cực tiểu nên:

$5=\frac{\lambda }{2}\Rightarrow \lambda =10\left(cm\right)$

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác: