30 đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải (Đề 3)

Một sợi dây đàn hồi đủ dài đang có sóng ngang hình sin truyền qua theo chiều dương của trục Ox, với tần số sóng Ở thời điểm t, một đoạn của sợi dây và vị trí của ba điểm M, P, Q trên đoạ

39/40

Một sợi dây đàn hồi đủ dài đang có  sóng ngang hình sin truyền qua theo chiều dương của trục Ox,  với tần số sóng f=1 Hz. Ở thời điểm t, một đoạn của sợi dây  và vị trí của ba điểm M, P, Q trên đoạn dây này như hình vẽ.  Giả sử ở thời điểm t+Δt ba điểm M, P, Q thẳng hàng. Giá trị nhỏ nhất của Δtgần nhất với kết quả nào sau đây? 

Một sợi dây đàn hồi đủ dài đang có  sóng ngang hình sin truyền qua theo chiều dương của trục Ox,  với tần số sóng   Ở thời điểm t, một đoạn của sợi dây  và vị trí của ba điểm M, P, Q trên đoạn dây này như hình vẽ.  Giả sử ở thời điểm   ba điểm M, P, Q thẳng hàng. Giá trị   nhỏ nhất của Δt gần nhất với kết quả nào sau đây?    A. 0,51s   B. 0,41s.   C. 0,72s.   D. 0,24s.  (ảnh 1)

 

0,51s

0,41s.

0,72s.

0,24s.

Giải thích

Cách giải: 

Một sợi dây đàn hồi đủ dài đang có  sóng ngang hình sin truyền qua theo chiều dương của trục Ox,  với tần số sóng   Ở thời điểm t, một đoạn của sợi dây  và vị trí của ba điểm M, P, Q trên đoạn dây này như hình vẽ.  Giả sử ở thời điểm   ba điểm M, P, Q thẳng hàng. Giá trị   nhỏ nhất của Δt gần nhất với kết quả nào sau đây?    A. 0,51s   B. 0,41s.   C. 0,72s.   D. 0,24s.  (ảnh 2)

 

Từ đồ thị, ta có: λ =1 2 ô 

Độ lệch pha của M so với P:Δφ=2πMPλ=2π⋅3o12o=π2 

P và Q ngược pha với nhau. 

Tại thời điểm t:uM=A2uP=A32uQ=−A32 

Ở thời điểm t+Δt:3 điểm thẳng hàng: uM=−A32uP=−A2uQ=A2 

Vẽ trên vòng tròn lượng giác ta được: Một sợi dây đàn hồi đủ dài đang có  sóng ngang hình sin truyền qua theo chiều dương của trục Ox,  với tần số sóng   Ở thời điểm t, một đoạn của sợi dây  và vị trí của ba điểm M, P, Q trên đoạn dây này như hình vẽ.  Giả sử ở thời điểm   ba điểm M, P, Q thẳng hàng. Giá trị   nhỏ nhất của Δt gần nhất với kết quả nào sau đây?    A. 0,51s   B. 0,41s.   C. 0,72s.   D. 0,24s.  (ảnh 3)

16 


 

Góc quét từ thời điểm t đến t+Δt là:  M0OM=π6+π2+π6=5π6

Tương ứng với thời gian quay nhỏ nhất là:  M0OMω=5π62πT=5T12

Vị trí của 3 điểm M, P, Q sau thời gian 5T12  là thẳng hàng.

Ta có T=1 s⇒Δtmin=5T12=512s 

Chọn B.