35 đề minh họa THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải (Đề 28)

Một sóng cơ học lan truyền trên một sợi dây dài với tần số 8 Hz

38/40

Một sóng cơ học lan truyền trên một sợi dây dài với tần số 8 Hz, vận tốc truyền sóng là 3,2m/s, biên độ sóng bằng 2cm và không đổi trong quá trình lan truyền. Hai phần tử trên dây tại A và B có vị trí cân bằng cách nhau một đoạn L. Từ thời điểm t1 đến thời điểm t1+124(s) phần tử tại A đi đựợc quãng đường bằng 23cm và phần tử tại B đi đựợc quãng đường bằng 6cm. Khoảng cách L không thể có giá trị: 

10cm

30cm

60cm

90cm

Giải thích

Phương pháp: Sử dụng phương pháp đường tròn lượng giác 

Bươc sóng: λ=vf; Chu kì: T=1f

Cách giải: 

Ta có bước sóng của sóng là : λ=vf=40cm

Chu kì dao động của phần tử sóng là  T=1f=0,125s

Thời gian đề bài cho là: t=T+124s=T+T3

Suy ra góc quét được của các vecto là 1200

Căn cứ vào độ dài quãng đường các phần tử A, B đã đi được ta tìm ra các vị trí ban đầu của chúng bằng  vecto quay, và tìm ra được độ lệch pha của hai phần tử:

Ta có: SA=1cm⇒xA=SA2=0,5=cosβ⇒β=600SB=3cm⇒xB=SB2=32=cosα⇒α=300

 

Ta có hình vẽ:

Các vị trí A, B là các vị trí ban đầu của hai phần tử, dễ thấy hai phẩn tử dao động vuông pha nên ta có:  

 Δφ=Δdλ⋅2π=(2k+1)π2

⇒Δd=(2k+1)λ4=(2k+1).10 

Vậy chỉ có đáp án C là hai dao động ngược pha, là không thỏa mãn 

Một sóng cơ học lan truyền trên một sợi dây dài với tần số 8 Hz (ảnh 1)

Chọn C.