[Năm 2022] Đề thi thử môn Vật lí THPT Quốc gia có lời giải - Đề số 19

Trên mặt nước có hai nguồn sóng kết hợp dao

40/40

Trên mặt nước có hai nguồn sóng kết hợp dao động đồng pha tại A, B. Biết sóng lan truyền trên mặt nước với bước sóngλ và AB=5,6λ.Δ là đường trung trực thuộc mặt nước của AB. M, N, P, Q là bốn điểm không thuộc Δdao động với biên độ cực đại, đồng pha với nguồn và gần Δ nhất. Trong 4 điểm M, N, P, Q, khoảng cách giữa hai điểm xa nhau nhất có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

4,32λ

1,26λ

2,07λ

4,14λ

Giải thích

Phương pháp: 

Điều kiện để một điểm dao động với biên độ cực đại, cùng pha với nguồn: d2−d1=m.λd2+d1=n.λ 

 (m, n cùng chẵn hoặc cùng lẻ) 

Vẽ hình, sử dụng định lí Pitago trong các tam giác vuông để tính khoảng cách.

Cách giải: 

Media VietJack

M, N, P, Q thuộc hình chữ nhật, khoảng cách gần nhất bằng độ dài đoạn MN, khoảng cách giữa hai điểm xa nhau nhất bằng độ dài đoạn MP. Ta xét điểm M.

* M dao động với biên độ cực đại: d2−d1=kλ 

* M dao động cùng pha với nguồn: 

+  TH1: d2−d1=kleλd2+d1=nleλ>5,4λ 

+  TH2: d2−d1=kchan λd2+d1=nchan λ>5,4λ 

* M gần  nhất thì

+  TH1: d2−d1=1.λd2+d1=7λ⇒d1=3λ=AMd2=4λ=BM 

+  TH2: d2−d1=2.λd2+d1=6λ⇒d1=2λd2=4λ (loại)

Từ hình vẽ ta có: AH+HB=AB 

⇔AM2−MH2+BM2−MH2=AB 

⇔(3λ)2−MH2+(4λ)2−MH2=5,4λ 

⇒MH=2,189λ⇒AH=AM2−MH2=2,051λ 

⇒HO=AO−AH=5,4λ2−2,051λ=0,649λ 

⇒OM=MH2+OH2=2,283λ 

Khoảng cách giữa hai điểm xa nhau nhất có giá trị bằng: MP=2.OM=2.2,283λ=4,566λ 

Chọn A.