Bài tập về sóng ngang, sóng dọc lớp 11 (có lời giải)
30 câu hỏi
PHẦN I. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM NHIỀU ĐÁP ÁN LỰA CHỌN
Các điểm sóng của sóng dọc có phương dao động
nằm ngang.
trùng với phương truyền sóng.
vuông góc với phương truyền sóng.
thẳng đứng.
Đáp án đúng là B
Các điểm sóng của sóng dọc có phương dao động trùng với phương truyền sóng.
Để phân loại sóng dọc và sóng ngang, người ta dựa
tốc độ truyền sóng và bước sóng.
phương truyền sóng và tần số sóng.
phương dao động và phương truyền sóng.
phương dao động và tốc độ truyền sóng.
Đáp án đúng là C
Để phân loại sóng dọc và sóng ngang, người ta dựa phương dao động và phương truyền sóng.
Trên hình vẽ, đầu A của lò xo được giữ cố định, đầu B dao động tuần hoàn theo phương ngang. Sóng trên lò xo là sóng (1)... vì (2)...
Chọn từ/cụm từ thích hợp trong các đáp án dưới đây để điền vào các chỗ trống.
(1) ngang, (2) mỗi điểm trên lò xo dao động theo phương ngang.
(1) dọc, (2) mỗi điểm trên lò xo dao động theo phương ngang.
(1) ngang, (2) mỗi điểm trên lò xo dao động theo phương thẳng đứng
(1) dọc, (2) mỗi điểm trên lò xo dao động theo phương thẳng đứng.
Đáp án đúng là B
Sóng trên là xo là sóng dọc vì mỗi điểm trên lò xo dao động theo phương ngang trùng với phương truyền sóng.
Khi sóng hình thành trên lò xo như hình vẽ, mỗi vòng trên lò xo sẽ
chuyển động dọc theo trục lò xo từ B đến A.
chuyển động dọc theo trục lò xo từ A đến B.
dao động theo phương dọc theo trục lò xo, qua lại quanh một vị trí cố định.
dao động theo phương vuông góc với trục lò xo, qua lại quanh một vị trí cố định.
Đáp án đúng là C
Các phần tử của môi trường chỉ dao động quanh vị trí cân bằng mà không di chuyển theo sóng.
Sóng trên mặt nước là sóng ngang. Một người quan sát thấy một chiếc phao trên mặt biển nhô lên cao 10,0 lần trong 36,0 giây và đo được khoảng cách hai đỉnh lân cận là 10,0 m. Tốc độ truyền sóng trên mặt biển là
2,50 m/s.
5,00 m/s.
10,0 m/s.
1,25 m/s.
Đáp án đúng là A
Phao nhô lên 10 lần tương ứng với 9 dao động.
Chu kì sóng là: \[T = \frac{{36}}{9} = 4\,s\]
Tốc độ truyền sóng là: \[v = \frac{\lambda }{T} = \frac{{10}}{4} = 2,5\,m/s\]
Một sóng ngang có tần số \(100{\rm{\;Hz}}\) truyền trên một sợi dây nằm ngang với tốc độ \(60{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\), qua điểm \(A\) rồi đến điểm \(B\) cách nhau \(7,95{\rm{\;m}}\). Tại một thời điểm nào đó \(A\) có li độ âm và đang chuyển động đi lên thì điểm \(B\) đang có li độ
âm và đang đi xuống.
âm và đang đi lên.
dương và đang đi lên.
dương và đang đi xuống
Đáp án đúng là A
Sử dụng đồ thị li độ quãng đường Hình vẽ của sóng quy ước chiều truyền dương để xác định các vùng mà các phần tử vật chất đang đi lên và đi xuống.
Ta có: \(\lambda = \frac{v}{f} = \frac{{60}}{{100}} = 0,6{\rm{\;m}};AB = 7,95{\rm{\;m}} = 7,8 + 0,15 = 13 \cdot 0,6 + 0,15 = 13\lambda + \frac{\lambda }{4}\).
Từ hình vẽ, ta thấy B có li độ âm và đang đi xuống.
Mũi tên nào trong hình vẽ mô tả đúng hướng truyền dao động của các phần tử môi trường?
\( \uparrow \).
\( \downarrow \).
\( \to \).
\( \leftrightarrow \).
Đáp án đúng là C
Dựa vào hình vẽ thấy đấy là sóng dọc, chiều của trục toạ độ từ trái sáng phải.
Nếu tốc độ truyền sóng âm trong Hình 9.1 là \(340{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\) thì tần số của sóng khoảng
\(566,7{\rm{\;Hz}}\).
\(204{\rm{\;Hz}}\).
\(0,00176{\rm{\;Hz}}\).
0,176 Hz.
Đáp án đúng là A
Từ hình vẽ thấy bước sóng là 0,6 m nên tần số là \[f = \frac{v}{\lambda } = \frac{{340}}{{0,6}} = 566,7\,Hz\]
Sóng cơ không truyền được trong
chân không.
không khí.
nước.
kim loại.
Đáp án đúng là A
Sóng cơ không truyền được trong chân không.
Tìm phát biểu sai khi nói về sóng cơ.
Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động ngược pha nhau.
Sóng trong đó các phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng được gọi là sóng dọc.
Tại mỗi điểm của môi trường có sóng truyền qua, biên độ của sóng là biên độ dao động của phần tử môi trường.
Sóng trong đó các phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng được gọi là sóng ngang.
Đáp án đúng là A
Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha nhau.
PHẦN II. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM ĐÚNG/SAI (Mỗi câu hỏi gồm 4 ý a, b, c, d. Thí sinh chọn Đúng hoặc Sai cho từng ý)
Xét về đặc điểm bản chất và điều kiện truyền của sóng cơ:
Sóng cơ là sự lan truyền dao động cơ trong môi trường vật chất đàn hồi.
Sóng cơ truyền được trong chân không với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng.
Khi sóng cơ truyền đi, các phần tử môi trường cũng chuyển dịch theo phương truyền sóng.
Quá trình truyền sóng cơ là quá trình truyền năng lượng.
a) Đúng - Khái niệm sóng cơ.
b) Sai - Sóng cơ không truyền được trong chân không.
c) Sai - Phần tử môi trường chỉ dao động tại chỗ quanh vị trí cân bằng, không chuyển dịch theo sóng.
d) Đúng - Truyền sóng là quá trình truyền năng lượng.
Cho các phát biểu về khái niệm sóng ngang:
Sóng ngang là sóng có phương dao động của các phần tử môi trường trùng với phương truyền sóng.
Sóng ngang truyền được trong lòng chất lỏng và trong lòng chất khí.
Sóng ngang truyền được trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng.
Sóng trên mặt nước khi gạt nhẹ ngón tay vào là một ví dụ về sóng ngang.
a) Sai - Phương dao động VUÔNG GÓC với phương truyền sóng mới là sóng ngang.
b) Sai - Sóng ngang không truyền được trong lòng chất lỏng và chất khí.
c) Đúng - Môi trường truyền của sóng ngang là chất rắn và bề mặt chất lỏng.
d) Đúng - Sóng mặt nước là sóng ngang.
Cho các phát biểu về khái niệm sóng dọc:
Sóng dọc là sóng có phương dao động của các phần tử môi trường vuông góc với phương truyền sóng.
Sóng dọc truyền được trong cả ba môi trường: rắn, lỏng và khí.
Sự lan truyền của sóng dọc gắn liền với biến dạng nén và dãn của môi trường.
Sóng âm truyền trong không khí là sóng dọc.
a) Sai - Phương dao động TRÙNG với phương truyền sóng là sóng dọc.
b) Đúng - Sóng dọc truyền được trong cả 3 môi trường rắn, lỏng, khí.
c) Đúng - Sóng dọc gắn liền với biến dạng nén - dãn.
d) Đúng - Sóng âm trong không khí là sóng dọc.
Xét một sóng ngang hình sin truyền trên một sợi dây cao su giãn rộng:
Các phần tử trên dây dao động điều hòa cùng tần số với nguồn sóng.
Hai điểm cách nhau một bước sóng trên cùng phương truyền sóng luôn dao động ngược pha nhau.
Điểm cao nhất trên sợi dây được gọi là đỉnh sóng (hoặc ngọn sóng).
Tốc độ truyền sóng chính là tốc độ dao động cực đại của các phần tử trên dây.
a) Đúng - Các phần tử môi trường dao động cùng tần số với nguồn.
b) Sai - Hai điểm cách nhau 1 bước sóng trên cùng phương truyền sóng dao động CÙNG PHA.
c) Đúng - Điểm nhô cao nhất là đỉnh sóng.
d) Sai - Tốc độ truyền sóng (lan truyền trạng thái) khác với tốc độ dao động của phần tử.
Xét một sóng dọc truyền trong một lò xo mỏng dài:
Các phần tử lò xo dao động dọc theo trục của lò xo.
Khoảng cách giữa hai vùng nén liên tiếp bằng một bước sóng.
Vùng nén và vùng dãn kề nhau dao động cùng pha với nhau.
Tốc độ truyền sóng dọc trong lò xo phụ thuộc vào bản chất và độ cứng của lò xo.
a) Đúng - Phương dao động trùng phương truyền sóng (dọc trục lò xo).
b) Đúng - Khoảng cách giữa 2 vùng nén liên tiếp \( = 1\lambda \).
c) Sai - Vùng nén và dãn kề nhau dao động ngược pha.
d) Đúng - Tốc độ truyền sóng phụ thuộc bản chất môi trường.
Cho các phát biểu về các đặc trưng của sóng (áp dụng cho cả sóng ngang và sóng dọc):
Chu kỳ của sóng đúng bằng chu kỳ dao động của phần tử môi trường có sóng truyền qua.
Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha.
Khi sóng truyền từ không khí vào nước, tần số của sóng tăng lên.
Biên độ sóng tại một điểm phản ánh năng lượng sóng tại điểm đó.
a) Đúng - Chu kỳ sóng bằng chu kỳ dao động của phần tử.
b) Đúng - Định nghĩa bước sóng.
c) Sai - Tần số giữ nguyên không đổi khi chuyển môi trường.
d) Đúng - Biên độ sóng đặc trưng cho năng lượng sóng.
So sánh sự giống và khác nhau giữa sóng ngang và sóng dọc:
Cả sóng ngang và sóng dọc đều không truyền được trong chân không.
Sóng ngang và sóng dọc khác nhau ở phương dao động của phần tử môi trường so với phương truyền sóng.
Khả năng truyền trong chất khí của sóng ngang tốt hơn sóng dọc.
Cả hai loại sóng đều mang năng lượng và có hiện tượng phản xạ, nhiễu xạ.
a) Đúng - Cả hai đều là sóng cơ nên không truyền được trong chân không.
b) Đúng - Khác nhau ở phương dao động so với phương truyền sóng.
c) Sai - Sóng ngang không truyền được trong chất khí.
d) Đúng - Đều có đầy đủ tính chất của sóng cơ.
Xét sự truyền sóng ngang trên bề mặt nước:
Năng lượng sóng được truyền đi nhưng các phần tử nước chỉ dao động tại chỗ quanh vị trí cân bằng.
Khoảng cách giữa 3 nhô cao (đỉnh sóng) liên tiếp là 3 bước sóng.
Tốc độ truyền sóng trên mặt nước phụ thuộc vào môi trường truyền sóng.
Chiếc phao nhô cao hay hạ thấp là do sóng truyền phần tử nước di chuyển đến chiếc phao.
a) Đúng - Phần tử nước chỉ dao động tại chỗ.
b) Sai - Khoảng cách giữa 3 đỉnh sóng liên tiếp là \(2\lambda \).
c) Đúng - Tốc độ phụ thuộc môi trường.
d) Sai - Phao nhấp nhô do sóng truyền trạng thái dao động đến, phần tử nước không di chuyển kéo theo phao.
Xét sóng dọc truyền trong không khí:
Khi sóng âm (sóng dọc) truyền qua, áp suất không khí tại mỗi điểm biến thiên chu kỳ.
Không khí tại vùng nén có mật độ phân tử lớn hơn bình thường.
Sóng dọc không truyền được trong nước vì chất lỏng không có tính đàn hồi.
Tốc độ truyền sóng dọc trong không khí nhỏ hơn tốc độ truyền sóng dọc trong thép.
a) Đúng - Sóng dọc làm mật độ và áp suất môi trường biến thiên.
b) Đúng - Vùng nén có mật độ phân tử cao hơn.
c) Sai - Sóng dọc truyền được trong chất lỏng.
d) Đúng - Tốc độ truyền sóng cơ: \({v_{{\rm{rắn}}}} > {v_{{\rm{lỏng}}}} > {v_{{\rm{khí }}}}\).
Cho các phát biểu liên quan đến bước sóng và tốc độ truyền sóng:
Công thức liên hệ giữa bước sóng \(\lambda \), tốc độ \(v\) và tần số \(f\) là \(\lambda = \frac{v}{f}\).
Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong thời gian một chu kỳ.
Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào tần số của nguồn phát sóng.
Đối với cùng một loại môi trường rắn, tốc độ truyền sóng dọc thường lớn hơn tốc độ truyền sóng ngang.
a) Đúng - Công thức chuẩn \(\lambda = \frac{v}{f}\).
b) Đúng - Định nghĩa bước sóng theo thời gian.
c) Sai - Tốc độ truyền sóng do bản chất môi trường quyết định, không phụ thuộc tần số nguồn.
d) Đúng - Trong chất rắn, tốc độ sóng dọc lớn hơn tốc độ sóng ngang.
PHẦN III. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN
Một sóng ngang truyền trên sợi dây với chu kỳ \(T = 0,2{\rm{ s}}\). Tần số của sóng này bằng bao nhiêu Hz?
\(f = \frac{1}{T} = \frac{1}{{0,2}} = 5{\rm{ Hz}}\).
Đáp án: 5
Một sóng dọc truyền trong không khí có bước sóng \(\lambda = 0,8{\rm{ m}}\) và tần số \(f = 425{\rm{ Hz}}\). Tốc độ truyền sóng này trong không khí bằng bao nhiêu m/s?
\(v = \lambda \cdot f = 0,8 \cdot 425 = 340{\rm{ m/s}}\).
Đáp án: 340
Quan sát một sóng ngang trên mặt nước, người ta thấy khoảng cách giữa 6 đỉnh sóng liên tiếp trên cùng một phương truyền sóng là \(15{\rm{ m}}\). Bước sóng của sóng này bằng bao nhiêu mét?
Khoảng cách giữa 6 đỉnh sóng liên tiếp là \(5\lambda = 15{\rm{ m}} \Rightarrow \lambda = 3{\rm{ m}}\).
Đáp án: 3
Một sóng dọc truyền trong một thanh kim loại với tốc độ \(6000{\rm{ m/s}}\). Biết khoảng cách giữa hai vùng nén liên tiếp là \(3{\rm{ m}}\). Tần số của sóng này bằng bao nhiêu Hz?
Khoảng cách giữa 2 vùng nén liên tiếp là \(\lambda = 3{\rm{ m}}\).
\(f = \frac{v}{\lambda } = \frac{{6000}}{3} = 2000{\rm{ Hz}}\).
Đáp án: 2000
Sóng ngang truyền trên một sợi dây đàn hồi với tốc độ \(v = 4{\rm{ m/s}}\) và tần số \(f = 10{\rm{ Hz}}\). Khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên dây dao động cùng pha bằng bao nhiêu mét?
Khoảng cách giữa hai điểm gần nhất dao động cùng pha chính là \(1\lambda \).
\(\lambda = \frac{v}{f} = \frac{4}{{10}} = 0,4{\rm{ m}}\).
Đáp án: 0,4
Một người quan sát chiếc phao trên mặt biển thấy nó nhấp nhô lên xuống tại chỗ 10 lần trong khoảng thời gian \(18{\rm{ s}}\). Chu kỳ dao động của sóng biển bằng bao nhiêu giây?
Phao nhấp nhô 10 lần tương ứng với 9 chu kỳ \(T\):
\(9T = 18{\rm{ s}} \Rightarrow T = 2{\rm{ s}}\).
Đáp án: 2
Sóng dọc truyền trong chất lỏng với tốc độ \(v = 1200{\rm{ m/s}}\). Hai điểm gần nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động ngược pha nhau cách nhau \(0,6{\rm{ m}}\). Tần số của sóng bằng bao nhiêu Hz?
Khoảng cách ngắn nhất giữa 2 điểm dao động ngược pha là \(\frac{\lambda }{2} = 0,6{\rm{ m}} \Rightarrow \lambda = 1,2{\rm{ m}}\).
\(f = \frac{v}{\lambda } = \frac{{1200}}{{1,2}} = 1000{\rm{ Hz}}\).
Đáp án: 1000
Một sóng ngang truyền từ môi trường 1 sang môi trường 2 làm tốc độ truyền sóng tăng từ \(300{\rm{ m/s}}\) lên \(450{\rm{ m/s}}\). Biết bước sóng ở môi trường 1 là \(0,6{\rm{ m}}\). Bước sóng của sóng này ở môi trường 2 bằng bao nhiêu mét?
Khi chuyển môi trường, tần số \(f\) không đổi \( \Rightarrow \frac{{{\lambda _2}}}{{{\lambda _1}}} = \frac{{{v_2}}}{{{v_1}}}\).
\({\lambda _2} = {\lambda _1} \cdot \frac{{{v_2}}}{{{v_1}}} = 0,6 \cdot \frac{{450}}{{300}} = 0,9{\rm{ m}}\).
Đáp án: 0,9
Sóng ngang truyền trên mặt nước với bước sóng \(\lambda = 40{\rm{ cm}}\). Khoảng cách ngắn nhất giữa một đỉnh sóng và một đáy sóng (lõm sóng) trên cùng một phương truyền sóng bằng bao nhiêu cm?
Khoảng cách ngắn nhất giữa đỉnh sóng và đáy sóng trên cùng phương truyền sóng là \(\frac{\lambda }{2}\).
\(d = \frac{{40}}{2} = 20{\rm{ cm}}\).
Đáp án: 20
Một nguồn sóng dọc dao động tạo ra sóng truyền trong môi trường với tốc độ \(v = 1500{\rm{ m/s}}\) và chu kỳ \(T = 0,002{\rm{ s}}\). Khoảng cách giữa một vùng nén và một vùng dãn kề nhau trên cùng phương truyền sóng bằng bao nhiêu mét?
Bước sóng \(\lambda = v \cdot T = 1500 \cdot 0,002 = 3{\rm{ m}}\).
Khoảng cách giữa vùng nén và vùng dãn kề nhau là \(\frac{\lambda }{2} = \frac{3}{2} = 1,5{\rm{ m}}\).
Đáp án: 1,5
