Lời giải Bài 2.1. trang 24 SBT – Chủ đề 2. Sóng.
Câu hỏi/Đề bài:
Bài 2.1. trang 24 SBT
Đề bài:
Khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha là
A. bước sóng.
B. tần số sóng.
C. biên độ sóng.
D. chu kì sóng.
Hướng dẫn:
Vận dụng kiến thức đã học về bước sóng λ: là quãng đường mà sóng truyền đi trong một chu kì sóng, là khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha. Lời giải chi tiết:
Đáp án: A. bước sóng.
Bài 2.2. trang 24 SBT
Đề bài:
Tốc độ sóng là
A. tốc độ dao động của điểm sóng.
B. tốc độ lan truyền của phần tử môi trường.
C. tốc độ lan truyền năng lượng của sóng trong không gian.
D. tốc độ lan truyền của điểm sóng trong không gian.
Hướng dẫn:
Vận dụng kiến thức đã học về tốc độ sóng: là tốc độ lan truyền năng lượng của sóng trong không gian và được xác định theo công thức: v = fλ.
Lời giải:
Đáp án: C. tốc độ lan truyền năng lượng của sóng trong không gian.
Bài 2.3. trang 24 SBT
Đề bài:
Một sóng cơ lan truyền trong một môi trường với tốc độ 1,0 m/s và tần số 10 Hz, biên độ sóng không đổi. Trong khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp khi một phần tử của môi trường ở vị trí cân bằng, sóng lan truyền được quãng đường là:
A. 4 cm.
B. 10 cm.
C. 8 cm.
D. 5 cm.
Hướng dẫn:
Vận dụng kiến thức đã học về các đại lượng của sóng:
– Bước sóng λ là quãng đường mà sóng truyền đi trong một chu kì sóng. – Tốc độ sóng là tốc độ lan truyền năng lượng của sóng trong không gian: v = fλ. Lời giải chi tiết:
Bước sóng \(\lambda {\rm{ = }}\frac{v}{f}{\rm{ = }}\frac{1}{{10}}{\rm{ = 0,1 m}}\)
Quãng đường giữa hai VTCB liên tiếp là \(s = \frac{\lambda }{2}{\rm{ = }}\frac{{0,1}}{2}{\rm{ = 0,05 m = 5 cm}}\)
Bài 2.4. trang 24 SBT
Đề bài:
Hiệu ứng Doppler là hiện tượng khi người quan sát chuyển động lại gần nguồn phát thì
A. tần số sóng thu được nhỏ hơn tần số sóng của nguồn phát.
B. tần số sóng thu được lớn hơn tần số sóng của nguồn phát.
C. tần số sóng thu được bằng tần số sóng của nguồn phát.
D. tần số sóng thu được lúc đầu nhỏ hơn, lúc sau lớn hơn tần số sóng của nguồn phát.
Hướng dẫn:
Vận dụng kiến thức đã học về hiệu ứng Doppler: Hiệu ứng Doppler là hiện tượng khi người quan sát chuyển động lại gần nguồn phát thì tần số sóng thu được lớn hơn tần số sóng của nguồn phát và khi người quan sát chuyển động ra xa thì ngược lại.
Lời giải:
Đáp án: B. tần số sóng thu được lớn hơn tần số sóng của nguồn phát.
Bài 2.5. trang 24 SBT
Đề bài:
Xác định bước sóng và biên độ của các sóng a và b được mô tả trong đồ thị li độ – khoảng cách trên Hình 2.2.
Hướng dẫn:
Áp dụng kiến thức về tần số f: là số dao động mà vật thực hiện được trong một giây.
Lời giải:
Sóng a có bước sóng λa = 15 cm; biên độ Aa = 4 cm.
Sóng b có bước sóng λb = 20 cm; biên độ Ab = 2 cm.
Bài 2.6. trang 24 SBT
Đề bài:
Sử dụng hệ toạ độ li độ – khoảng cách, hãy vẽ đồ thị của hai sóng C và D trong đó sóng C có biên độ và bước sóng gấp đôi biên độ và bước sóng của sóng D.
Hướng dẫn:
Vận dụng kiến thức đã học về đồ thị li độ – khoảng cách và các đại lượng của sóng.
– Biên độ sóng A là độ lớn cực đại của li độ của một điểm sóng.
– Chu kì sóng T là thời gian vật thực hiện môt dao động của một điểm sóng.
– Tần số sóng f là số dao động mà mỗi điểm sóng thực hiện được trong một đơn vị thời gian: \(f = \frac{1}{T}\)
Lời giải:
Bài 2.7. trang 25 SBT
Đề bài:
Nốt đô trung (C4) của một đàn piano trong dàn nhạc giao hưởng có tần số 264 Hz. a) Xác định chu kì và bước sóng của sóng âm của nốt này. Biết tốc độ truyền âm trong không khí là 330 m/s. b) Dao động của hai phần tử môi trường không khí trên cùng một phương truyền sóng của sóng này có cùng pha không nếu chúng cách nhau 1,25 m? 2,50 m?
Hướng dẫn:
Vận dụng kiến thức về các đại lượng của sóng:
– Tần số sóng f là số dao động mà mỗi điểm sóng thực hiện được trong một đơn vị thời gian: \(f = \frac{1}{T}\)
– Tốc độ sóng v là tốc độ lan truyền năng lượng của sóng trong không gian: v = fλ.
– Chu kì sóng T: là thời gian vật thực hiện môt dao động của một điểm sóng: \(T = \frac{1}{f}\)
– Bước sóng λ là quãng đường mà sóng truyền đi trong một chu kì sóng: \(\lambda = \frac{v}{f}\)
– Trong cùng một phương truyền sóng, khoảng cách giữa hai dao động là d:
+ \(d = k\lambda \left( {k \in N} \right):\) Hai dao động cùng pha.
+ \(d = \left( {k + \frac{1}{2}} \right)\lambda \left( {k \in N} \right):\) Hai dao động ngược pha.
+ \(d = \frac{\lambda }{4}\left( {k \in N} \right):\) Hai dao động vuông pha.
Lời giải:
a) Chu kì của sóng âm này là: \(T = \frac{1}{f}{\rm{ = }}\frac{1}{{264}}{\rm{ = 3,79}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{ – 3}}{\rm{ s}}\)
Bước sóng của sóng âm này là: \(\lambda = \frac{v}{f}{\rm{ = }}\frac{{330}}{{264}}{\rm{ = }}1,25{\rm{ m}}\)
b) Hai phần tử môi trường cách nhau 1,25 m = λ thì dao động cùng pha. Hai phần tử môi trường cách nhau 2,50 m = 2λ thì cũng dao động cùng pha.
Bài 2.8. trang 25 SBT
Đề bài:
Một sóng có biên độ 5,00 cm và cường độ tương ứng là 200 W/m2. Biết cường độ sóng tỉ lệ thuận với bình phương biên độ sóng. a) Nếu biên độ của sóng nói trên tăng lên thành 10,00 cm thì cường độ của sóng là bao nhiêu? b) Nếu cường độ của sóng giảm xuống còn 100 W/m2 thì biên độ tương ứng là bao nhiêu?
Hướng dẫn:
Vận dụng kiến thức về các đại lượng của sóng:
– Biên độ sóng A là độ lớn cực đại của li độ của một điểm sóng.
– Cường độ sóng I là năng lượng truyền qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian: \(I = \frac{E}{{St}}\)
Lời giải:
a) Biên độ của sóng nói trên tăng lên thành 10,00 cm là tăng biên độ lên gấp đôi.
Cường độ của sóng đó là I = 200.4 = 800 W/m2 b) Cường độ của sóng giảm xuống còn 100 W/m2 là giảm xuống một nửa.
Biên độ của sóng lúc này là \(A = \frac{5}{{\sqrt 2 }}{\rm{ = 3}},54{\rm{ cm}}\)
Bài 2.9. trang 25 SBT
Đề bài:
Một bóng đèn công suất 100 W phát ra ánh sáng theo mọi phương. Coi bóng đèn là một điểm, hãy xác định cường độ sóng gây ra bởi bóng đèn tại một điểm cách bóng đèn 2,00 m.
Hướng dẫn:
Vận dụng kiến thức về các đại lượng của sóng:
– Cường độ sóng I là năng lượng truyền qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian: \(I = \frac{E}{{St}}\)
– Công suất là năng lượng E phát ra trong một đơn vị thời gian.
Lời giải:
Công suất đèn chính là năng lượng mỗi giây truyền qua diện tích mặt cầu có tâm là bóng đèn, bán kính là khoảng cách từ đèn đến điểm cần xác định cường độ sóng.
Diện tích mặt cầu sóng truyền qua: S = 4πR2 = 4π22 = 50,3 m2
Cường độ sóng gây ra bởi bóng đèn tại một điểm cách bóng đèn 2,00 m là:
\(I = \frac{P}{S} = \frac{{100}}{{50,3}}{\rm{ = 1}},99{\rm{ W}}/{{\rm{m}}^2}\)