Giải Vật Lí 12 nâng cao Chương 3: Sóng cơ

Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời giải bài tập Vật Lí 12 nâng cao Chương 3: Sóng cơ hay, chi tiết được biên soạn bám sát nội dung sách giáo khoa Vật Lí lớp 12 nâng cao giúp bạn dễ dàng làm bài tập về nhà môn Vật Lí 12.

Giải Vật Lí 12 nâng cao Bài 14: Sóng cơ. Phương trình sóng

Bài C1 (trang 71 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Quan sát lò xo khi có sóng dọc, ta thấy các vùng bị nén (hay dãn) truyền đi dọc theo lò xo. Trong khi đó, nếu quan sát một vòng lò xo có đánh dấu,ta thấy nó chuyển động thế nào?

Lời giải:

Ta thấy vòng lò xo đó dao động dọc xung quanh vị trí cân bằng của nó.

Bài C2 (trang 72 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Hãy chỉ ra vị trí và hướng chuyển động của phần tử số 6 và số 12 trên hình 14.3 ở các thời điểm t = T/2, 3T/4, T, 5T/4.

Lời giải:

Vị trí và hướng chuyển động của phần tử số 6 và số 12 trên hình 14.3 ở các thời điểm t = T/2, 3T/4, T, 5T/4 là:

t	T/2	3T/4	T	5T/4
Phần tử số 6	Đang ở vị trí cân bằng và có hướng đi lên	Đang ở vị trí biên và có hướng đi xuống	Đang ở vị trí cân bằng và có hướng đi xuống	Đang ở vị trí biên và có hướng đi lên
Phần tử số 12	Đứng yên chưa chuyển động	Đứng yên chưa chuyển động	Bắt đầu chuyển động từ vị trí cân bằng và có hướng đi lên	Đang ở vị trí biên và có hướng đi xuống

Bài C3 (trang 73 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Hãy chỉ ra vị trí và hướng chuyển động của phần tử số 6 và số 12 trên hình 14.4 ở các thời điểm t = T/2, 3T/4, T, 5T/4.

Lời giải:

Vị trí và hướng chuyển động của phần tử số 6 và số 12 trên hình 14.4 ở các thời điểm t = T/2, 3T/4, T, 5T/4 là:

t	T/2	3T/4	T	5T/4
Phần tử số 6	Bắt đầu chuyển động từ vị trí cân bằng về phía bên phải	Đang ở vị trí biên và có hướng chuyển động về phía bên trái	Đang ở vị trí cân bằng và có hướng chuyển động về phía bên phải	Đang ở vị trí biên và có hướng chuyển động về phía bên phải
Phần tử số 12	Đứng yên chưa chuyển động	Đứng yên chưa chuyển động	Bắt đầu chuyển động từ vị trí cân bằng về phía bên phải	Đang ở vị trí biên và có hướng chuyển động về phía bên trái

Bài C4 (trang 73 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Hãy chỉ ra một số nguyên nhân làm cho biên độ sóng giảm khi ra xa tâm dao động.

Lời giải:

Khi ra xa tâm dao động, do lực cản của môi trường nên sóng mất dần năng lượng làm cho biên độ sóng giảm dần.

Bài C5 (trang 74 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Hãy chỉ ra trên Hình 14.3 và 14.4 những phần tử dao động cùng pha và so sánh khoảng cách giữa từng cặp hai phần tử gần nhau nhất dao động cùng pha.

Lời giải:

Trên Hình 14.3 và 14.4, những điểm dao động cùng pha với nhau là các điểm (0, 12, 24) và (6, 18, 30), khoảng cách giữa từng cặp phần tử gần nhau nhất dao động cùng pha là λ.

Câu 1 (trang 77 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Dùng hình vẽ để giải thích sóng cơ được tạo ra như thế nào?

Lời giải:

Sử dụng hình vẽ 14.3, 14.4 (sgk) ta giải thích khi có phẩn tử của môi trường dao động thì lực liên kết, nó kéo theo phần tử 2 dao động, đến lượt mình phần tử 2 dao động thì do lực liên kết, nó kéo theo phần tử thứ 3 dao động cứ thế dao động được truyền trong môi trường ... đó chính là quá trình truyền sóng.

Câu 2 (trang 77 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Sóng dọc và sóng ngang khác nhau ở chỗ nào?

Lời giải:

Sóng ngang, sóng dọc khác nhau ở phương truyền sóng vào phương dao động:

- Sóng ngang có phương dao động của các phần tử môi trường vuông góc với phương truyền sóng.

- Sóng dọc có phương dao động của các phần tử mỗi trường trùng với phương truyền sóng.

Câu 3 (trang 77 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Hãy dùng phương trình để suy ra sóng có tính tuần hoàn theo thời gian và tuần hoàn theo không gian.

Lời giải:

Phương trình sóng tổng quát có dạng:

u(x,t) = A.cos(ωt − 2πx/λ)

Như vậy ta thấy u(x,t) là hàm số phụ thuộc vào 2 biến số x và t.

* Nếu xét tại 1 vị trí xác định tọa độ x = d thì:

u(t,d) = A. cos(ωt − 2πd/λ) là hàm số hình sin theo thời gian

* Nếu xét mọi vị trí tại thời điểm xác định t₀ thì:

u(x,t₀) = A.cos(ωt₀ − 2πx/λ) là hàm số hình sin theo không gian.

Bài 1 (trang 78 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Sóng cơ là

A. Sự truyền chuyển động cơ trong không khí.

B. những dao động cơ lan truyền trong môi trường.

C. chuyển động tương đối của vật này so với vật khác.

D. Sự co giãn tuần hoàn giữa các phần tử trong môi trường.

Lời giải:

Chọn B.

Sóng cơ học là sự lan truyền dao động, lan truyền năng lượng, lan truyền pha dao động (trạng thái dao động) chứ không phải quá trình lan truyển vật chất (các phần tử sóng).

Bài 2 (trang 78 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Bước sóng là

A. Quãng đường mà mỗi phân tử của môi trường đi được trong 1 giây.

B. Khoảng cách giữa hai phần tử của sóng dao động ngược pha.

C. Khoảng cách giữa hai phần tử sóng gần nhất dao động cùng pha.

D. Khoảng cách giữa hai vị trí xa nhau nhất của mỗi phần tử sóng.

Lời giải:

Chọn C.

Bước sóng là quãng đường sóng truyền trong một chu kì và là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động cùng pha trên phương truyền sóng. λ = v.T = v/f (m).

Bài 3 (trang 78 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Một sóng có tần số 1000 Hz truyền đi với tốc độ 330 m/s thì bước sóng của nó có giá trị nào sau đây?

A. 330000m B. 3m^(-1)

C. 0,33m/s D. 0,33m

Lời giải:

Chọn D.

Ta có: λ = v/f = 330/1000 = 0,33m.

Bài 4 (trang 78 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Một sóng ngang truyền trên một dây dài có phương trình: u = 6cos⁡[(4πt + 0,02πx)] trong đó x và u được tính bằng xentimet (cm) và t được tính bằng giây (s). Hãy xác định:

a) Biên độ b) Bước sóng

c) Tần số d) Tốc độ

e) Độ dời u tại x = 16,6 cm, tại t = 4s.

Lời giải:

Từ việc so sánh biểu thức cụ thể vào biểu diễn cơ bản: