Tài liệu Tong_on_li_thuyet_2015_thay_do_ngoc_ha

TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn CHUYÊN ĐỀ 1: DAO ĐỘNG CƠ  Phƣơng trình dao động chuẩn tắc có dạng: A,   0  x  Acos(t  ). §iÒu kiÖn:     Phương trình dao động là quy tắc xác định li độ (toạ độ) x của vật theo thời gian t. Dễ thấy: x A -A (+) x A O  A được gọi là biên độ dao động (Vật dao động qua lại giữa hai vị trí biên có li độ x = - A và x = A)  Quỹ đạo dao động có độ dài : 2A Đại lượng: t  t   được gọi là pha dao động của vật tại thời điểm t  Tại t = 0: 0   được gọi là pha ban đầu.  Công thức xác định li độ vật có thể viết lại: x  Acost Biểu diễn pha dao động của vật  t  t   bằng một điểm pha P   O,R  A  / POx  t .  P chuyển động tròn đều ngược chiều kim đồng hồ trên  O,R  A  với tốc độ góc ω.  Hình chiếu P xuống Ox chính là vị trí của vật.  P thuộc nửa trên đường tròn  vật có xu hướng chuyển động ngược chiều Ox. P thuộc nửa dưới đường tròn  vật có xu hướng chuyển động theo chiều Ox. P t -A O (+) x A Trạng thái dao động của vật gồm:  Li độ x của vật.  Chiều chuyển động của vật. Chu kì, tần số dao động:  Chu kì T có thể hiểu theo 2 cách:  Khoảng thời gian vật thực hiện được 1 dao động toàn phần hay khoảng thời gian ngắn nhất vật lặp lại trạng thái dao động. 2  Khoảng thời gian để điểm pha P đi được 1 vòng. Do đó: T   1   Tần số dao động: f   . T 2 Pha và trạng thái dao động: Pha dao động t  t   Biểu diễn t bằng một điểm pha P.  P   O,R  A  / POx  t . x  Acost Trạng thái dao động  [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] ChiÒu chuyÓn ®éng Trang 1 x TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn Đƣờng tròn pha dao động – vị trí vật có giá trị đặc biệt phải nhớ π 2 2π π 3 3 3π π 4 4 5π π 6 6 (+) π 0 -A 3 -A 2 -A 2 -A 2 2 A A 2 A 3 2 O 2 (+) 2 A -5π -π 6 x 6 -3π -π 4 4 -2π -π 3 3 -π 2 Từ hình vẽ trên, ta rút ra những kết luận về quan hệ giữa pha dao động và trạng thái dao động:  Pha dao động vật t  2k  Vật ở vị trí biên dương x = A  Pha dao động vật t    2k  Vật ở vị trí biên dương x = - A   2k 6    2k 4    2k 3    2k 2 2   2k 3 3   2k 4 5   2k 6     2k 6     2k 4     2k 3  Pha dao động vật t   Pha dao động vật t  Pha dao động vật t  Pha dao động vật t  Pha dao động vật t  Pha dao động vật t  Pha dao động vật t  Pha dao động vật t  Pha dao động vật t  Pha dao động vật t A 3 2 A 2  Vật qua vị trí x  2 A  Vật qua vị trí x  2 theo chiều âm.  Vật qua VTCB x  0 theo chiều âm.  Vật qua vị trí x  A 2 2 A 2 x 2 A 2 x 2 A 3 x 2 A 2 x 2 A 2 x 2 theo chiều âm. theo chiều âm.  Vật qua vị trí x  theo chiều âm.  Vật qua vị trí theo chiều âm.  Vật qua vị trí  Vật qua vị trí  Vật qua vị trí  Vật qua vị trí theo chiều âm. theo chiều dương. theo chiều dương. theo chiều dương. [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 2 TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn   Pha dao động vật t    2k 2 2  Pha dao động vật t    2k 3 3  Pha dao động vật t    2k 4 5  Pha dao động vật t    2k 6  Vật qua VTCB x = 0 theo chiều dương. A 2 2 A 2  Vật qua vị trí x  2 A 2  Vật qua vị trí x  2 theo chiều dương.  Vật qua vị trí x  theo chiều dương. theo chiều dương. 1. Phƣơng Trình Dao Động Các Đại Lƣợng  Li độ x Phương trình li độ: x  Acos(t  ) . [Biên của li độ: xmax = A]  Vận tốc v và động lƣợng p   Phương trình vận tốc: v  x'  Asin(t  )  A cos  t     [Biên của vận tốc: vmax = ωA] 2     Phương trình động lượng: p = mv = mA cos  t     [Biên của vận tốc: pmax = mωA] 2   Nhận xét: Giá trị (v,p) biến thiên điều hòa cùng tần số của li độ, nhanh pha hơn li độ (x)  rad  (vuông pha) 2  Gia tốc a và lực kéo về (hồi phục) F Phương trình gia tốc: a  v'  x''  2 Acos  t       2 x [Biên của gia tốc: amax = ω2A]  Phương trình lực kéo về: F  ma  m2 Acos  t      m2 x [Biên của lực kéo về: mω2A] Nhận xét: Giá trị (a,F) biến thiên điều hòa cùng tần số của li độ, nhanh pha hơn (v,p)   rad  (vuông pha) và 2 nhanh pha hơn li độ x là   rad  (ngược pha) 2. Các Hệ Thức Độc Lập Thời Gian Của Các Đại Lƣợng Dựa vào phương trình dao động các đại lượng, ta rút ra được các công thức độc lập theo thời gian (các công thức không chứa biến thời gian) như sau Hệ thức liên hệ của x với (v, p): đại lượng x vuông pha với nhóm đại lượng (v, p) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2  x   v   x   p       1;     1  x max   v max   x max   p max  Hệ thức liên hệ của (v, p) với (a, F): đại lượng nhóm (v, p) vuông pha với nhóm đại lượng (a, F)  v   a       1;  v max   a max   v   F      1  v max   Fmax   p   a   p   F       1;     1  p max   a max   p max   Fmax  Hệ thức liên hệ của x với (a, F): đại lượng x ngược pha với nhóm đại lượng (a, F) F  ma  m2 x Nhận xét: Tại thời điểm bất kì, biết độ lớn giá trị một trong các đại lượng (x, v, p, a, F) sẽ xác định được độ lơn giá trị các đại lượng còn lại. [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 3 TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn 3. Bảng so sánh các đại lƣợng dao động: (v, p) là các đại lƣợng véc-tơ + Chiều: Cùng chiều chuyển động của vật →(v, p) > 0 khi vật đi theo chiều dương và (v, p) < 0 nếu vật đi theo chiều âm trục Ox →(v, p) đổi chiều (đổi dấu) tại vị trí biên. + Giá trị của (v, p): Tại biên x = ± A thì (v, p) = 0 Vật qua VTCB theo chiều âm thì (v, P) có giá trị cực tiểu: v min  A; pmin  mA (a, F) là các đại lƣợng véc-tơ + Chiều: luôn hướng về vị trí cân bằng →(a, F) > 0 khi vật đi có li độ âm và (a, F) < 0 nếu vật đi có li độ dương. →(a, F) đổi chiều (đổi dấu) khi qua vị trí cân bằng. + Giá trị của (a, F) Tại VTCB x = 0 thì (a, F) = 0 Vật ở biên dương x = A thì (a, F) có giá trị cực tiểu: Vật qua VTCB theo chiều dương thì (v, P) có giá trị cực đại: v max  A; p max  mA Vật ở biên âm x = - A thì (a, F) có giá trị cực đại: Chú ý: Nếu nói đến độ lớn của (v, p) thì độ lớn (v, p) đạt giá trị cực đại tại vị trí cân bằng x = 0 và bằng 0 tại hai vị trí biên x = ± A a min  2 A; Fmin  m2 A a max  2 A; Fmax  m2 A Chú ý: (a, F) có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ. Tại biên x = ± A thì độ lớn của (a, F) cực đại Tại vị trí cân bằng rõ ràng độ lớn (a, F) bằng 0. 4. Giá Trị Các Đại Lƣợng Trong Quá Trình Dao Động trên trục Ox v p0 a  a m ax   A 2 F  Fm ax  m2 A v p0 v  v m ax  A a  a min  2 A p  p m ax  mA F  Fmin  m2 A a F 0 (v, p) > 0; (a, F) < 0 (v, p) > 0; (a, F) > 0 (+) -A A O (v, p) < 0; (a, F) > 0 x (v, p) < 0; (a, F) < 0 v p0 v  v min  A v p0 a  a m ax  2 A p  p min  mA a  a min  2 A F  Fm ax  m2 A a F 0 F  Fmin  m2 A Một số nhận xét: + (v, p) và (a, F) cùng chiều (cùng dấu) khi vật đi từ biên về vị trí cân bằng + (v, p) và (a, F) ngược chiều (khác dấu) khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên + Vật đi từ biên về vị trí cân bằng là chuyển động nhanh dần + Vật đi từ vị trí cân bằng đến biên là chuyển động chậm dần [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 4 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 Vấn đề 1: Các Đại Lƣợng Dao Động. Câu 1(ĐH-2012): Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Vectơ gia tốc của chất điểm có A. độ lớn cực đại ở vị trí biên, chiều luôn hướng ra biên. B. độ lớn cực tiểu khi qua vị trí cân bằng luôn cùng chiều với vectơ vận tốc. C. độ lớn không đổi, chiều luôn hướng về vị trí cân bằng. D. độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ, chiều luôn hướng về vị trí cân bằng. Câu 2(CĐ-2012): Khi nói về một vật đang dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây đúng? A.Vectơ gia tốc của vật đổi chiều khi vật có li độ cực đại. B.Vectơ vận tốc và vectơ gia tốc của vật cùng chiều nhau khi vật chuyển động về phía vị trí cân bằng. C.Vectơ gia tốc của vật luôn hướng ra xa vị trí cân bằng. D.Vectơ vận tốc và vectơ gia tốc của vật cùng chiều nhau khi vật chuyển động ra xa vị trí cân bằng. Câu 3: Khi nói về dao động điều hoà của một vật, phát biểu nào sau đây đúng? A. Khi vật ở vị trí biên, gia tốc của vật bằng không. B. Vectơ gia tốc của vật luôn hướng về vị trí cân bằng. C. Vectơ vận tốc của vật luôn hướng về vị trí cân bằng. D. Khi đi qua vị trí cân bằng, vận tốc của vật bằng không. Câu 4(ĐH-2010): Lực kéo về tác dụng lên một chất điểm dao động điều hòa có độ lớn A. tỉ lệ với độ lớn của li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng. B. tỉ lệ với bình phương biên độ. C. không đổi nhưng hướng thay đổi. D. và hướng không đổi. Câu 5: Tìm kết luận sai về lực kéo về lên vật dao động điều hoà: A. luôn hướng về vị trí cân bằng. B. luôn cùng chiều vận tốc. C. luôn cùng chiều với gia tốc. D. luôn ngược dấu với li độ. Câu 6: Trong dao động điều hoà khi vật đổi chiều chuyển động thì A. Lực kéo về đạt giá trị cực đại B. Lực kéo về có độ lớn bằng 0 C. Lực kéo về đổi chiều D. Lực kéo về có giá trị nhỏ nhất Câu 7(CĐ-2010): Khi một vật dao động điều hòa thì A. lực kéo về tác dụng lên vật có độ lớn cực đại khi vật ở vị trí cân bằng. B. gia tốc của vật có độ lớn cực đại khi vật ở vị trí cân bằng. C. lực kéo về tác dụng lên vật có độ lớn tỉ lệ với bình phương biên độ. D. vận tốc của vật có độ lớn cực đại khi vật ở vị trí cân bằng. Câu 8(CĐ-2012): Khi một vật dao động điều hòa, chuyển động của vật từ vị trí biên về vị trí cân bằng là chuyển động A. nhanh dần đều. B. chậm dần đều. C. nhanh dần. D. chậm dần. Câu 9: Trong dao động điều hòa, lực gây ra dao động cho vật A. biến thiên tuần hoàn nhưng không điều hòa. B. biến thiên điều hòa cùng tần số, cùng pha với li độ. C. biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ. D. không đổi. Câu 10: Khi một vật dao động điều hòa, chuyển động của vật từ vị trí cân bằng ra vị trí biên là chuyển động A. nhanh dần đều. B. chậm dần đều. C. nhanh dần. D. chậm dần. Câu 11: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox, tại thời điểm nào đó vận tốc và gia tốc của vật có giá trị dương. Trạng thái dao động của vật khi đó là A. nhanh dần theo chiều dương. B. chậm dần đều theo chiều dương. C. nhanh dần theo chiều âm. D. chậm dần theo chiều dương. Câu 12: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox, tại thời điểm nào đó vận tốc và gia tốc của vật có giá trị âm. Trạng thái dao động của vật khi đó là A. nhanh dần theo chiều dương. B. chậm dần đều theo chiều dương. [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 5 TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn C. nhanh dần theo chiều âm. D. chậm dần theo chiều dương. Câu 13: Một vật dao động điều hoà trên trục Ox, tại thời điểm nào đó vận tốc và gia tốc của vật có giá trị trái dấu nhau. Khi đó chuyển động của vật là A. nhanh dần đều. B. chậm dần đều. C. nhanh dần. D. chậm dần. Vấn đề 2: Năng Lƣợng Vật Dao Động  Giả sử con lắc lò xo dao động trên trục Ox với phương trình li độ: x  Acos  t   Ta có phương vận tốc con lắc lò xo: v  x'  Asin  t    Động năng của con lắc lò xo: 1  cos  2t  2 1 2 1 2 1 1 1 W®  mv 2  m2 A2 sin 2  t    kA2 .  kA  kA cos  2t  2 2 2 2 2 4 4 Thế năng của con lắc lò xo: 1  cos  2t  2 1 2 1 2 1 1 1 Wt  kx2  kA2 cos2  t    kA2 .  kA  kA cos  2t  2  2 2 2 2 4 4  Wđ và Wt biến thiên tuần hoàn với tần số gấp hai lần tần số của dao động điều hoà (chu kì bằng một nửa chu kì dao động điều hoà).  Cơ năng của con lắc lò xo: 1 1 W  W®  Wt  kA2  m2 A2 2 2  Cơ năng là tỉ lệ với bình phương biên độ A, cơ năng con lắc là bảo toàn.  Công thức xác định vị trí vật khi động năng gấp n lần thế năng: A W®  nWt  x   n 1  Quan hệ động năng, thế năng và cơ năng tại những vị trí đặc biệt: 1 W®  Wt 3 W®  Wt W®  3Wt -A -A 3 2 (+) -A 2 -A O A A 2 A 3 2 2 W®  W; Wt  0 2 2 x 2 A W®  0; Wt  W Câu 1: Trong dao động điều hòa của một vật thì những đại lượng không thay đổi theo thời gian là A. tần số, lực hồi phục và biên độ. B. biên độ, tần số và cơ năng. C. lực hồi phục, biên độ và cơ năng. D. cơ năng, tần số và lực hồi phục. Câu 2: Trong dao động điều hòa những đại lượng dao động cùng tần số với li độ là A. vận tốc, gia tốc và cơ năng. B. vận tốc, động năng và thế năng. C. vận tốc, gia tốc và lực phục hồi. D. động năng, thế năng và lực phục hồi. [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 6 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 Câu 3 (ĐH-2008): Cơ năng của một vật dao động điều hòa A. biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ bằng một nửa chu kỳ dao động của vật. B. tăng gấp đôi khi biên độ dao động của vật tăng gấp đôi. C. bằng động năng của vật khi vật tới vị trí cân bằng. D. biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ bằng chu kỳ dao động của vật. Câu 4 (ĐH-2009): Một vật dao động điều hòa theo một trục cố định (mốc thế năng ở vị trí cân bằng) thì A. động năng của vật cực đại khi gia tốc của vật có độ lớn cực đại. B. khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên, vận tốc và gia tốc của vật luôn cùng dấu. C. khi ở vị trí cân bằng, thế năng của vật bằng cơ năng. D. thế năng của vật cực đại khi vật ở vị trí biên. Câu 5 (CĐ-2009): Khi nói về năng lượng của một vật dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Cứ mỗi chu kì dao động của vật, có bốn thời điểm thế năng bằng động năng. B. Thế năng của vật đạt cực đại khi vật ở vị trí cân bằng. C. Động năng của vật đạt cực đại khi vật ở vị trí biên. D. Thế năng và động năng của vật biến thiên cùng tần số với tần số của li độ. Vấn đề 3: Dao Động Tắt Dần, Duy Trì, Cƣỡng Bức 1. Dao động tắt dần a. Khái niệm: Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian. b. Đặc điểm: Dao động tắt dần xảy ra khi có lực cản của môi trường. Lực cản môi trường môi trường là một loại ma sát làm tiêu hao cơ năng của con lắc, chuyển hoá cơ năng dần dần thành nhiệt năng. Vì thế biên độ dao động của con lắc giảm dần và cuối cùng con lắc dừng lại. Lực cản môi trường càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh. 2. Dao động duy trì Nếu cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động tắt dần để bù lại phần năng lượng tiêu hao do ma sát mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng của nó thì dao động con lắc theo cách như vậy gọi là dao động duy trì. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì. 4. Dao động cƣỡng bức: a. Khái niệm: Dao động cưỡng bức là dao động mà hệ chịu thêm tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn có biểu thức F=F0sin(ωt). b. Đặc điểm  Sau khi dao động của hệ được ổn định (thời gian từ lúc tác dụng lực đến khi hệ có dao động ổn định gọi là giai đoạn chuyển tiếp) thì dao động của hệ là dao động điều hoà có tần số bằng tần số ngoại lực.  Biên độ dao động của hệ không những phụ thuộc vào biên độ dao động của ngoại lực mà còn phụ thuộc cả vào độ chênh lệch giữa tần số dao động riêng của vật f 0 và tần số f dao động của ngoại lực (hay |f - f0|). Khi tần số của lực cương bức càng gần tần số dao động riêng thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn. Câu 1(ĐH-2012): Một vật dao động tắt dần có các đại lượng nào sau đây giảm liên tục theo thời gian? A. Biên độ và tốc độ B. Li độ và tốc độ C. Biên độ và gia tốc D. Biên độ và cơ năng Câu 2(ĐH-2007): Nhận định nào sau đây sai khi nói về dao động cơ học tắt dần? A. Dao động tắt dần có động năng giảm dần còn thế năng biến thiên điều hòa. B. Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian. C. Lực ma sát càng lớn thì dao động tắt càng nhanh. D. Trong dao động tắt dần, cơ năng giảm dần theo thời gian. Câu 3(CĐ-2009): Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động tắt dần? A. Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian. [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 7 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 B. Cơ năng của vật dao động tắt dần không đổi theo thời gian. C. Lực cản môi trường tác dụng lên vật luôn sinh công dương. D. Dao động tắt dần là dao động chỉ chịu tác dụng của nội lực. Câu 4: Con lắc dao động duy trì với tần số A. bằng tần số dao động riêng. B. phụ thuộc vào cách duy trì. C. lớn hơn tần số dao động riêng. D. nhỏ hơn tần số dao động riêng. Câu 5: Dao động của con lắc đồng hồ là A. dao động cưỡng bức. B. dao động duy trì. C. dao động tắt dần. D. dao động điện từ. Câu 6(CĐ-2007): Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học? A. Hiện tượng cộng hưởng (sự cộng hưởng) xảy ra khi tần số của ngoại lực điều hoà bằng tần số dao động riêng của hệ. B. Biên độ dao động cưỡng bức của một hệ cơ học khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng (sự cộng hưởng) không phụ thuộc vào lực cản của môi trường. C. Tần số dao động cưỡng bức của một hệ cơ học bằng tần số của ngoại lực điều hoà tác dụng lên hệ ấy. D. Tần số dao động tự do của một hệ cơ học là tần số dao động riêng của hệ ấy. Câu 7(ĐH-2007): Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động A. với tần số bằng tần số dao động riêng. B. mà không chịu ngoại lực tác dụng. C. với tần số lớn hơn tần số dao động riêng. D. với tần số nhỏ hơn tần số dao động riêng. Câu 8(CĐ-2008): Khi nói về một hệ dao động cưỡng bức ở giai đoạn ổn định, phát biểu nào dưới đây là sai? A. Tần số của hệ dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức. B. Tần số của hệ dao động cưỡng bức luôn bằng tần số dao động riêng của hệ. C. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức. D. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc biên độ của ngoại lực cưỡng bức. Câu 9(CĐ-2012): Một vật dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực F = F0cosft (với F0 và f không đổi, t tính bằng s). Tần số dao động cưỡng bức của vật là A. f. B. f. C. 2f. D. 0,5f. Câu 10(ĐH-2009): Khi nói về dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức. B. Biên độ của dao động cưỡng bức là biên độ của lực cưỡng bức. C. Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức. D. Dao động cưỡng bức có tần số nhỏ hơn tần số của lực cưỡng bức. Câu 11: Một con lắc lò xo gồm viên bi nhỏ khối lượng m = 1kg và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng 100 N/m. Con lắc dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực biến đổi điều hoà theo thời gian với phương trình F = F0cos10πt. Sau một thời gian thấy vật dao động ổn định với biên độ A = 6 cm. Tốc độ cực đại của vật có giá trị bằng A. 60 cm/s. B. 60π cm/s. C. 0,6 cm/s. D. 6π cm/s. Câu 12: Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào A. tần số của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật. B. pha ban đầu của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật. C. hệ số lực cản (của ma sát nhớt) tác dụng lên vật. D. biên độ của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật. Câu 13: Hiện tượng cộng hưởng thể hiện rõ nét khi: A. tần số lực cưỡng bức nhỏ. B. biên độ lực cưỡng bức nhỏ. C. lực cản môi trường nhỏ. D. tần số lực cưỡng bức lớn. [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 8 TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn Câu 14(CĐ-2008): Một con lắc lò xo gồm viên bi nhỏ khối lượng m và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng 10 N/m. Con lắc dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn có tần số góc ωF . Biết biên độ của ngoại lực tuần hoàn không thay đổi. Khi thay đổi ωF thì biên độ dao động của viên bi thay đổi và khi ωF = 10 rad/s thì biên độ dao động của viên bi đạt giá trị cực đại. Khối lượng m của viên bi bằng A. 40 gam. B. 10 gam. C. 120 gam. D. 100 gam. Câu 15: Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m=100g, lò xo có độ cứng k=100N/m. Trong cùng một điều kiện về lực cản của môi trường, thì biểu thức ngoại lực điều hòa nào sau đây làm cho con lắc dao động cưỡng bức với biên độ lớn nhất? (Cho g=π2 m/s2)  A. F = 2cos(10πt + ) (N). B. F = 1,5cos(10πt) (N). 4   C. F = 2cos(20πt + ) (N). D. F = 1,5cos(8πt + ) (N). 2 4 Câu 16: Một con lắc đơn có chiều dài l =16 cm dao động trong không khí. Cho g  10m / s2 ; 2  10. Tác dụng lên con lắc một ngoại lực biến thiên tuần hoàn có biên độ không đổi nhưng tần số f có thể thay đổi. Khi tần số của ngoại lực lần lượt có giá trị f1  0,7 Hz và f2  1,5 Hz thì biên độ dao động của vật tương ứng là A1 và A 2 . Ta có kết luận: A. A1  A2 . B. A1  A2 . C. A1  A2 . D. A1  A2 . Câu 17: Một con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng trong môi trường có lực cản. Tác dụng vào con lắc một lực cưỡng bức tuần hoàn F = F0cosωt, tần số góc ω thay đổi được. Khi tần số góc đến giá trị ω1 và 3ω1 thì biên độ dao động của con lắc đều bằng A1. Khi tần số góc bằng 2ω1 thì biên độ dao động của con lắc bằng A2. So sánh A1 và A2 ta có: A. A1 < A2 B. A1 > A2 C. A1 = A2 D. A1 = 2A2 Câu 18: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m = 50g, lò xo có độ cứng k = 50N/m, dao động trên mặt phẳng ngang có ma sát, lấy gần đúng π2 = 10. Tác dụng vào con lắc một lực biến thiên điều hoà theo thời gian, giữ nguyên biên độ ngoại lực tăng dần tần số lực tác dụng vào con lắc từ 3 Hz đến 7 Hz. Điều nào sau đây mô tả đúng dao động của con lắc. A. con lắc dao động duy trì với chu kì T = 0,2 s, biên độ tăng dần đến cực đại rồi giảm dần. B. con lắc dao động cưỡng bức với tần số thay đổi, biên độ tăng dần đến cực đại rồi giảm dần. C. con lắc dao động cưỡng bức với biên độ tăng dần, tần số không đổi. D. con lắc dao động tự do điều hoà với tần số f = 5 Hz, biên độ không đổi trong suốt thời gian khảo sát. Câu 19: Một con lắc đơn gồm vật có khối lượng m, dây treo có chiều dài 2 m, lấy g = π2. Con lắc dao động điều hòa dưới tác dụng của ngoại lực có biểu thức F = F0cos(ωt + π/2)( N). Nếu chu kỳ T của ngoại lực tăng từ 2s lên 4s thì biên độ dao động của vật sẽ: A. tăng rồi giảm B. giảm rồi tăng C. chỉ giảm D. chỉ tăng 2 2 Câu 20: Con lắc đơn dài có chiều dài 1m đặt ở nơi có g = π m/s . Tác dụng vào con lắc một ngoại lực biến thiên tuần hoàn với tần số f = 2 Hz thì con lắc dao động với biên độ A0. Tăng tần số của ngoại lực thì biên độ dao động của con lắc A. Tăng. B. Tăng lên rồi giảm. C. Không đổi. D. Giảm. Câu 21: Một con lắc dài 44 cm được treo vào trần của một toa xe lửa. Con lắc bị kích động mỗi khi bánh của toa xe gặp chỗ nối nhau của đường ray. Hỏi tàu chạy thẳng đều với tốc độ bằng bao nhiêu thì biên độ dao động của con lắc sẽ lớn nhất. Cho biết chiều dài của mỗi đường ray là 12,5 m. Lấy g = 9,8 m/s2. A. 10,7 km/h B. 34 km/h C. 106 km/h D. 45 km/h Câu 22: Một xe ô tô chạy trên đường, cứ 8m lại có một cái mô nhỏ.Chu kì dao động tự do của khung xe trên các lò xo là 1,5 s. Xe chạy với tốc độ nào thì bị rung mạnh nhất A. 19,2 km/h B. 18,9 km/h C. 16,3 km/h D. 12,7 km/h [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 9 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 CHUYÊN ĐỀ 2: DAO ĐỘNG CƠ Vấn đề 1: Sự Truyền Sóng 1. Sóng Cơ ▪ Sóng cơ: là dao động cơ lan truyền trong môi trường . ▪ Sóng ngang: là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su. ▪ Sóng dọc: là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng âm, sóng trên một lò xo. 2. Các Đặc Trƣng Của Sóng a) Biên độ của sóng: Biên độ A của sóng là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua. b) Chu kì, tần số của sóng: Chu kì T của sóng là chu kì dao động của một phần tử của môi trường có sóng 1 truyền qua. Đại lượng f  gọi là tần số của sóng. T c) Tốc độ truyền sóng: Tốc độ truyền sóng v là tốc độ lan truyền dao động của môi trường. Đối với mỗi môi trường, tốc độ truyền sóng v có một giá trị không đổi. Tốc độ truyền sóng chỉ phụ thuộc vào môi trường truyền sóng. d) Bước sóng: Bước sóng λ là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì. v   vT  f e) Năng lượng sóng: Năng lượng sóng là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường có sóng truyền qua. 3. Phƣơng Trình Sóng ▪ Phƣơng trình sóng cơ tại một điểm trên phƣơng truyền sóng Giả sử có một nguồn sóng dao động tại O với phương trình d  2  uO  A cos(t)  A cos  t  .  T  O M Xét tại một điểm M trên phương truyền sóng, M cách O một khoảng d như hình vẽ, sóng tuyền theo phương từ O đến M. Do sóng truyền từ O đến M hết một khoảng thời gian ∆t = d/v, với v là tốc độ truyền sóng nên dao động tại M chậm pha hơn dao động tại O. Khi đó li độ dao động tại O ở thời điểm t – t bằng li độ dao động tại M ở thời điểm t.   d  d  2fd   d   Ta được uM (t)  uO (t  t)  uO  t    Acos   t     Acos t    Acos t  v  v   v      v  Do   v f 1 2d  d     uM (t)  Acos  t   , t  v . f v     2d  d  Vậy phương trình dao động tại điểm M là uM (t)  A cos  t  , t  . (1)   v   ▪ Độ lệch pha giữa hai điểm trên phƣơng truyền sóng Gọi M và N là hai điểm trên phương truyền sóng, tương ứng cách nguồn các khoảng dM và dN  2 d M   uM (t)  A cos  t       Khi đó phương trình sóng truyền từ nguồn O đến M và N lần lượt là  u (t)  A cos  t  2 d N    N      [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 10 TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn 2 d M    M  t    Pha dao động tại M và N tương ứng là    t  2 d N  N   2(d M  d N ) 2d  ;d  d M  d N được gọi là độ lệch pha của hai điểm M và N.   2d  Hai điểm dao động cùng pha nếu   k2   d  k .   Những phần tử của môi trường trên cùng một hướng truyền sóng và cách nhau một số nguyên lần bước sóng thì dao động cùng pha. Đặt   M  N   2k  1   (k  0,5) . 2d  d    2 Những phần tử của môi trường trên cùng một hướng truyền sóng và cách nhau một số nửa nguyên lần bước sóng (lẻ nửa bước sóng) thì dao động ngược pha.  Hai điểm dao động ngược pha nếu    2k  1    Hai điểm dao động vuông pha nếu    2k  1   2d  d    2k  1  2  4 Những phần tử của môi trường trên cùng một hướng truyền sóng và cách nhau lẻ một phần tư bước sóng thì dao động vuông pha. Câu 1: Sóng ngang truyền được trong A. rắn, lòng khí B. rắn và khí. C. rắn và lỏng. D. Chất rắn và bề mặt chất lỏng Câu 2: Sóng dọc truyền được trong các chất A. rắn, lỏng và khí B. rắn và khí. C. rắn và lỏng. D. lỏng và khí. Câu 3: Sóng ngang không truyền được trong các chất A. rắn, lỏng và khí. B. rắn và khí. C. rắn và lỏng. D. lỏng và khí. Câu 4: Khi nói về sóng cơ, phát biểu nào sau đây sai? A. Quá trình truyền sóng cơ là quá trình truyền năng lượng. B. Sóng cơ là quá trình lan truyền các phần tử vật chất trong một môi trường. C. Sóng cơ không truyền được trong chân không. D. Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường. Câu 5: Kết luận nào sau đây không đúng về quá trình lan truyền của sóng cơ? A. Quãng đường mà sóng đi được trong nửa chu kỳ đúng bằng nửa bước sóng. B. Không có sự truyền pha của dao động. C. Không mang theo phần tử môi trường khi lan truyền. D. Là quá trình truyền năng lượng. Câu 6: Đối với sóng cơ học, vận tốc truyền sóng A. phụ thuộc vào bước sóng và bản chất môi trường truyền sóng. B. phụ thuộc vào bản chất môi trường truyền sóng. C. phụ thuộc vào chu kỳ, bước sóng và bản chất môi trường truyền sóng. D. phụ thuộc vào tần số sóng và bước sóng. Câu 7 (ĐH -2007): Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = acos20t(cm) với t tính bằng giây. Trong khoảng thời gian 2 s, sóng này truyền đi được quãng đường bằng bao nhiêu lần bước sóng A. 20 B. 40 C. 10 D. 30 Câu 8 (ĐH-2009): Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm A. trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó ngược pha. [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 11 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 B. gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha. C. gần nhau nhất mà dao động tại hai điểm đó cùng pha. D. trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha. Câu 9 (ĐH-2011): Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sóng cơ? A. Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha. B. Sóng cơ truyền trong chất rắn luôn là sóng dọc. C. Sóng cơ truyền trong chất lỏng luôn là sóng ngang. D. Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha. Câu 10 (ĐH-2012): Khi nói về sự truyền sóng cơ trong một môi trường, phát biểu nào sau đây đúng? A. Những phần tử của môi trường cách nhau một số nguyên lần bước sóng thì dao động cùng pha. B. Hai phần tử của môi trường cách nhau một phần tư bước sóng thì dao động lệch pha nhau 900. C. Những phần tử của môi trường trên cùng một hướng truyền sóng và cách nhau một số nguyên lần bước sóng thì dao động cùng pha. D. Hai phần tử của môi trường cách nhau một nửa bước sóng thì dao động ngược pha. Câu 11 (CĐ-2013): Một sóng hình sin đang lan truyền trong một môi trường. Các phần tử môi trường ở hai điểm nằm trên cùng một hướng truyền sóng và cách nhau một số nguyên lần bước sóng thì dao động   A. Cùng pha B. Lệch pha C. Lệch pha D. Ngược pha 2 4 Câu 12: Khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha bằng A. /4. B. . C. /2. D. 2. Câu 13: Khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên phương truyền sóng dao động ngược pha bằng A. /4. B. /2. C. . D. 2. Câu 14: Khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên phương truyền sóng dao động vuông pha (lệch pha 900) là A. /4. B. /2. C. . D. 2. Câu 15: Nguồn sóng trên mặt nước tạo dao động với tần số 10 Hz. Biết khoảng cách giữa 7 gợn sóng liên tiếp là 30cm. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là A. 50cm/s. B. 150cm/s. C. 100cm/s. D. 25cm/s. Vấn đề 2: Giao Thoa Sóng Giao Thoa Với Hai Nguồn Cùng Pha. Khi đó phương trình dao động của hai nguồn là uA = uB = acos(ωt) 2d1   Phương trình sóng tại M do sóng từ nguồn A truyền đến là: uAM  a cos  t  , d1  AM.     2d 2   Phương trình sóng tại M do sóng từ nguồn B truyền đến là: uBM  a cos  t  , d 2  BM.     Phương trình dao động tổng hợp tại M là 2d1  2d 2  (d 2  d1 )     (d 2  d1 )   uM  uAM  uBM  a cos  t    a cos  t     2a cos   cos  t              Vậy phương trình dao động tổng hợp tại M là (d 2  d1 )   (d 2  d1 )   uM  2a cos   cos  t          Nhận xét:  (d 2  d1 )  - Biên độ dao động tổng hợp tại M là AM  2a cos  .    → Biên độ dao động tổng hợp cực đại khi: [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 12 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 (d 2  d1 )  (d 2  d1 )  cos   k  d 2  d1  k   1      → Biên độ dao động tổng hợp cực tiểu khi: (d 2  d1 )    (d 2  d1 )  cos    k  d 2  d1   2k  1  (k  0,5) 0   2 2    Dễ thấy, trên đoạn thẳng nối hai nguồn:  + Hai điểm giao thoa với biên độ cực đại gần nhất cách nhau là , 2  + Hai điểm giao thoa với biên độ cực tiểu gần nhất cách nhau là , 2  + Hai điểm giao thoa với biên độ cực tiểu, cực đại gần nhất cách nhau là . 4 Chú ý: Đối với trường hợp hai nguồn dao động ngược pha thì điều kiện về hiệu khoảng cách tới hai nguồn của các điểm giao thoa với biên độ cực đại, cực tiểu ngược lại (ít có khả năng thi):   Biên độ dao động tổng hợp cực đại khi d 2  d1   2k  1 2  Biên độ dao động tổng hợp bị triệt tiêu khi d2  d1  k 2. Điều Kiện Giao Thoa. Để giao thoa được, hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động: + Cùng phương + Cùng tần số + Độ lệch pha không đổi theo thời gian. Câu 1 (ĐH-2010): Điề u kiê ̣n để hai sóng cơ khi gă ̣p nhau , giao thoa đươ ̣c với nhau là hai sóng phải xuấ t phát từ hai nguồ n dao đô ̣ng A. cùng biên độ và có hiệu số pha không đổi theo thời gian B. cùng tần số, cùng phương C. có cùng pha ban đầu và cùng biên độ D. cùng tần số, cùng phương và có hiê ̣u số pha không đổ i theo thời gian Câu 2 (CĐ-2009) : Ở mặt nước có hai nguồn sóng dao động theo phương vuông góc với mặt nước, có cùng phương trình u = Acost. Trong miền gặp nhau của hai sóng, những điểm mà ở đó các phần tử nước dao động với biên độ cực đại sẽ có hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn đến đó bằng A. một số lẻ lần nửa bước sóng. B. một số nguyên lần bước sóng. C. một số nguyên lần nửa bước sóng. D. một số lẻ lần bước sóng. Câu 3: Ở mặt nước có hai nguồn sóng dao động theo phương vuông góc với mặt nước, có cùng phương trình u = Acost. Trong miền gặp nhau của hai sóng, những điểm mà ở đó các phần tử nước dao động với biên độ cực tiểu sẽ có hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn đến đó bằng A. một số lẻ lần nửa bước sóng. B. một số nguyên lần bước sóng. C. một số nguyên lần nửa bước sóng. D. một số lẻ lần bước sóng. Câu 4 (ĐH-2007): Để khảo sát giao thoa sóng cơ, người ta bố trí trên mặt nước nằm ngang hai nguồn kết hợp S1 và S2. Hai nguồn này dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, cùng pha. Xem biên độ sóng không thay đổi trong quá trình truyền sóng. Các điểm thuộc mặt nước và nằm trên đường trung trực của đoạn S1S2 sẽ A. dao động với biên độ bằng nửa biên độ cực đại B. dao động với biên độ cực tiểu C. dao động với biên độ cực đại D. không dao động Câu 5 (CĐ-2010): Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B dao động đều hòa cùng pha với nhau và theo phương thẳng đứng. Biết tốc độ truyền sóng không đổi trong quá trình lan truyền, bước sóng [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 13 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 do mỗi nguồn trên phát ra bằng 12 cm. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động với biên độ cực đai nằm trên đoạn thẳng AB là A. 9 cm. B. 12 cm. C. 6 cm. D. 3 cm. Câu 6 (CĐ-2012): Tại mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng S1 và S2 dao động theo phương thẳng đứng với cùng phương trình u = acos40t (a không đổi, t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng bằng 80 cm/s. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai phần tử chất lỏng trên đoạn thẳng S1S2 dao động với biên độ cực đại là A. 4 cm. B. 6 cm. C. 2 cm. D. 1 cm. Câu 7 (CĐ-2013): Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp được đặt tại A và B dao động theo phương trình uA = uB = acos25πt (a không đổi, t tính bằng s). Trên đoạn thẳng AB, hai điểm có phần tử nước dao động với biên độ cực đại cách nhau một khoảng ngắn nhất là 2 cm. Tốc độ truyền sóng là A. 25 cm/s. B. 100 cm/s. C. 75 cm/s. D. 50 cm/s.. Câu 8 (CĐ-2008): Tại hai điểm M và N trong một môi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp cùng phương và cùng pha dao động. Biết biên độ, vận tốc của sóng không đổi trong quá trình truyền, tần số của sóng bằng 40 Hz và có sự giao thoa sóng trong đoạn MN. Trong đọan MN, hai điểm dao động có biên độ cực đại, cực tiểu gần nhau nhất cách nhau 0,75 cm cm. Tốc độ truyền sóng trong môi trường này bằng A. 2,4 m/s. B. 1,2 m/s. C. 0,3 m/s. D. 0,6 m/s. Vấn đề 3: Sóng Dừng 1. Sự phản xạ sóng cơ Khi sóng cơ truyền đến biên của một môi trường thì tại vị trí biên này sóng bị phản xạ. Khi sóng truyền trên dây thì sóng cơ bị phản xạ tại đầu dây. a) Khi đầu dây là đầu cố định thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ ngược pha với sóng tới. b) Khi đầu dây là đầu tự do thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ cùng pha với sóng tới. 2. Sóng dừng trên dây. Khi có sóng dừng trên dây, trên dây sẽ xuất hiện các điểm bụng và điểm nút + Khoảng cách gần nhất giữa hai bụng sóng là λ/2. + Khoảng cách gần nhất giữa hai nút sóng là λ/2. + Khoảng cách gần nhất giữa nút sóng và bụng sóng là λ/4 3. Điều kiện có sóng dừng  Khi hai đầu cố định thì chiều dài dây phải thỏa mãn: k v hay f  n ; trong đó: n là số bụng sóng.  2 2 → Số nút sóng là: n + 1 v → Tần số nhỏ nhất tạo ra sóng dừng: fmin  ; khi đó trên dây có một bụng, 2 nút 2l → Tần số để có sóng dừng phải bằng nguyên lần tần số nhỏ nhất.  Khi một đầu cố định, một đầu tự do thì chiều dài dây phải thỏa mãn: n  v   hay f  (2n  1) ; trong đó: n là số bụng sóng có trên dây (kể cả bụng ở đầu tự do). 2 4 4 → Số bụng sóng bằng số nút sóng và bằng n. v → Tần số nhỏ nhất để tạo ra sóng dừng: fmin  4l → Tần số để có sóng dừng phải bằng lẻ lần tần số nhỏ nhất Câu 1 (CĐ-2012): Khi nói về sự phản xạ của sóng cơ trên vật cản cố định, phát biểu nào sau đây đúng? A. Tần số của sóng phản xạ luôn lớn hơn tần số của sóng tới. B. Sóng phản xạ luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ. C. Tần số của sóng phản xạ luôn nhỏ hơn tần số của sóng tới. [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 14 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 D. Sóng phản xạ luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ. Câu 2: Khi nói về sự phản xạ của sóng cơ trên vật cản tự do, phát biểu nào sau đây đúng? A. Tần số của sóng phản xạ luôn lớn hơn tần số của sóng tới. B. Sóng phản xạ luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ. C. Tần số của sóng phản xạ luôn nhỏ hơn tần số của sóng tới. D. Sóng phản xạ luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ. Câu 3: Trong quá trình truyền sóng, khi gặp vật cản thì sóng bị phản xạ. Tại điểm phản xạ thì sóng tới và sóng phản xạ sẽ A. luôn cùng pha. B. không cùng loại. C. luôn ngược pha. D. cùng tần số. Câu 4(CĐ-2007): Trên một sợi dây có chiều dài l, hai đầu cố định, đang có sóng dừng. Trên dây có một bụng sóng. Biết tốc độ truyền sóng trên dây là v không đổi. Tần số của sóng là v v 2v v A. . B. . C. . D. l 2l 4l l Câu 5(CĐ-2012): Trên một sợi dây có sóng dừng với bước sóng là  . Khoảng cách giữa hai nút sóng liền kề là   A. . B. 2  . C. . D.  . 2 4 Câu 6: Trong hiện tượng sóng dừng trên dây. Khoảng cách giữa hai nút hay hai bụng sóng liên tiếp bằng A. một số nguyên lần bước sóng. B. một phần tư bước sóng. C. một nửa bước sóng. D. một bước sóng. Câu 7: Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng. Khoảng cách từ một nút đến một bụng kề nó bằng A. một bước sóng. B. một phần tư bước sóng. C. hai bước sóng. D. một nửa bước sóng. Vấn đề 4: Sóng âm 1. Khái niệm và đặc điểm a) Khái niệm Sóng âm là sự lan truyền các dao động âm trong các môi trường rắn, lỏng, khí. b) Đặc điểm  Tai con người chỉ có thể cảm nhận được (nghe được) các âm có tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz.  Các sóng âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz được gọi là hạ âm.  Các sóng âm có tần số lớn hơn 20000 Hz được gọi là siêu âm.  Âm truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí, hầu như không truyển được qua các chất xốp, bông, len… những chât đó gọi là chất cách âm.  Tốc độ truyền âm giảm trong các môi trường theo thứ tự : rắn, lỏng, khí. Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính chất môi trường, nhiệt độ của môi trường và khối lượng riêng của môi trường. Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ truyền âm cũng tăng. 2. Các đặc trƣng sinh lý của âm Âm có 3 đặc trưng sinh lý là độ cao, độ to và âm sắc. Các đặc trưng của âm nói chung phụ thuộc vào cảm thụ âm của tai con người a) Độ cao  Đặc trưng cho tính trầm hay bổng của âm, phụ thuộc vào tần số âm.  Âm có tần số lớn gọi là âm bổng và âm có tần số nhỏ gọi là âm trầm. b) Độ to Là đại lượng đặc trưng cho tính to hay nhỏ của âm, phụ thuộc vào tần số âm và mức cường độ âm.  Cường độ âm: Là năng lượng mà sóng âm truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm. P Công thức tính I  , trong đó P là công suât của nguồn âm, S là diện tích miền truyền âm. S [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 15 TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn Khi âm truyền trong không gian thì S  4R2  I   P . 4R2 P  2 I A  4 R 2 I A  RB   A Cường độ âm tại hai điểm A, B được cho bởi      IB  RA  I  P  B 4R 2 B  2 2 Đơn vị : P (W), S (m ), I (W/m ).  Mức cường độ âm: Là đại lượng được thiết lập để so sánh độ to của một âm với độ to của âm chuẩn và được I cho bởi công thức: L  lg ,(B) trong đó, I là cường độ âm tại điểm cần tính, Io là cường độ âm chuẩn (âm Io ứng với tần số f = 1000 Hz) có giá trị là Io = 10–12 W/m2 Trong thực tế thì người ta thường sử dụng đơn vị nhỏ hơn Ben để tính mức cường độ âm, đó là dexiBen (dB) I 1B  10dB  L  10lg  Io Chú ý: Tại hai điểm A, B có mức cường độ âm lần lượt là LA, LB thì ta có 2 L A  L B  10lg R  R  IA I I  10lg B  10lg A  10lg  B   20lg  B  Io Io IB  RA   RA  c) Âm sắc Là đại lượng đặc trưng cho sắc thái riêng của âm, giúp ta có thể phân biệt được hai âm có cùng độ cao. Âm sắc phụ thuộc vào dạng đồ thị dao động của âm (hay tần số và biên độ âm) 3. Nhạc âm và tạp âm  Nhạc âm là những âm có tần số xác định và đồ thị dao động là đường cong hình sin  Tạp âm là những âm có tần số không xác định và đồ thị dao động là những đường cong phức tạp. 4. Họa âm Một âm khi phát ra được tổng hợp từ một âm cơ bản và các âm khác gọi là họa âm Âm cơ bản có tần số f1 còn các họa âm có tần số bằng bội số tương ứng với âm cơ bản. Họa âm bậc hai có tần số f2 = 2f1 Họa âm bậc ba có tần số f3 = 3f1… Họa âm bậc n có tần số fn = n.f1  Các họa âm lập thành một cấp số cộng với công sai d = f1 Câu 1(CĐ-2010): Khi nói về sóng âm, phát biểu nào sau đây là sai? A. Ở cùng một nhiệt độ, tốc độ truyền sóng âm trong không khí nhỏ hơn tốc độ truyền sóng âm trong nước. B. Sóng âm truyền được trong các môi trường rắn, lỏng và khí. C. Sóng âm trong không khí là sóng dọc. D. Sóng âm trong không khí là sóng ngang Câu 2: Khi nói về sự truyền âm, phát biểu nào sau đây đúng? A. Sóng âm truyền trong không khí với tốc độ nhỏ hơn trong chân không. B. Trong một môi trường, tốc độ truyền âm không phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường. C. Sóng âm không thể truyền được trong các môi trường rắn và cứng như đá, thép. D. Ở cùng một nhiệt độ, tốc độ truyền âm trong nước lớn hơn tốc độ truyền âm trong không khí. Câu 3: Cho các chất sau: không khí ở 00 C, không khí ở 250C, nước và sắt. Sóng âm truyền nhanh nhất trong A. sắt. B. không khí ở 00 C. C. nước. D. không khí ở 250 C. [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 16 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 Câu 4: Một âm có tần số xác định truyền lần lượt trong nhôm, nước, không khí với tốc độ tương ứng là v , v , 1 2 v . Nhận định nào sau đây đúng? 3 A. v2 > v1 > v3 B. v3 > v2 > v1 C. v1 > v3 > v2 D. v1 > v2 > v3 Câu 5: Một lá thép dao động với chu kì T = 80 ms. Âm do nó pháp ra là A. siêu âm. B. Không phải sóng âm C. hạ âm. D. Âm nghe được Câu 6: Khi nói về siêu âm, phát biểu nào sau đây sai? A. Siêu âm có thể bị phản xạ khi gặp vật cản. B. Siêu âm có tần số lớn hơn 20 kHz. C. Siêu âm có thể truyền được trong chất rắn. D. Siêu âm có thể truyền được trong chân không. Câu 7: Khi sóng âm truyền từ không khí vào nước thì A. bước sóng không đổi, f thay đổi B. bước sóng thay đổi, f không đổi. C. bước sóng và f đều thay đổi. D. bước sóng và f không đổi Câu 8(CĐ-2007): Khi sóng âm truyền từ môi trường không khí vào môi trường nước thì A. chu kì của nó tăng. B. tần số của nó không thay đổi. C. bước sóng của nó giảm. D. bước sóng của nó không thay đổi. Câu 9: Một sóng âm truyền từ không khí vào nước thì A. tần số không thay đổi, còn bước sóng thay đổi. B. tần số và bước sóng đều không thay đổi. C. tần số thay đổi, còn bước sóng không thay đổi. D. tần số và bước sóng đều thay đổi. Câu 10: Chọn đáp án sai khi nói về sóng âm? A. Khi sóng âm truyền từ không khí vào nước thì bước sóng giảm đi. B. Cường độ âm càng lớn, tai người nghe càng to. C. Ngưỡng đau của tai người không phụ thuộc vào tần số của âm. D. Sóng âm truyền trong không khí là sóng dọc. Câu 11: Âm sắc là A. màu sắc của âm thanh. B. một tính chất của âm giúp ta phân biệt các nguồn âm. C. một tính chất sinh lí của âm. D. một tính chất vật lí của âm. Câu 12: Độ cao của âm là một đặc tính sinh lí của âm phụ thuộc vào A. vận tốc âm. B. năng lượng âm. C. tần số âm D. biên độ. Câu 13: Hai âm có cùng độ cao thì chúng có cùng: A. năng lượng. B. cường độ âm. C. tần số. D. bước sóng. Câu 14: Lượng năng lượng được sóng âm truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm gọi là A. cường độ âm. B. độ to của âm. C. mức cường độ âm. D. năng lượng âm. Câu 15 (CĐ-2008): Đơn vị đo cường độ âm là: A. Oát trên mét (W/m). B. Ben (B). 2 C. Niutơn trên mét vuông (N/m ). D. Oát trên mét vuông (W/m2 ). Câu 16: So với âm cơ bản, họa âm bậc bốn (do cùng một dây đàn phát ra) có A. tần số lớn gấp 4 lần. B. cường độ lớn gấp 4 lần. C. biên độ lớn gấp 4 lần. D. tốc độ truyền âm lớn gấp 4 lần. [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 17 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 CHUYÊN ĐỀ 4: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ Vấn đề 1: Năng Lƣợng Trong Mạch LC + Tổng năng lượng điện trường trong tụ điện C và năng lượng từ trường trong cuộn cảm L của mạch dao động LC gọi là năng lượng điện từ của mạch dao động. Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ trong mạch sẽ được bảo toàn + Mạch dao động có điện trở thuần R  0 thì dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao động cần cung cấp cho mạch 2 C 2 U 2 U 2 RC 0 R 0 2 2L Câu 1 (CĐ-2009): Trong mạch dao động LC lí tưởng có dao động điện từ tự do thì A. năng lượng điện trường tập trung ở cuộn cảm. B. năng lượng điện trường và năng lượng từ trường luôn không đổi. C. năng lượng từ trường tập trung ở tụ điện. D. năng lượng điện từ của mạch được bảo toàn. Câu 2 (ĐH-2009): Khi nói về dao động điện từ trong mạch dao động LC lí tưởng, phát biểu nào sau đây sai? A. Cường độ dòng điện qua cuộn cảm và hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện biến thiên điều hòa theo thời gian với cùng tần số. B. Năng lượng điện từ của mạch gồm năng lượng từ trường và năng lượng điện trường. C. Điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch biến thiên điều hòa theo thời gian  lệch pha nhau 2 D. Năng lượng từ trường và năng lượng điện trường của mạch luôn cùng tăng hoặc luôn cùng giảm. một năng lượng có công suất: P  I 2 R  Vấn đề 2: Sóng Điện Từ 1. Mối liên hệ giữa điện trƣờng biến thiên và từ trƣờng biến thiên, điện từ trƣờng: Tại một nơi có từ trƣờng biến thiên theo thời gian Xung quanh khoảng không gian có điện trƣờng biến thì tại đó xuất hiện điện trƣờng xoáy (Điện trường thiên xuất hiện từ trƣờng xoáy là điện trường có đường sức khép kín) Điện từ trƣờng: Là một trường thống nhất gồm hai yếu tố: điện trường biến thiên và từ trường biến thiên. Không bao giờ có sự tồn tại riêng biệt của điện trường và từ trường. 2. Sóng điện từ: a) Định nghĩa sóng điện từ: Là một điện từ trường biến thiên (hay một dao động điện từ) lan truyền trong không gian. b) Các đặc điểm và tính chất của sóng điện từ: + Truyền trong mọi môi trường vật chất và truyền trong cả chân không. + Trong chân không sóng điện từ truyền đi với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng: c = 3.108m/s. c Vì vậy, bước sóng của sóng điện từ trong chân không là:   f     + Hai thành phần của sóng điện từ là E (điện trường biến thiên) và B (từ trường biến thiên) luôn biến thiên cùng tần số, cùng pha và trong hai mặt phẳng vuông góc với nhau.      + Sóng điện từ là sóng ngang: E  B  v và theo thứ tự tạo thành tam diện thuận + Sóng điện từ tuân theo định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ như ánh sáng + Sóng điện từ mang năng lượng, nhờ đó khi sóng điện từ truyền đến anten sẽ làm cho các electron tự do trong anten dao động. + Khi truyền từ môi trường này vào môi trường khác thì tần số f của sóng điện từ không đổi, còn v và λ biên thiên tỉ lệ thuận. [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 18 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015 Câu 1 (CĐ-2010): Sóng điện từ A. là sóng dọc hoặc sóng ngang. B. là điện từ trường lan truyền trong không gian. C. có thành phần điện trường và thành phần từ trường tại một điểm dao động cùng phương. D. không truyền được trong chân không. Câu 2: Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào sau đây sai? A. Sóng điện từ là sóng ngang. B. Sóng điện từ là sóng dọC. C. Sóng điện từ truyền được trong chân không. D. Sóng điện từ mang năng lượng. Câu 3 (CĐ-2007): Sóng điện từ và sóng cơ học không có chung tính chất nào dưới đây? A. Phản xạ. B. Truyền được trong chân không. C. Mang năng lượng. D. Khúc xạ. Câu 4 (ĐH-2011): Tốc độ truyền sóng điện từ A. phụ thuộc vào cả môi trường truyền sóng và tần số của nó B. phụ thuộc vào môi trường truyền sóng nhưng không phụ thuộc vào tần số của nó C. không phụ thuộc vào môi trường truyền sóng nhưng phụ thuộc vào tần số của nó D. trong chân không, sóng điện từ có tần số khác nhau thì tốc độ truyền sóng khác nhau. Câu 5 (ĐH-2011): Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ? A. Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó có thể bị phản xạ và khúc xạ. B. Sóng điện từ truyền được trong chân không. C. Sóng điện từ là sóng ngang nên nó chỉ truyền được trong chất rắn. D. Trong sóng điện từ thì dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn đồng pha với nhau. Câu 6: Phát biểu nào sau đây về tính chất của sóng điện từ là sai? A. Sóng điện từ là sóng ngang. B. Sóng điện từ lan truyền với tốc độ như nhau trong các môi trường khác nhau. C. Sóng điện từ tuân theo quy luật phản xạ, khúc xạ, giao thoa. D. Sóng điện từ mang năng lượng. Câu 7: Phát biểu nào sau đây là Sai về sóng điện từ? A. Có thể truyền qua nhiều loại vật liệu. B. Tần số lớn nhất khi truyền trong chân không. C. Có thể bị phản xạ khi gặp các bề mặt. D. Tốc độ truyền trong các môi trường khác nhau thì khác nhau. Câu 8 (CĐ-2007): Sóng điện từ là quá trình lan truyền của điện từ trường biến thiên, trong không gian. Khi nói về quan hệ giữa điện trường và từ trường của điện từ trường trên thì kết luận nào sau đây là đúng? A. Véctơ cường độ điện trường và cảm ứng từ cùng phương và cùng độ lớn. B. Tại mỗi điểm của không gian, điện trường và từ trường luôn luôn dao động ngược phA. C. Tại mỗi điểm của không gian, điện trường và từ trường luôn luôn dao động lệch pha nhau π/2. D. Điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian với cùng chu kì. Câu 9 (ĐH-2007): Phát biểu nào sai khi nói về sóng điện từ? A. Sóng điện từ là sự lan truyền trong không gian của điện từ trường biến thiên theo thời gian. B. Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường luôn dao động lệch pha nhau π/2. C. Trong sóng điện từ, điện trường và từ trường biến thiên theo thời gian với cùng chu kì. D. Sóng điện từ dùng trong thông tin vô tuyến gọi là sóng vô tuyến. Câu 10 (CĐ-2008): Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào dưới đây là sai? A. Trong quá trình truyền sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn cùng phương. B. Sóng điện từ truyền được trong môi trường vật chất và trong chân không. C. Trong chân không, sóng điện từ lan truyền với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng. D. Sóng điện từ bị phản xạ khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường. Câu 11 (ĐH-2008): Đối với sự lan truyền sống điện từ thì [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 19 Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí – Hocmai.vn TỔNG ÔN LÍ THUYẾT 2015     A. vectơ cường độ điện trường E cùng phương với phương truyền sóng còn vectơ cảm ứng từ B vuông   góc với vectơ cường độ điện trường E .     B. vectơ cường độ điện trường E và vectơ cảm ứng từ B luôn cùng phương với phương truyền sóng.     C. vectơ cường độ điện trường E và vectơ cảm ứng từ B luôn vuông góc với phương truyền sóng.     D. vectơ cảm ứng từ B cùng phương với phương truyền sóng còn vectơ cường độ điện trường E vuông   góc với vectơ cảm ứng từ B . Câu 12 (CĐ-2009): Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào dưới đây là sai? A. Sóng điện từ bị phản xạ khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường. B. Sóng điện từ truyền được trong môi trường vật chất và trong chân không. C. Trong quá trình truyền sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn cùng phương. D. Trong chân không, sóng điện từ lan truyền với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng. Câu 13 (CĐ-2009): Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào dưới đây là sai? A. Sóng điện từ bị phản xạ khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường. B. Sóng điện từ truyền được trong môi trường vật chất và trong chân không. C. Trong quá trình truyền sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ luôn cùng phương. D. Trong chân không, sóng điện từ lan truyền với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng. Câu 14 (ĐH-2009): Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ? A. Sóng điện từ là sóng ngang. B. Khi sóng điện từ lan truyền, vectơ cường độ điện trường luôn vuông góc với vectơ cảm ứng từ. C. Khi sóng điện từ lan truyền, vectơ cường độ điện trường luôn cùng phương với vectơ cảm ứng từ. D. Sóng điện từ lan truyền được trong chân không. Câu 15 (CĐ-2011): Khi nói về điện từ trường, phát biểu nào sau đây sai? A. Trong quá trình lan truyền điện từ trường, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ tại một điểm luôn vuông góc với nhau. B. Điện trường và từ trường là hai mặt thể hiện khác nhau của một trường duy nhất gọi là điện từ trường. C. Điện từ trường không lan truyền được trong điện môi. D. Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì tại đó xuất hiện điện trường xoáy. Câu 16: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về điện từ trường? A. Khi một điện trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy. B. Điện trường xoáy là điện trường có đường sức là những đường cong không kín. C. Khi một điện trường biến thiên theo thời gian, nói sinh ra một từ trường xoáy. D. Điện trường xoáy là điện trường có đường sức là những đường cong kín. Câu 17: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ? A. Trong sóng điện từ thì dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn vuông pha với nhau. B. Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó có thể bị phản xạ và khúc xạ. C. Sóng điện từ là sóng ngang . D. Sóng điện từ truyền được trong chân không. Câu 18 (ĐH-2012): Trong sóng điện từ, dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn luôn   A. ngược pha nhau. B. lệch pha nhau . C. đồng pha nhau. D. lệch pha nhau . 4 2 Câu 19: Một sóng điện từ truyền trong chân không với bước sóng λ = 150 m, cường độ điện trường cực đại và cảm ứng từ cực đại của sóng lần lượt là E0 và B0. Tại thời điểm nào đó cường độ điện trường tại một điểm trên [Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249] Trang 20