Xem toàn bộ tài liệu Lớp 12: tại đây
- Sách Giáo Khoa Vật Lý 12 nâng cao
- Sách Giáo Khoa Vật Lý 12
- Giải Vật Lí Lớp 12
- Giải Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
Giải Sách Bài Tập Vật Lí 12 – Bài 8: Giao thoa sóng giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:
Bài 8.1, 8.2 trang 21 Sách bài tập Vật Lí 12:
8.1 Hai nguồn phát sóng nào dưới đây chắc chắn là hai nguồn kết hợp ?Hai nguồn có
A. cùng tần số.
B. cùng biên độ dao động,
C. cùng pha ban đầu.
D. cùng tần số và hiệu số pha không đổi theo thời gian.
8.2. Hai sóng phát ra từ hai nguồn đồng bộ. Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu khoảng cách tới hai nguồn bằng
A. một bội số của bước sóng.
B. một ước số nguyên của bước sóng.
C. một bội số lẻ của nửa bước sóng.
D. một ước số của nửa bước sóng.
Lời giải:
| 8.1 | 8.2 |
| D | A |
Bài 8.3, 8.4, 8.5, 8.6 trang 22 Sách bài tập Vật Lí 12:
8.3. Hai nguồn phát sóng đồng bộ S1, S2 nằm sâu trong một bể nước. M và N là điểm trong bể nước có hiệu khoảng cách tới S1 và S2 bằng một số bán nguyên lần bước sóng. M nằm trên đường thẳng S1S2 ; N nằm ngoài đường thẳng đó (H. 8.1).
Chọn phát biểu đúng.
A. Các phần tử nước ở M và N đểu đứng yên.
B. Các phần tử nước ở M và N đều dao động.
C . Phần tử nước ở M dao động, ở N đứng yên.
D. Phần tử nước ở M đứng yên, ở N dao động.
8.4. Ở mặt nước có hai nguồn kết hợp A, B dao động theo phương thẳng đứng với phương trình uA = uB = 2cos20πt (mm). Tốc độ truyền sóng là 30 cm/s.Coi biên độ sóng không đổi khi sóng truyển đi. Phần tử M ở mặt nước cách hai nguồn lần lượt là 10,5 cm và 13,5 cm có biên độ dao động là
A. 1 mm. B. 0 mm. C. 2 mm. D. 4 mm.
8.5. Hai nguồn sóng S1, S2 trên mặt chặt lỏng, cách nhau 18 cm, dao động cùng pha với tần số 20 Hz. Tốc độ sóng là 1,2 m/s. Số điểm trên đoạn S1, S2 dao động với biên độ cực đại là
A. 5. B. 4. C. 3. D. 2.
8.6. ở bề mặt một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách nhau 20 cm. Hai nguồn này dao động theo phương thẳng đứng có phương trình lần lượt là u1 =5cos40πt (mm) và u2 = 5cos(40πt + π)(mm). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80 cm/s. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng S1S2 là
A. 11. B. 9. C.10. D. 8.
Lời giải:
| 8.3 | 8.4 | 8.5 | 8.6 |
| D | D | A | C |
Bài 8.7 trang 22 Sách bài tập Vật Lí 12: Hai điểm S1, S2 trên mặt một chất lỏng, cách nhau 18 cm, dao động cùng pha với biên độ A và tần số f = 20 Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là v = 1,2 m/s. Hỏi giữa S1, S2 có bao nhiêu gọm sóng (cực đại của giao thoa) hình hypebol ?
Lời giải:
Bước sóng của sóng : λ = v/f = 120/20 = 6cm. S1S2 = 18cm = 6λ/2. Trừ hai điểm S1, S2 thì trên đoạn thẳng S1S2 có 5 điểm, tại đó mặt nước dao động mạnh nhất.
Vậy : “Nếu không tính gợn sóng thẳng trùng với đường trung trực của S1S2 thì có 4 gợn sóng hình hypebol”.
Bài 8.8 trang 23 Sách bài tập Vật Lí 12: Hai mũi nhọn S1, S2 cách nhau 8 cm, gắn ở đầu một cần rung có tần số f = 100 Hz, được đặt cho chạm nhẹ vào mặt một chất lỏng. Tốc độ truyển sóng trên mặt chất lỏng là v = 0,8 m/s.
a) Gõ nhẹ cần rung thì hai điểm S1, S2 dao động theo phương thẳng đứng với phương trình dạng u = Acos2πft. Hãy viết phương trình dao động của điểm M trên mặt chất lỏng cách đều S1, S2 một khoảng d = 8 cm.
b) Dao động của cần rung được duy trì bằng một nam châm điện. Để được một hệ vân giao thoa ổn định trên mặt chất lỏng, phải tăng khoảng cách S1, S2 một đoạn ít nhất bằng bao nhiêu ? Với khoảng cách ấy thì giữa hai điểm S1, S2 có bao nhiêu gợn sóng hình hypebol ?
Lời giải:
a) Ta có : λ = v/f = 80/100 = 0,8cm và d1 = d2 = d = 8cm.
Theo Bài 8 (SGK Vật lí 12), ta có :
d2 + d1 = 16cm = 20λ d2 – d1 = 0
ta được : uM1 = 2Acos(200πt – 20π)
b) Khi hệ vân giao thoa đã ổn định thì trung điểm I của S1 S2 lại luôn luôn là cực đại giao thoa. Do đó, ta phải có :
S1I = S2I = kλ/2 + λ/4 = (2k + 1)λ/4
S1S2 = 2S1I = (2k + 1)λ/2
Ban đầu ta đã có : S1S2 = 8cm = 10λ = 20λ/2
Vậy chỉ cần tăng khoảng cách S1, S2 thêm λ/2 tức là 0,4 cm.
Khi đó nếu không kể đường trung trực của S1S2 thì có 20 gợn sóng hình hypebol (vì gợn sóng là quỹ tích những điểm dao động mạnh hơn cả).
Bài 8.9 trang 23 Sách bài tập Vật Lí 12: Một người làm thí nghiệm Hình 8.1 SGK với một chất lỏng và một cần rung có tần số 20 Hz. Giữa hai điểm S1, S2 người đó đếm được 12 đường hypebol, quỹ tích của các điểm đứng yên. Khoảng cách giữa đỉnh của hai đường hypebol ngoài cùng là 22 cm. Tính tốc độ truyền sóng.
Lời giải:
Giữa đỉnh của hypebol số 1 và đỉnh của hypebol số 12 có 11 khoảng vân.
Vậy i = 22/11 = 2cm = λ/2 ⇒ λ = 4cm
Tốc độ truyền sóng : v = λf = 20.4 = 80cm/s
Bài 8.10 trang 23 Sách bài tập Vật Lí 12: Dao động tại hai điểm S1, S2 cách nhau 12 cm trên một mặt chất lỏng có biểu thức : u = Acos100πt, tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 0,8 m/s.
a) Giữa hai điểm S1, S2 có bao nhiêu đường hypebol, tại đó, chất lỏng dao động mạnh nhất ?
b) Viết biểu thức của dao động tại điểm M, cách đều S1, S2 một khoảng 8 cm, và tại điểm M’ nằm trên đường trung trực của S1S2 và cách đường S1S2 một khoảng 8 cm.
Lời giải:
Bước sóng λ = v/f = 80/50 = 1,6cm
Đỉnh của hai đường hypebol, tại đó chất lỏng dao động mạnh nhất, cách nhau : i = λ/2 = 1,6/2 = 0,8cm
Vì tại trung điểm của S1S2 có một vân cực đại (đường thẳng) nên số vân cực đại nằm trên một nửa đoạn S1S2 là :
N’ = [6/0,8] = 7 vân
Kí hiệu [ ] chỉ phần nguyên.
Số đường hypebol (quỹ tích các điểm dao động cực đại) N = 2N’ = 14. Nếu coi đường trung trực của S1S2 như một hypebol đặc biệt thì số vân cực đại sẽ là 15.
b) M cách đều S1, S2 nên dao động tại M cực đại và có :
φ1 = φ2 = 2πd/λ = 2π.8/1,6 = 10π
Vậy M dao động cùng pha với S1, S2
Biểu thức của dao động tại M là : u = 2Acos100πt
Điểm M’ ở cách S1 và S2 cùng một khoảng :
Do đó: φ’1 = φ’2 = 2π.10/1,6 = 12,5π
Vậy M’ dao động trễ pha π/2 so với S1, S2 và biểu thức của dao động tại M’ là
u = 2Acos(100πt – π/2)cm.