12 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Giải SGK Vật lý 11 Cánh diều Bài 4. Sóng dừng có đáp án

Câu 1:

Một sợi dây đàn hồi có một đầu cố định. Làm cho đầu tự do của dây dao động thì có những lúc ta thấy trên dây xuất hiện những điểm đứng yên. Những điểm đứng yên này có giống với những điểm đứng yên trong hiện tượng giao thoa của sóng nước không? Vì sao dao động tại những điểm đó lại triệt tiêu nếu chỉ nhận sóng từ đầu dao động truyền đến?

Một sợi dây đàn hồi có một đầu cố định. Làm cho đầu tự do của dây dao động thì có những lúc ta (ảnh 1)

Xem đáp án

- Những điểm đứng yên này giống với những điểm đứng yên trong hiện tượng giao thoa của sóng nước.

- Tại những điểm dao động tại đó bị triệt tiêu là do sóng tới và sóng phản xạ tại điểm đó ngược pha với nhau.

Câu 2:

Hãy chỉ ra các nút sóng và các bụng sóng trên các Hình 4.1 và 4.2.

Xem đáp án

- Những điểm dao động với biên độ cực đại là bụng sóng.

- Những điểm không dao động (đứng yên) là nút sóng.

Câu 3:

Tiến hành thí nghiệm tạo sóng dừng trên dây và lập bảng ghi kết quả vào vở như mẫu Bảng 4.1.

Nhận xét về mối liên hệ giữa tần số sóng trên dây và số bụng sóng quan sát được.

Xem đáp án

Học sinh tự thực hiện thí nghiệm và tham khảo bảng kết quả mẫu dưới đây

Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm sóng dừng trên dây

Chiều dài dây AB = 1,2 m
Số bụng sóng	2	3	4
f (Hz)	10	15	20

Nhận xét: Tần số trên dây tỉ lệ thuận với số bụng sóng.

Câu 4:

Hãy chỉ ra vị trí các nút sóng trên Hình 4.4. Xác định khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp.

Xem đáp án

- Vị trí các nút là những điểm không dao động.

- Khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp bằng nửa bước sóng.

Câu 5:

Hãy chỉ ra vị trí các bụng sóng trên Hình 4.4. So sánh biên độ của sóng tổng hợp tại bụng sóng với biên độ của sóng tới.

Xem đáp án

- Bụng sóng là những điểm dao động với biên độ cực đại.

- Biên độ của sóng tổng hợp tại bụng sóng lớn hơn biên độ của sóng tới. Điều đó chứng tỏ tại điểm đó, sóng tới và sóng phản xạ cùng pha, làm tăng cường sóng.

Câu 6:

Có thể nói sóng dừng trên dây là hiện tượng giao thoa sóng được không? Nếu có thì đây là giao thoa của những sóng nào?

Xem đáp án

- Hoàn toàn chính xác khi nói sóng dừng là hiện tượng giao thoa sóng.

- Đây là giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ (sóng phản xạ xuất hiện khi sóng tới đến bề mặt vật cản và hình thành nên sóng phản xạ) truyền theo cùng một phương, giao thoa với nhau tạo thành một hệ sóng dừng.

Câu 7:

Kiểm tra lại công thức (4.4) với kết quả của Bảng 4.1 thu được trong thí nghiệm quan sát sóng dừng trên dây đã thực hiện.

Xem đáp án

Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm sóng dừng trên dây

Chiều dài dây AB = 1,2 m
Số bụng sóng	2	3	4
f (Hz)	10	15	20

Nghiệm lại công thức 4.1.

Ở thí nghiệm trên ta dùng cần rung tạo ra vận tốc sóng là 12 m/s.

Với f = 10 Hz: $λ = \frac{v}{f} = \frac{12}{10} = 1, 2 m$ , đó $1, 2 = 2. \frac{1, 2}{2}$ hay $A B = 2. \frac{λ}{2}$

Với f = 10 Hz: $λ = \frac{v}{f} = \frac{12}{15} = 0, 8 m$ , đó $1, 2 = 3. \frac{0, 8}{2}$ hay $A B = 3 . \frac{λ}{2}$

Với f = 10 Hz: $λ = \frac{v}{f} = \frac{12}{20} = 0, 6 m$ , đó $1, 2 = 4. \frac{0, 6}{2}$ hay $A B = 4 . \frac{λ}{2}$

Từ các kết quả trên ta thấy công thức $L = k \frac{λ}{2}$ được nghiệm đúng.

Câu 8:

Từ công thức tính tốc độ sóng, hãy chỉ ra các đại lượng cần xác định khi muốn đo tốc độ truyền âm trong không khí.

Xem đáp án

Từ công thức tính tốc độ sóng: $v = λ f$ , ta thấy để đo tốc độ truyền âm trong không khí cần xác định được tần số của sóng âm f, bước sóng của sóng âm $λ$ .

- Xác định tần số f bằng máy phát âm tần,

- Xác định bước sóng thông qua công thức: $l = k \frac{λ}{2} \Rightarrow λ = \frac{2 l}{k}$ với chiều dài sợi dây và số bụng sóng xác định được.

Câu 9:

Đề xuất phương án ứng dụng hiện tượng sóng dừng để đo tốc độ truyền âm trong không khí:

– Vì sao một đầu của ống cộng hưởng cần dịch chuyển được? Tìm phương án giúp thay đổi độ dài của cột khí trong ống.

– Vì sao cần xác định các vị trí mà âm thanh thu được có cường độ nhỏ nhất hoặc lớn nhất?

– Nêu cách tính bước sóng của sóng âm qua các giá trị độ dài cột khí trong ống của những lần xác định được vị trí nút sóng.

Xem đáp án

* Đề xuất phương án thí nghiệm

Dụng cụ

(1) Máy phát âm tần,

(2) loa nhỏ,

(3) ống cộng hưởng là ống nhựa trong suốt (rải đều các hạt xốp trong lòng ống).

Thiết kế phương án thí nghiệm

Tìm hiểu công dụng của từng dụng cụ đã cho. Thiết kế phương án thí nghiệm đo tần số của âm do âm thoa phát ra bằng các dụng cụ này.

Đề xuất phương án ứng dụng hiện tượng sóng dừng để đo tốc độ truyền âm trong không khí: (ảnh 1)

Tiến hành

– Đặt loa ở một đầu ống, loa nối với máy phát âm tần.

– Điều chỉnh để ống có chiều dài ngắn nhất.

– Điều chỉnh để máy phát âm tần phát ra tần số f = 650 Hz và biên độ âm thanh không quá to.

– Thay đổi từ từ chiều dài ống sao cho tại đầu ống không đặt loa, có các vị trí mà các hạt xốp dồn lại nhiều nhất. Đó là các bụng sóng. Ghi lại khoảng cách giữa hai vị trí liên tiếp được xác định là bụng sóng. Thực hiện lại từ bước 3 với âm thanh có tần số f = 850 Hz.

– Ghi kết quả vào vở theo mẫu Bảng 4.2.

Đề xuất phương án ứng dụng hiện tượng sóng dừng để đo tốc độ truyền âm trong không khí: (ảnh 2)

* Giải thích một số câu hỏi liên quan:

– Một đầu của ống cộng hưởng cần dịch chuyển vì cần thay đổi chiều dài của cột khí trong ống cộng hưởng. Phương án thay đổi độ dài cột khí trong ống bằng cách sử dụng một pittong ở đầu ống, di chuyển pittong sẽ gián tiếp thay đổi chiều dài cột khí.

– Cần xác định các vị trí mà âm thanh thu được có cường độ nhỏ nhất hoặc lớn nhất vì để xác định được ở đó là bụng sóng hay nút sóng và từ đó tính được bước sóng, tốc độ truyền âm, ….

– Để tính bước sóng của sóng âm qua các giá trị độ dài cột khí trong ống của những lần xác định được vị trí nút sóng, ta sử dụng công thức: $L = (2 k + 1) \frac{λ}{4}$ .

Câu 10:

Dụng cụ

(1) Máy phát âm tần,

(2) loa nhỏ,

(3) ống cộng hưởng là ống nhựa trong suốt (rải đều các hạt xốp trong lòng ống).

Thiết kế phương án thí nghiệm

Tìm hiểu công dụng của từng dụng cụ đã cho. Thiết kế phương án thí nghiệm đo tần số của âm do âm thoa phát ra bằng các dụng cụ này.

Dụng cụ (1) Máy phát âm tần, (2) loa nhỏ, (3) ống cộng hưởng là ống nhựa trong suốt (rải (ảnh 1)

Tiến hành

– Đặt loa ở một đầu ống, loa nối với máy phát âm tần.

– Điều chỉnh để ống có chiều dài ngắn nhất.

– Điều chỉnh để máy phát âm tần phát ra tần số f = 650 Hz và biên độ âm thanh không quá to.

– Thay đổi từ từ chiều dài ống sao cho tại đầu ống không đặt loa, có các vị trí mà các hạt xốp dồn lại nhiều nhất. Đó là các bụng sóng. Ghi lại khoảng cách giữa hai vị trí liên tiếp được xác định là bụng sóng. Thực hiện lại từ bước 3 với âm thanh có tần số f = 850 Hz.

– Ghi kết quả vào vở theo mẫu Bảng 4.2.

Dụng cụ (1) Máy phát âm tần, (2) loa nhỏ, (3) ống cộng hưởng là ống nhựa trong suốt (rải (ảnh 2)

Xem đáp án

Học sinh tham khảo bảng số liệu dưới đây:

f (Hz)	Đại lượng đo	Lần 1	Lần 2	Lần 3	Giá trị trung bình
650	Khoảng cách giữa hai bụng sóng, d (m)	0,25	0,26	0,24	0,25
	Bước sóng (m) $λ = 2 d$	0,50	0,52	0,48	0,50
	Tốc độ (m/s) $v = λ f$	325	338	312	325
850	Khoảng cách giữa hai bụng sóng, d (m)	0,20	0,18	0,21	0,197
	Bước sóng (m) $λ = 2 d$	0,40	0,36	0,42	0,394
	Tốc độ (m/s) $v = λ f$	340	306	357	334

Câu 11:

Tiến hành thí nghiệm và lập bảng ghi kết quả như mẫu Bảng 4.2. Tính sai số của phép đo.

Xem đáp án

Tiến hành thí nghiệm và có bảng kết quả như bài trên, sử dụng kết quả đó để tính sai số.

Với f = 650 Hz:

$\bar{d} = \frac{d_{1} + d_{2} + d_{3}}{3} = 0, 25$ m

$\bar{λ} = \frac{λ_{1} + λ_{2} + λ_{3}}{3} = 0, 50$ m

$\bar{v} = \frac{v_{1} + v_{2} + v_{3}}{3} = 325$ m/s

Sai số của d: $\bar{Δ d} = \frac{Δ d_{1} + Δ d_{2} + Δ d_{3}}{3} = 0, 007$

Sai số của bước sóng: $\bar{Δ λ} = \frac{Δ λ_{1} + Δ λ_{2} + Δ λ_{3}}{3} = 0, 013$

Sai số của tốc độ: $\bar{Δ v} = \frac{Δ v_{1} + Δ v_{2} + Δ v_{3}}{3} = 8, 667$

Câu 12:

Vì sao ở thí nghiệm tạo sóng dừng trong ống cộng hưởng nếu một đầu ống để hở thì khi có sóng dừng, ta có thể nghe được âm rất to tại đầu ống đó?

Xem đáp án

Vì tại đầu hở đó là 1 bụng sóng, mà biên độ tại bụng là lớn nhất nên ta có thể nghe được âm rất to tại đầu ống đó.

CHỌN BỘ SÁCH BẠN MUỐN XEM

Giải SGK Vật lý 11 Cánh diều Bài 4. Sóng dừng có đáp án

Giải SGK Vật lý 11 Cánh diều Bài 4. Sóng dừng có đáp án

Danh sách câu hỏi