Giải SBT Vật lí 11 Kết nối mới Bài tập cuối chương II

II.1. Khi có sóng ngang truyền qua, các phần tử vật chất của môi trường dao động

A. theo phương song song với phương truyền sóng.

B. theo phương vuông góc với phương truyền sóng.

C. cùng pha với nhau. 

D. với các tần số khác nhau.

Trả lời:

Đáp án đúng: B

Sóng, trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng gọi là sóng ngang.

II.2. Trường hợp nào sau đây là một ví dụ về sóng dọc?

A. Ánh sáng truyền trong không khí.

B. Sóng nước trên mặt hồ.

C. Sóng âm lan truyền trong không khí.

D. Sóng truyền một trên sợi dây.

Trả lời:

Đáp án đúng: C

Sóng dọc truyền được trong các môi trường: rắn, lỏng, khí.

Sóng ngang truyền trong chất rắn và bề mặt chất lỏng.

II.3. Tất cả các sóng điện từ đều có cùng

A. tốc độ khi truyền trong một môi trường nhất định.

B. tần số khi truyền trong môi trường chân không.

C. chu kì khi truyền trong một môi trường nhất định

D. tốc độ khi truyền trong chân không.

Trả lời:

Đáp án đúng: D

Sóng điện từ truyền trong chân không bằng với vận tốc ánh sáng: c = 3.10$^{8}$ m/s

II.4. Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có

A. hai sóng chuyển động ngược chiều giao nhau.

B. hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động cùng tần số, cùng pha giao nhau.

C. hai sóng dao động cùng phương, cùng pha giao nhau.

D. hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng tần số.

Trả lời:

Đáp án đúng: B

Hiện tượng hai sóng gặp nhau tạo nên các gợn sóng ổn định gọi là hiện tượng giao thoa của hai sóng. Các gợn sóng ổn định gọi là các vân giao thoa.

Để xảy ra hiện tượng giao thoa hai nguồn sóng phải:

- Dao động cùng phương cùng tần số.

- Có độ lệch pha không đổi theo thời gian. 

Hai nguồn như vậy gọi là hai nguồn kết hợp. Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sóng kết hợp.

II.5. Sóng dừng là

A. sóng được tạo thành giữa hai điểm cố định trong một môi trường.

B. sóng không lan truyền được do bị một vật cản chặn lại.

C. sóng được tạo thành do sự giao thoa của hai sóng kết hợp, trên đường thẳng nối hai tâm phát sóng.

D. Sóng được tạo thành do sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ.

Trả lời:

Đáp án đúng: D

Sóng dừng được tạo thành mỗi khi có hai sóng cùng biên độ, cùng bước sóng lan truyền theo hai hướng ngược nhau. Sóng dừng là tổng hợp của nhiều sóng tới và sóng phản xạ.

II.6. Một sóng vô tuyến được phát ra từ một đài phát thanh có bước sóng 3 m. Coi rằng tốc độ của sóng vô tuyến truyền trong không khí là 3.10$^{8}$ m/s, tần số của sóng này là

A. 10$^{-8}$ Hz.

B. 9.10$^{-8}$ Hz.

C. 10$^{8}$ Hz.

D. 9 Hz.

Trả lời:

Đáp án đúng: C

Tần số của sóng này là:

$f=\frac{v}{\lambda}=\frac{3.10^{8}}{3}=10^{8}$ (Hz)

II.7. Người ta tạo ra sóng dừng trên một sợi dây căng giữa hai điểm cố định. Hai tần số gần nhau nhất cùng tạo ra sóng dừng trên dây là 150 Hz và 200 Hz. Tần số nhỏ nhất tạo ra sóng dừng trên dây đó là

A. 50 Hz.

B. 75 Hz.

C. 100 Hz.

D. 125 Hz.

Trả lời:

Đáp án đúng: A

Vì sợi dây có hai đầu cố định: 

$f_{min}=f_{n+1}-f_{n}=200-150=50 Hz$

II.8. Một sóng ngang có tần số 20 Hz truyền trên mặt nước với tốc độ 1,5 m/s. Trên phương truyền sóng, sóng truyền đến điểm P rồi mới đến điểm Q cách nó 16,125 cm. Tại thời điểm t, điểm P hạ xuống thấp nhất thì sau thời gian $\Delta t=\frac{3}{400}$ s, điểm Q sẽ tới vị trí nào?

Trả lời:

Bước sóng của sóng là: $\lambda=\frac{v}{f}=\frac{1,5}{20}=0,075 m= 7,5 cm$ 

Chu kì của sóng là: $T=\frac{1}{f}=\frac{1}{20}=0,05s$

Độ lệch pha giữa hai điểm P và Q là: $\Delta\varphi=\frac{2\pi d}{\lambda}=\frac{2\pi.16,125}{7,5}=\frac{43\pi}{10}=4\pi+\frac{3}{10}\pi$

$\Rightarrow$ P sớm pha hơn Q một góc $\varphi=\frac{3\pi}{10}$ 

$\Rightarrow$ sau thời gian $\Delta t=\frac{3}{400}$ s, điểm Q sẽ tới vị trí thấp nhất.

II.9. Trong thí nghiệm Young về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Biết khoảng cách giữa hai khe là 1 mm. Tại điểm M cách vân sáng trung tâm 1,2 mm trên màn quan sát là vị trí vân sáng bậc 4. Nếu dịch màn ra xa thêm một đoạn 25 cm theo phương vuông góc với mặt phẳng hai khe thì tại M là vị trí vân sáng bậc 3. Bước sóng λ dùng trong thí nghiệm là

A. 0,4 μm.

B. 0,5 µm.

C. 0,6 μm.

D. 0,64 μm.

Trả lời:

Đáp án đúng: A

Tại M là vị trí vân sáng bậc 4: $x_{M}=4\frac{\lambda D}{a}\Rightarrow \frac{\lambda D}{a}=\frac{x_{M}}{4}=\frac{1,2.10^{3}}{4}=0,4.10^{3}$

Khi dịch màn ra xa thêm một đoạn 25 cm theo phương vuông góc với mặt phẳng hai khe thì tại M là vị trí vân sáng bậc 3 nên ta có:

$x_{M}=3\frac{\lambda (D+0,25)}{a}=3\frac{\lambda D}{a}+\frac{\lambda}{a}$

$\Rightarrow \lambda=0,4.10^{-6}m=0,4\mu m$.

II.10. Hình II.1 mô tả đồ thị li độ – thời gian của một sóng.

a) Tính chu kì, tần số và biên độ của sóng.

b) Biết tốc độ của sóng là 5 m/s, tính bước sóng.

Trả lời:

a) Từ hình vẽ ta thấy biên độ của sóng là: A = 2,0 cm; chu kì T = 2,0 ms

Tần số của sóng là: $f=\frac{1}{T}=\frac{1}{2.10^{-3}}=500$ (Hz)

b) Bước sóng của sóng là: $\lambda=\frac{v}{f}=\frac{5}{500}=0,01 m$

II.11. Hình II.2 cho thấy các phần tử chính của thang sóng điện tử.

a) Nêu ba đặc điểm chung của các sóng điện từ.

b) Sóng lò vi sóng có tốc độ $3.10^{8}$ m/s trong chân không và tần số 1,5.10$^{10}$ Hz. Tính bước sóng của sóng này.

c) Hãy gọi tên của các sóng điện từ nằm trong vùng A, B, C, D trên Hình II.2.

Trả lời:

a) Ba đặc điểm chung của sóng điện từ:

- Sóng điện từ là sóng ngang.

- Tất cả các sóng điện từ đều truyền được trong chân không, với cùng tốc độ lớn nhất là 3.10$^{8}$ m/s.

- Sóng điện từ mang năng lượng.

b) Bước sóng của sóng lò vi sóng là: $\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3.10^{8}}{1,5.10^{10}} = 0,02$ m.

c) A – tia X; B – tia tử ngoại; C – tia hồng ngoại; D – sóng vi ba.

II.12. Một sợi dây đàn hồi, mảnh, dài có đầu O dao động với tần số f thay đổi được trong khoảng từ 80 Hz đến 125 Hz, theo phương vuông góc với sợi dây. Sóng tạo thành lan truyền trên dây với tốc độ không đổi v = 10 m/s

a) Cho f = 80 Hz, tính chu kì và bước sóng của sóng trên dây. 

b) Tính tần số f để điểm M trên dây cách O một khoảng bằng 20 cm luôn dao động cùng pha với O.

Trả lời:

a) Chu kì của sóng trên dây là: $T=\frac{1}{f}=\frac{1}{80}=0,0125 s$

Bước sóng của sóng trên dây là: $\lambda=\frac{v}{f}=\frac{10}{80}=0,125 m$

b) Vì sóng tại hai điểm M, O cùng pha nhau, nên khoảng cách OM thoả mãn:

$OM= d= k\lambda=k\frac{v}{f} \Rightarrow f=\frac{kv}{d}=\frac{k.10}{0,2}=50k$ với k ϵ Z 

80 Hz ≤ f ≤ 125 Hz $\Rightarrow$ 80 ≤ 50k ≤ 125 $\Rightarrow$ 1,6 ≤ k ≤ 2,5

$\Rightarrow$ k = 2 $\Rightarrow$ tần số sóng là: $f=50.2=100Hz$

II.13. Một người leo núi khi cách vách núi một khoảng 450 m (Hình II.3), người này hét một tiếng lớn và âm phản xạ trở lại tai người sau 2,75 s.

a) Tính tốc độ truyền sóng âm.

b) Nếu sóng âm trên có bước sóng là 0,75 m thì tần số của sóng là bao nhiêu?

Trả lời:

a) Tốc độ truyến sóng âm là: $v=\frac{d}{\frac{t}{2}}=\frac{450}{\frac{2,75}{2}} \approx 327,27 m/s$

b) Tần số của sóng âm là: $f=\frac{v}{\lambda}=\frac{327,27}{0,75} \approx 436,34$ (Hz)

II.14. Sóng vô tuyến ngắn có thể được sử dụng để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng, bằng cách phát một tín hiệu từ Trái Đất tới Mặt Trăng và thu tín hiệu trở lại, đo khoảng thời gian từ khi phát đến khi nhận tín hiệu.

a) Biết khoảng thời gian từ khi phát tới khi nhận được tín hiệu trở lại là 2,6 s. Tính khoảng cách từ Mặt Trăng tới Trái Đất. 

b) Sóng vô tuyến trên có tần số 10$^{7}$ Hz. Tính bước sóng của sóng.

Trả lời:

a) Khoảng cách từ Mặt Trăng tới Trái Đất là: $d=\frac{c.t}{2}=\frac{3.10^{8}.2,6}{2}=3,9.10^{8}$ (m)

b) Bước sóng của sóng là: $\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3.10^{8}}{10^{7}}=30$ m

II.15. Trong thí nghiệm Young về giao thoa với ánh sáng đơn sắc. Trên màn chỉ quan sát được 21 vạch sáng mà khoảng cách giữa hai vạch sáng ngoài cùng là 4 cm. Tại hai điểm P và Q là hai vị trí cho vân sáng trên màn. Hãy xác định số vân sáng trên đoạn PQ, biết rằng khoảng cách giữa hai điểm đó là 2,4 cm.

Trả lời:

Vì trên màn quan sát chỉ có 21 vạch sáng tương ứng với 20 khoảng vân

$\Rightarrow 20i=4 cm \Rightarrow i=0,2 cm$

Tại hai điểm P và Q là hai vị trí cho vân sáng trên màn và PQ = 2,4 cm

$\Rightarrow$ Số vân sáng là: $N_{s}=\frac{PQ}{i}+1=\frac{2,4}{0,2}+1=13$ (vân).