Để giúp các em học sinh có thêm tài liệu học tập, rèn luyện kĩ năng làm đề, kết hợp củng cố kiến thức chuẩn bị bước vào các kì thi sắp tới. HOC247 xin giới thiệu Các bài toán liên quan đến các đặc tính vật lý của âm môn Vật Lý 12 năm 2021-2022. Mời các em cùng quý thầy cô tham khảo học tập. Chúc các em có kết quả học tập thật tốt!
1. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
* Thời gian truyền âm trong môi trường 1 và môi trường 2 lần lượt là (v2 < v1):
* Gọi t là thời gian từ lúc phát âm cho đến lúc nghe được âm phản xạ thì
\(\left\{ \begin{align} & {{t}_{1}}=\frac{\ell }{{{v}_{1}}} \\ & {{t}_{2}}=\frac{\ell }{{{v}_{2}}} \\ \end{align} \right.\Rightarrow \Delta t={{t}_{2}}-{{t}_{1}}=\frac{\ell }{{{v}_{2}}}-\frac{\ell }{{{v}_{1}}}\)
* Gọi t là thời gian từ lúc phát âm cho đến lúc nghe được âm phản xạ thì \(t=\frac{2\ell }{v}\)
.jpg?enablejsapi=1)
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Một người dùng búa gõ vào đầu vào một thanh nhôm. Người thứ hai ở đầu kia áp tai vào thanh nhôm và nghe được âm của tiếng gõ hai lần (một lần qua không khí, một lần qua thanh nhôm). Khoảng thời gian giữa hai lần nghe được là 0,12 s. Hỏi độ dài của thanh nhôm bằng bao nhiêu? Biết tốc độ truyền âm trong nhôm và trong không khí lần lượt là 6260 (m/s) và 331 (m/s).
A. 42 m
B. 299 m
C. 10 m
D. 10000 m
Hướng dẫn
\(0,12\left( s \right)={{t}_{k}}-{{t}_{n}}=\frac{\ell }{331}-\frac{\ell }{6260}\Rightarrow \ell \approx 42\left( m \right)\Rightarrow \) Chọn A.
Ví dụ 2: Một người dùng búa gõ nhẹ vào đường sắt và cách đó 1376 m, người thứ hai áp tai vào đường sắt thì nghe thấy tiếng gõ sớm hơn 3,3 s so với tiếng gõ nghe trong không khí. Tốc độ âm trong không khí là 320 m/s. Tốc độ âm trong sắt là
A. 1582 m/s.
B. 1376 m/s.
C. 1336 m/s.
D. 1348 m/s.
Hướng dẫn
\(3,3={{t}_{s}}-{{t}_{k}}=\frac{1376}{320}-\frac{1376}{v}\Rightarrow v=1376\left( m/s \right)\Rightarrow \) Chọn B
Ví dụ 3: Sóng âm khi truyền trong chất rắn có thể là sóng dọc hoặc sóng ngang và lan truyền với tốc độ khác nhau. Tại trung tâm phòng chống thiên tai nhận được hai tín hiệu từ một vụ động đất cách nhau một khoảng thời gian 270 s. Hỏi tâm chấn động đất cách nơi nhận được tín hiệu bao xa? Biết tốc độ huyền sóng trong lòng đất với sóng ngang và sóng dọc lần lượt là 5 km/s và 8 km/s.
A. 570 km.
B. 730km.
C. 3600 km.
D. 3200 km.
Hướng dẫn
Theo bài ra:
\(\Delta t=\frac{\ell }{{{v}_{1}}}-\frac{\ell }{{{v}_{2}}}\Rightarrow \ell =\frac{\Delta t}{\frac{1}{{{v}_{1\grave{\ }}}}-\frac{1}{{{v}_{2}}}}=\frac{270}{\frac{1}{5}-\frac{1}{8}}=3600\left( km \right)\Rightarrow \) Chọn C.
Chú ý: Tốc độ âm phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường tuân theo hàm bậc nhất:
\(\left\{ \begin{array}{l} {v_1} = {v_0} + a{T_1}\\ {v_2} = {v_0} + a{T_2} \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {\lambda _1} = \frac{{{v_1}}}{f}\\ {\lambda _2} = \frac{{{v_2}}}{f} \end{array} \right.\)
Ví dụ 4: Từ một điểm A sóng âm có tần số 50 Hz huyền tới điểm B với tốc độ 340 m/s và khoảng cách từ A đến B bằng một số nguyên lần bước sóng. Sau đó, nhiệt độ môi trường tăng thêm 20°K thì khoảng cách từ A đến B bằng một số nguyên lần bước sóng nhưng số bước sóng quan sát được hên AB giảm đi 1 bước sóng. Biết rằng, cứ nhiệt độ tăng thêm 1°K thì tốc độ âm tăng thêm 0,5 m/s. Hãy tìm khoảng cách AB.
A. 484 m.
B. 476 m.
C. 238 m.
D. 160 m.
Hướng dẫn
\(\left\{ \begin{array}{l} {v_1} = {v_0} + a{T_1}\\ {v_2} = {v_0} + a{T_2} \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {\lambda _1} = \frac{{{v_1}}}{f}\\ {\lambda _2} = \frac{{{v_2}}}{f} \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {\lambda _1} = \frac{{{v_1}}}{f} = 6,8\\ {\lambda _2} = \frac{{{v_2}}}{f} = 7\left( m \right) \end{array} \right.\)
\( \Rightarrow AB = k{\lambda _1} = \left( {k - 1} \right){\lambda _2} \Rightarrow AB = k.6,8 = \left( {k - 1} \right).7 \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} k = 35\\ AB = 238 \end{array} \right.\)
Chọn C.
Ví dụ 5: Một sóng âm có tần số xác định truyền trong không khí và trong nước với tốc độ lần lượt là 320 m/s và 1440 m/s. Khi sóng âm đó truyền từ nựớc ra không khí thì bước sóng của nó sẽ
A. tăng 4,4 lần.
B. giảm 4,5 lần.
C. tăng 4,5 lần.
D. giảm 4,4 lần.
Hướng dẫn
\(\frac{{{\lambda }_{n}}}{{{\lambda }_{k}}}=\frac{{{v}_{n}}T}{{{v}_{k}}T}=\frac{1440}{320}=4,5\Rightarrow \) Chọn B
Ví dụ 6: Một lá thép mỏng, một đầu cố định, đầu còn lại được kích thích để dao động với chu kì không đổi và bằng 0,04 ms. Âm do lá thép phát ra là
A. âm mà tai người nghe được.
B. nhạc âm.
C. hạ âm.
D. siêu âm.
Hướng dẫn
* Sóng âm nghe được là sóng cơ học có tần số trong khoảng từ 16 Hz đến 20000 Hz.
* Sóng có tần số lớn hơn 20000 Hz gọi là sóng siêu âm.
* Sóng có tần số nhỏ hơn 16 Hz gọi là sóng hạ âm.
\(f=\frac{1}{T}=\frac{1}{0,{{04.10}^{-3}}}=2500\left( Hz \right)\Rightarrow \) Chọn D.
Ví dụ 7: Một nam châm điện dùng dòng điện xoay chiều có chu kì 62,5 (μs). Nam châm tác dụng lên một lá thép mỏng làm cho lá thép dao động điều hòa và tạo ra sóng âm. Sóng âm do nó phát ra truyền trong không khí là:
A. Âm mà tai người có thể nghe được
B. Sóng ngang
C. Hạ âm
D. Siêu âm
Hướng dẫn
Tần số của dòng điện fđ \(=\frac{1}{T}\) = 16000(Hz)
Tần số dao động của lá thép :f = 2fd = 32000 (Hz) > 20000(Hz)
\(\Rightarrow \) Chọn D.
Ví dụ 8: Một người đứng gần ở chân núi hú lên một tiếng. Sau 8 s thì nghe tiếng mình vọng lại, biết tốc độ âm trong không khí là 340 m/s. Khoảng cách từ chân núi đến người đó là
A. 1333 m.
B. 1386 m.
C. 1360 m.
D. 1320 m.
Hướng dẫn
Thời gian sóng âm cả đi và về phải thỏa mãn: \(t=\frac{2L}{v}\Rightarrow L\) = 1360(m)
=> Chọn C.
Ví dụ 9: Tai người không thể phân biệt được 2 âm giống nhau nếu chúng tới tai chênh nhau về thời gian một lượng nhỏ hơn hoặc bằng 0,ls. Một người đứng cách một bức tường một khoảng L, bắn một phát súng. Người ấy sẽ chỉ nghe thấy một tiếng nổ khi L thỏa mãn điều kiện nào dưới đây nếu tốc độ âm trong không khí là 340 m/s.
A. L ≥17 m.
B. L \(\le \) 17 m.
C. L ≥34m.
D. L \(\le \)34m.
Hướng dẫn
Thời gian sóng âm cả đi và về phải thỏa mãn: \(t=\frac{2L}{v}\le 0,1\Rightarrow L\le 17\left( m \right)\)
\(\Rightarrow \) Chọn B.
Ví dụ 10: Một người thả một viên đá từ miệng giếng đến đáy giếng không nước sau thì sau bao lâu sẽ nghe thấy tiếng động do viên đá chạm đáy giếng? Cho biết tốc độ âm trong không khí là 300 m/s, lấy g = 10 m/s2. Độ sâu của giếng là 11,25 m.
A. 1,5385 s.
B. 1,5375 s.
C. 1,5675 s.
D. 2 s.
Hướng dẫn
Giai đoạn 1: Hòn đá rơi tự do.
Giai đoạn 2: Hòn đá chạm vào đáy giếng phát ra âm thanh truyền đến tai người.
Thời gian vât rơi: \(h=\frac{gt_{1}^{2}}{2}\Rightarrow {{t}_{1}}=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2.11,25}{10}}=1,5\left( s \right)\)
Thời gian âm truyền từ đáy đến tai người : \({{t}_{2}}=\frac{h}{v}=\frac{11,25}{300}=\) 0,0375(s)
\(\Rightarrow {{t}_{1}}+{{t}_{2}}\) = 1,5375(5) → Chọn B.
Ví dụ 11: Một người thả một viên đá từ miệng giếng đến đáy giếng cạn và 3,15 s sau thì nghe thấy tiếng động do viên đá chạm đáy giếng. Cho biết tốc độ âm trong không khí là 300 m/s, lấy g = 10 m/s2. Độ sâu của giếng là
A. 41,42 m.
B. 40,42 m.
C. 45,00 m.
D. 38,42 m.
Hướng dẫn:
Thời gian vât rơi: \(h=\frac{gt_{1}^{2}}{2}\Rightarrow {{t}_{1}}=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{0,2h}\)
Thời gian âm truyền từ đáy đến tai người : \({{t}_{2}}=\frac{h}{v}=\frac{h}{300}\)
\(\xrightarrow({}){{{t}_{1}}+{{t}_{2}}=3,15}\sqrt{0,2h}+\frac{h}{300}=3,15\Rightarrow h=45\left( m \right)\Rightarrow \) Chọn C
Ví dụ 12: Các con dơi bay và tìm mồi bằng cách phát và sau đó thu nhận các sóng siêu âm phản xạ từ con mồi. Giả sử một con dơi và một con muỗi bay thẳng đến gần nhau với tốc độ so với Trái Đất của dơi là 19 m/s, của muỗi là 1 m/s. Ban đầu, từ miệng con dơi phát ra sóng âm, ngay khi gặp con muỗi sóng phản xạ trở lại, con dơi thu nhận được sóng này sau 1/6 s kể từ khi phát. Tốc độ truyền sóng âm trong không khí là 340 m/s. Khoảng thời gian để con dơi gặp con muỗi (kể từ khi phát sóng) gần với giá trị nào nhất sau đây?
A. 1 s.
B. 1,5 s.
C. 1,2 s.
D. 1,6 s.
Hướng dẫn:
Gọi A, B là vị trí ban đầu của con dơi và con muỗi; M và N là vị trí con muỗi gặp sóng siêu âm lần đầu và vị trí con dơi nhận được sóng siêu âm phản xạ lần đầu.
Quãng đường đi của con dơi và quãng đường sóng siêu âm đi được sau thời gian 1/6 s lần lượt là: \(\left\{ \begin{align} & AN=19.\frac{1}{6}=\frac{19}{6}\left( m \right) \\ & AN+2MN=340.\frac{1}{6}=\frac{340}{6}\left( m \right)\Rightarrow MN=\frac{107}{4}\left( m \right) \\ \end{align} \right.\)
Thời gian con muỗi đi từ B đến M bằng thời gian sóng siêu âm đi từ A đến M:
\({{t}_{1}}=\frac{AN+MN}{v}=\frac{\frac{19}{6}+\frac{107}{4}}{340}=\frac{359}{1080}\left( s \right)\)
Quãng đường muỗi đi từ B đến M: \(BM=1.\frac{359}{1080}=\frac{359}{4080}\left( m \right)\)
\(\Rightarrow AB=AN+BN+BM=\frac{19}{6}+\frac{107}{4}+\frac{359}{4080}\approx 30\left( m \right)\)
Gọi Δt là khoảng thời gian để con dơi gặp con muỗi:
\({{S}_{doi}}+{{S}_{muoi}}=AB\Rightarrow \Delta t=\frac{AB}{{{v}_{doi}}+{{v}_{muoi}}}=\frac{39}{19+1}=1,5\left( s \right)\Rightarrow \) Chọn B
3. LUYỆN TẬP
Bài 1: Nhà vật lí người Pháp Bi−Ô dùng búa gõ vào đầu vào một thanh gang dài 951,25 m. Người thứ hai ở đầu kia áp tai vào thanh gang và nghe được âm của tiếng gõ hai lần (một lần qua không khỉ, một lần qua thanh gang). Khoảng thời gian giữa hai lần nghe được là 2,5 s. Biết tốc độ truyền âm trong không khí lần lượt là 340 (m/s). Tốc độ truyền âm trong gang là
A. 3194 m/s.
B. 2999 m/s.
C. 1000 m/s.
D. 2500 m/s.
Bài 2: Một người dùng búa gõ nhẹ vào đường sắt và cách đó 1056 m, người thứ hai áp tai vào đường dắt thì nghe thấy tiếng gõ sớm hơn 3s so với tiếng gõ nghe trong không khí. Tốc độ âm trong không khí là 330m/s. Tốc độ âm trong sắt là:
A. 1238 m/s.
B. 1376 m/s.
C. 1336 m/s.
D. 5280 m/s.
Bài 3: Nếu khoảng thời gian từ khi nhìn thấy tiếng sét đến khi nghe thấy tiếng sấm là 1 phút thì khoảng cách từ nơi sét đánh đến người quan sát là bao nhiêu? Tốc độ truyền âm trong không khí là 340 (m/s).
A. 402 m
B. 299 m
C. 10 m
D. 20400 m
Bài 4: Một người đứng áp tai vào đường ray. Người thứ 2 đứng cách đó một khoảng x gõ mạnh búa vào đường ray. Người thứ nhất nghe thấy 2 tiếng búa cách nhau một khoảng thời gian là 14/3 s. Biết tốc độ truyền âm trong không khí là 340 m/s. Tốc độ truyền âm trong thép gấp 15 lần trong không khí. Tính x.
A. 42 m,
B. 299 m.
C. 10 m.
D. 1700m
Bài 5: Một nam châm điện dùng dòng điện xoay chiều có chu kì 0,1 (s). Nam châm tác dụng lên một lá thép mỏng làm cho lá thép dao động điều hòa và tạo ra sóng âm. sóng âm do nó phát ra truyền trong không khí là:
A. Âm mà tai người có thể nghe được.
B. sóng ngang
C. Hạ âm.
D. siêu âm.
Bài 6: Người ta gõ vào thanh thép và nghe thấy âm phát ra, quan sát thấy hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động ngược pha cách nhau 4 m. Tốc độ truyền âm là 5000 m/s. Tần số âm phát ra là
A. 625 Hz.
B. 725 Hz.
C. 645 Hz.
D. 425 Hz.
Bài 7: Sóng âm truyền trong thép với tốc độ 5000 m/s. Hai điểm trong thép dao động lệch pha nhau π/2 mà ở gần nhau nhất thì cách nhau đoạn 1,54 m. Tần số của âm là
A. 920 Hz.
B. 7800Hz.
C. 812 Hz
D. 900 Hz.
Bài 8: Micro được dịch chuyên tới vị trí mới cách loa 5 m. So sánh với âm thu được tại vị tri 10 m, âm tại vị trí mới khác âm cũ về
A. biên độ.
B. bước sóng.
C. tốc độ truyền sóng.
D. tần số.
Bài 9: Một người lấy búa gõ mạnh vào một đầu của một ống kim loại bằng thép có chiều dài L. Người khác ở đầu kia của ống nghe thấy hai âm do sóng truyền dọc theo ống và sóng truyền qua không khí cách nhau một khoảng thời gian là 1 giây. Biết vận tốc truyền âm trong kim loại và trong không khí lần lượt là vkl = 5900 m/s và vkk = 340 m/s. Chiều dài L là
A. 200 m.
B. 280 m.
C. 361 m.
D. 400 m.
Bài 10: Hai nhân viên đường sắt đúng cách nhau 1100 m, một người lấy búa gõ mạnh vào đường ray, người kia áp tai vào đường ray thì nghe được hai âm, một âm truyền trong thép đến trước và sau đó 3 s thì có âm khác truyền từ không khí đến. Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340,0m/s, vận tốc truyền âm trong thép là
A. 5500m/s.
B. 4700 m/s.
C. 4675 m/s.
D. 2120 m/s.
---Để xem đầy đủ nội dung từ câu 11 đến câu 40, vui lòng đăng nhập vào trang hoc247.net để xem online hoặc tải về máy tính---
ĐÁP ÁN PHẦN TRẮC NGHIỆM
|
1.A |
2.D |
3.D |
4.D |
5.A |
6.A |
7.C |
8.A |
9.C |
10.C |
|
11.B |
12.A |
13.A |
14.B |
15.D |
16.A |
17.A |
18.C |
19.B |
20.A |
|
21.B |
22.B |
23.D |
24.C |
25.D |
26.B |
27.D |
28.C |
29.D |
30.A |
|
31.A |
32.D |
33.C |
34.C |
35.D |
36.C |
37.C |
38.A |
39.D |
40.A |
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phóng xạ và các dạng bài tập về phóng xạ môn Vật Lý 12 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
