TopStudy

Vật lí · Lớp 11

Bài tập Xác định điều kiện để xảy ra sóng dừng với sóng dừng có một đầu cố định, một đầu tự do lớp 11 (có lời giải)

24 câu · 36 phút · Ngân hàng đề TopStudy. Đáp án và lời giải do TopStudy biên soạn, mở ngay dưới từng câu.

Làm bài

Nội dung đề

Phần I. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 1

1 điểm
Khi có sóng dừng trên sợi dây đàn hồi AB với đầu A là điểm nút và đầu B là điểm bụng thì
  1. Đáp án A: điểm trên dây cách đầu A một đoạn bằng nửa bước sóng là điểm bụng.
  2. Đáp án B: điểm trên dây cách đầu A một đoạn bằng một phần tư bước sóng là điểm nút.
  3. Đáp án C: điểm trên dây cách đầu B một đoạn bằng ba phần tư bước sóng là điểm bụng.
  4. Đáp án D: điểm trên dây cách đầu B một đoạn bằng một phần tư bước sóng là điểm nút.
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Đáp án đúng là D

Câu 2

1 điểm
Một sợi dây đàn hồi dài 130 cm, có đầu A cố định, đầu B tự do dao động với tần số 100 Hz, vận tốc truyền sóng trên dây là 40 m/s. Số nút và bụng sóng trên dây là
  1. Đáp án A: 6 nút sóng và 6 bụng sóng.
  2. Đáp án B: 7 nút sóng và 6 bụng sóng.
  3. Đáp án C: 7 nút sóng và 7 bụng sóng.
  4. Đáp án D: 6 nút sóng và 7 bụng sóng.
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Đáp án đúng là C

ℓ=(k+12)v2f⇒k=6.\ell = \left( {k + \frac{1}{2}} \right)\frac{v}{{2f}} \Rightarrow k = 6.

Vậy số bụng = số nút = k + 1 = 7.

Câu 3

1 điểm
Dây AB dài 21  cm21\,\,cm treo lơ lửng, đầu trên A gắn vào nhánh âm thoa dao động với tần số 100  Hz.100\,\,Hz. Tốc độ truyền sóng trên dây là 4  m/s,{\rm{4}}\,\,{\rm{m/s,}} ta thấy trên dây có sóng dừng. Số nút, số bụng trên dây lần lượt là
  1. Đáp án A: 11,10.{\rm{11, 10}}{\rm{.}}
  2. Đáp án B: 11,11.{\rm{11, 11}}{\rm{.}}
  3. Đáp án C: 10,11.{\rm{10, 11}}{\rm{.}}
  4. Đáp án D: 10,10.{\rm{10, 10}}{\rm{.}}
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Đáp án đúng là B

ℓ=(2k+1)λ4=(2k+1)v4f     ⇔  k=(4fℓv−1)12=(4.0,21.1004−1)12=10\ell = \left( {2k + 1} \right)\frac{\lambda }{4} = \left( {2k + 1} \right)\frac{v}{{4f}}\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,k = \left( {\frac{{4f\ell }}{v} - 1} \right)\frac{1}{2} = \left( {\frac{{4.0{,}21.100}}{4} - 1} \right)\frac{1}{2} = 10

Suy ra số nút sóng bằng số bụng sóng n=k+1=11n = k + 1 = 11

Câu 4

1 điểm
Một thanh thép mảnh dài 1,2 m được đặt nằm ngang phía dưới một nam châm điện. Cho dòng điện xoay chiều chạy qua nam châm điện thì trên dây thép xuất hiện sóng dừng với 6 bụng sóng với đầu cố định là nút và đầu tự do là bụng. Nếu tốc độ truyền sóng trên thanh là 60 m/s thì tần số của dòng điện xoay chiều là
  1. Đáp án A: 60 Hz.
  2. Đáp án B: 63,1 Hz.
  3. Đáp án C: 68,75 Hz.
  4. Đáp án D: 70,3 Hz.
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Đáp án đúng là C

Theo giả thiết, sóng có đầu cố định là nút, đầu tự do là bụng nên: ℓ=kλ2+λ4\ell = k\frac{\lambda }{2} + \frac{\lambda }{4}

Trên dây có 6 bụng sóng ⇒k=5\Rightarrow k = 5⇒1,2=5λ2+λ4⇒λ=2455(m)\Rightarrow 1{,}2 = 5\frac{\lambda }{2} + \frac{\lambda }{4} \Rightarrow \lambda = \frac{{24}}{{55}}(m)

Tần số sóng trên dây là: f=vλ=137,5(Hz)f = \frac{v}{\lambda } = 137{,}5(Hz)

Vì fsoˊng_{sóng} = 2fđiện_{điện} => fđiện_{điện} = 137,52\frac{{137{,}5}}{2} = 68,75 Hz.

Phần II. Trắc nghiệm đúng sai

Câu 5

1 điểm

PHẦN II. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM ĐÚNG/SAI (Mỗi câu hỏi gồm 4 ý a, b, c, d. Thí sinh chọn Đúng hoặc Sai cho từng ý)

Một dây đàn hồi có chiều dài LL với một đầu cố định, một đầu tự do, đang có sóng dừng với bước sóng λ\lambda:

  • Ý a: Điều kiện để có sóng dừng trên dây là L=(2k+1)λ4L = \left( {2k + 1} \right)\frac{\lambda }{4} với k∈Nk \in \mathbb{N}.
  • Ý b: Chiều dài sợi dây LL phải bằng một số lẻ lần một phần tư bước sóng.
  • Ý c: Tổng số nút sóng quan sát được trên dây luôn bằng tổng số bụng sóng quan sát được trên dây (N=B=k+1N = B = k + 1).
  • Ý d: Đầu tự do của sợi dây luôn luôn là một nút sóng.
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

  • a) Đúng

  • b) Đúng

  • c) Đúng

  • d) Sai

a) Đúng - Điều kiện sóng dừng 1 đầu cố định, 1 đầu tự do L=(2k+1)λ4L = (2k + 1)\frac{\lambda }{4}.

b) Đúng - (2k+1)(2k + 1) là số lẻ ⇒L\Rightarrow L bằng một số lẻ lần λ4\frac{\lambda }{4}.

c) Đúng - Với hệ 1 đầu cố định 1 đầu tự do, số nút luôn bằng số bụng N=B=k+1N = B = k + 1.

d) Sai - Đầu tự do phải là một BỤNG SÓNG (đầu cố định mới là nút sóng).

Câu 6

1 điểm
Xét các đặc điểm của sóng dừng trên dây một đầu cố định, một đầu tự do:
  • Ý a: Đầu cố định luôn là một nút sóng, đầu tự do luôn là một bụng sóng.
  • Ý b: Khoảng cách giữa nút sóng ở đầu cố định và bụng sóng ở đầu tự do ngắn nhất là λ4\frac{\lambda }{4}.
  • Ý c: Hai điểm nằm trên hai bó sóng kề nhau (giữa hai nút liên tiếp) luôn dao động cùng pha.
  • Ý d: Biên độ dao động của phần tử tại đầu tự do có giá trị cực đại bằng 2 lần biên độ của sóng tới.
Xem đáp án và lời giải

Câu 7

1 điểm
Sợi dây đàn hồi dài L=1mL = 1{\rm{ m}} có một đầu cố định, một đầu tự do. Tốc độ truyền sóng trên dây là v=40m/sv = 40{\rm{ m/s}}. Xét các tần số ff tạo ra sóng dừng:
  • Ý a: Tần số nhỏ nhất (tần số cơ bản) để có sóng dừng trên dây là fmin⁡=10Hz{f_{\min }} = 10{\rm{ Hz}}.
  • Ý b: Các tần số cho sóng dừng trên dây là các bội số số lẻ của tần số cơ bản (fk=(2k+1)fmin⁡{f_k} = (2k + 1){f_{\min }}).
  • Ý c: Khi tần số f=30Hzf = 30{\rm{ Hz}}, trên dây có 3 nút sóng và 3 bụng sóng.
  • Ý d: Tần số không thể tạo ra sóng dừng trên sợi dây này là f=20Hzf = 20{\rm{ Hz}}.
Xem đáp án và lời giải

Câu 8

1 điểm
Sợi dây AB dài L=75cmL = 75{\rm{ cm}} có đầu AA cố định, đầu BB tự do đang có sóng dừng với bước sóng λ=30cm\lambda = 30{\rm{ cm}}:
  • Ý a: Số bó sóng hoàn chỉnh (mỗi bó dài λ2\frac{\lambda }{2}) trên dây là 2 bó.
  • Ý b: Tổng số nút sóng quan sát được trên dây là 3 nút.
  • Ý c: Khoảng cách từ đầu cố định AA đến bụng sóng thứ 2 là 22,5cm22{,}5{\rm{ cm}}.
  • Ý d: Khoảng cách từ nút sóng thứ 2 đến đầu tự do BB là 37,5cm37{,}5{\rm{ cm}}.
Xem đáp án và lời giải

Câu 9

1 điểm
Bài toán ngược tìm bước sóng λ\lambda: Một sợi dây một đầu cố định, một đầu tự do dài L=90cmL = 90{\rm{ cm}} đang có sóng dừng. Người ta đếm được trên dây có tất cả 4 nút sóng:
  • Ý a: Giá trị kk tương ứng trong công thức điều kiện sóng dừng là k=3k = 3.
  • Ý b: Chiều dài dây thỏa mãn L=3,5⋅λ2=1,75λL = 3{,}5 \cdot \frac{\lambda }{2} = 1{,}75\lambda.
  • Ý c: Bước sóng truyền trên dây là λ=51,4cm\lambda = 51{,}4{\rm{ cm}}.
  • Ý d: Nếu trên dây có 5 bụng sóng thì bước sóng truyền trên dây là λ=40cm\lambda = 40{\rm{ cm}}.
Xem đáp án và lời giải

Câu 10

1 điểm
Cho sợi dây một đầu cố định, một đầu tự do đang có sóng dừng với tần số f=50Hzf = 50{\rm{ Hz}}. Người ta thấy hai tần số liên tiếp tạo ra sóng dừng trên dây là f1=125Hz{f_1} = 125{\rm{ Hz}} và f2=175Hz{f_2} = 175{\rm{ Hz}}:
  • Ý a: Tần số cơ bản để có sóng dừng trên dây là f0=50Hz{f_0} = 50{\rm{ Hz}}.
  • Ý b: Hiệu hai tần số liên tiếp cho sóng dừng bằng 2 lần tần số cơ bản (Δf=2f0\Delta f = 2{f_0}).
  • Ý c: Tần số f1=125Hz{f_1} = 125{\rm{ Hz}} ứng với họa âm bậc 5.
  • Ý d: Tần số f=50Hzf = 50{\rm{ Hz}} tạo ra sóng dừng với 1 nút và 1 bụng trên dây.
Xem đáp án và lời giải

Câu 11

1 điểm
Khoảng cách giữa các vị trí đặc biệt trên sợi dây một đầu cố định (nút), một đầu tự do (bụng) có sóng dừng với bước sóng λ\lambda:
  • Ý a: Khoảng cách giữa một nút sóng và một bụng sóng bất kỳ luôn bằng một số lẻ lần λ4\frac{\lambda }{4}.
  • Ý b: Khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp bằng λ2\frac{\lambda }{2}.
  • Ý c: Khoảng cách giữa hai bụng sóng liên tiếp bằng λ2\frac{\lambda }{2}.
  • Ý d: Khoảng cách từ nút sóng thứ nn (tính từ đầu cố định) đến đầu cố định là (n−1)λ2(n - 1)\frac{\lambda }{2}.
Xem đáp án và lời giải

Câu 12

1 điểm
Sự phụ thuộc biên độ vào vị trí phần tử trên dây một đầu cố định (AA), một đầu tự do (BB):
  • Ý a: Phần tử MM cách đầu cố định AA một khoảng xx có biên độ AM=Ab?ng⋅∣sin⁡(2πxλ)∣{A_M} = {A_{{\rm{b?ng}}}} \cdot \left| {\sin \left( {\frac{{2\pi x}}{\lambda }} \right)} \right|.
  • Ý b: Phần tử NN cách đầu tự do BB một khoảng dd có biên độ AN=Ab?ng⋅∣cos⁡(2πdλ)∣{A_N} = {A_{{\rm{b?ng}}}} \cdot \left| {\cos \left( {\frac{{2\pi d}}{\lambda }} \right)} \right|.
  • Ý c: Biên độ dao động tại trung điểm của sợi dây luôn bằng nửa biên độ bụng sóng.
  • Ý d: Những điểm cách đầu tự do BB các khoảng d=k⋅λ2d = k \cdot \frac{\lambda }{2} (k∈Nk \in \mathbb{N}) đều là các bụng sóng.
Xem đáp án và lời giải

Câu 13

1 điểm
Một ống khí một đầu kín, một đầu hở (tương đương dây 1 đầu cố định, 1 đầu tự do) phát ra âm cơ bản có tần số f=340Hzf = 340{\rm{ Hz}}. Tốc độ truyền âm trong không khí là v=340m/sv = 340{\rm{ m/s}}:
  • Ý a: Tần số âm cơ bản bằng tần số nhỏ nhất fmin⁡{f_{\min }} tạo sóng dừng trong ống.
  • Ý b: Chiều dài của ống khí là L=0,25mL = 0{,}25{\rm{ m}}.
  • Ý c: Nếu chiều dài ống tăng gấp đôi thì tần số âm cơ bản cũng tăng gấp đôi.
  • Ý d: Họa âm tiếp theo mà ống khí này có thể phát ra có tần số là 680Hz680{\rm{ Hz}}.
Xem đáp án và lời giải

Câu 14

1 điểm
Tốc độ dao động và thời gian trong sóng dừng trên dây một đầu cố định, một đầu tự do có biên độ bụng AB=5cm{A_B} = 5{\rm{ cm}}, tần số f=20Hzf = 20{\rm{ Hz}}:
  • Ý a: Thời gian ngắn nhất để sợi dây duỗi thẳng hoàn toàn là T4=0,0125s\frac{T}{4} = 0{,}0125{\rm{ s}}.
  • Ý b: Tốc độ dao động cực đại của phần tử tại đầu tự do là vmax⁡=2πm/s{v_{\max }} = 2\pi {\rm{ m/s}}.
  • Ý c: Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp phần tử ở đầu tự do có tốc độ dao động bằng 0 là Δt=0,025s\Delta t = 0{,}025{\rm{ s}}.
  • Ý d: Khoảng thời gian sợi dây biến dạng cực đại đến khi duỗi thẳng là T4\frac{T}{4}.
Xem đáp án và lời giải

Phần III. Trắc nghiệm trả lời ngắn

Câu 15

1 điểm

PHẦN III. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN

Một sợi dây đàn hồi dài L=85cmL = 85{\rm{ cm}} có một đầu cố định, một đầu tự do đang có sóng dừng với bước sóng λ=40cm\lambda = 40{\rm{ cm}}. Tổng số nút sóng quan sát được trên dây bằng bao nhiêu?

Xem đáp án và lời giải

Câu 16

1 điểm
Sợi dây một đầu cố định, một đầu tự do dài L=1,2mL = 1{,}2{\rm{ m}} đang có sóng dừng với 5 bụng sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là v=32m/sv = 32{\rm{ m/s}}. Tần số dao động của sóng bằng bao nhiêu héc (Hz{\rm{Hz}})?
Xem đáp án và lời giải

Câu 17

1 điểm
Trên sợi dây một đầu cố định, một đầu tự do đang có sóng dừng. Biết khoảng cách từ đầu cố định đến nút sóng thứ 3 là 40cm40{\rm{ cm}}. Bước sóng truyền trên dây bằng bao nhiêu xentimét (cm{\rm{cm}})?
Xem đáp án và lời giải

Câu 18

1 điểm
Một sợi dây một đầu cố định, một đầu tự do có chiều dài LL. Khi tần số sóng trên dây là f1=30Hz{f_1} = 30{\rm{ Hz}} thì trên dây có 3 nút sóng. Để trên dây có đúng 5 nút sóng thì tần số dao động f2{f_2} phải bằng bao nhiêu héc (Hz{\rm{Hz}})?
Xem đáp án và lời giải

Câu 19

1 điểm
Cho sợi dây một đầu cố định, một đầu tự do dài L=90cmL = 90{\rm{ cm}}. Tốc độ truyền sóng trên dây là v=12m/sv = 12{\rm{ m/s}}. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp sợi dây duỗi thẳng là 0,05s0{,}05{\rm{ s}}. Tổng số bụng sóng quan sát được trên dây bằng bao nhiêu?
Xem đáp án và lời giải

Câu 20

1 điểm
Một ống khí một đầu kín, một đầu hở có chiều dài L=85cmL = 85{\rm{ cm}}. Tốc độ truyền âm trong ống là v=340m/sv = 340{\rm{ m/s}}. Tần số nhỏ nhất lớn hơn 200Hz200{\rm{ Hz}} để có thể tạo ra sóng dừng trong ống bằng bao nhiêu héc (Hz{\rm{Hz}})?
Xem đáp án và lời giải

Câu 21

1 điểm
Sợi dây AB dài L=60cmL = 60{\rm{ cm}} có đầu AA cố định, đầu BB tự do đang có sóng dừng với 4 nút sóng. Biên độ dao động tại bụng sóng là AB=4cm{A_B} = 4{\rm{ cm}}. Xét điểm MM trên dây cách đầu AA một đoạn x=5cmx = 5{\rm{ cm}}. Biên độ dao động tại MM bằng bao nhiêu xentimét (cm{\rm{cm}})?
Xem đáp án và lời giải

Câu 22

1 điểm
Một sợi dây một đầu cố định, một đầu tự do có sóng dừng với bước sóng λ=36cm\lambda = 36{\rm{ cm}}. Khoảng cách ngắn nhất từ đầu tự do đến một điểm dao động với biên độ bằng nửa biên độ bụng sóng bằng bao nhiêu xentimét (cm{\rm{cm}})?
Xem đáp án và lời giải

Câu 23

1 điểm
Một sợi dây đàn hồi có một đầu cố định, một đầu tự do được kích thích dao động với tần số f=100Hzf = 100{\rm{ Hz}} không đổi. Tốc độ truyền sóng v=20m/sv = 20{\rm{ m/s}}. Chiều dài LL nhỏ nhất của sợi dây để có thể xuất hiện sóng dừng bằng bao nhiêu xentimét (cm{\rm{cm}})?
Xem đáp án và lời giải

Câu 24

1 điểm
Sợi dây một đầu cố định, một đầu tự do dài L=1mL = 1{\rm{ m}} đang có sóng dừng với bước sóng λ=0,8m\lambda = 0{,}8{\rm{ m}}. Biên độ bụng sóng là 22cm2\sqrt 2 {\rm{ cm}}. Số điểm trên dây dao động với biên độ 2cm2{\rm{ cm}} (không tính hai đầu dây) bằng bao nhiêu?
Xem đáp án và lời giải

Đề cùng chủ đề

Tất cả đề Sóng dừng · Các bộ sách Vật lí Lớp 11