Kiểm tra kiến thức chương 3: Giao thoa sóng cơ

 Thời gian làm bài: 25 phút

Câu 1: 3 điểm

Làm thí nghiệm giao thoa trên mặt chất lỏng với 2 nguồn sóng kết hợp S₁, S₂ cùng dao động theo phương thẳng đứng với phương trình: .

a) Viết phương trình dao động tại điểm M nhận đồng thời hai sóng từ S₁ và S₂ truyền tới, cho biết MS₁ = d₁ và MS₂ = d₂.

b) Lập công thức tính độ lệch pha của điểm S₁ so với điểm M trong trường hợp M thuộc đường trung trực S₁S₂

Câu 2: 7 điểm

Làm thí nghiệm giao thoa trên mặt chất lỏng với 2 nguồn sóng kết hợp S₁, S₂ dao động cùng pha, cùng tần số

f = 50 Hz, cùng biên độ A, khoảng cách S₁S₂ = 8,5 cm. Khi có hiện tượng giao thoa, chỉ xét những điểm dao động trên đoạn nối S₁S₂, biết khoảng cách từ điểm cực đại thứ 2 tính từ đường trường trung trực đến cực tiểu thứ 2 khác phía so với đường trung trực là 7 cm.

a) Tính bước sóng λ và vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng

b) Tìm số điểm dao động cực đại trên đoạn nối S₁S₂ . Xác định vị trí của các điểm đó.

c) Tìm vị trí điểm nằm trên đường trung trực của S₁S₂ và gần S₁ nhất dao động cùng pha với điểm S₁

d) 2 điểm CD tạo với 2 điểm S₁, S₂ một hình vuông S₁S₂CD. Tìm số điểm không dao động trên đoạn CD.

Đáp án bài kiểm tra số 2

Câu 1:

a) Phương trình dao động tại M lần lượt do nguồn từ S₁ và S₂ truyền tới là:

Phương trình dao động tổng hợp tại M

      

b) Vì M thuộc đường trung trực S₁S₂ nên d₂ = d₁ = d

Độ lệch pha của S₁ so với M là:

(nhớ để tính độ lệch pha của S₁ so với M thì lấy pha của S₁ trừ đi pha của M)

(nhớ để tính độ lệch pha của  M so với S₁ thì lấy pha của M trừ đi pha của S₁)

Câu 2:

a) Khoảng cách từ cực đại thứ 2 đến đường trung trực là:

Khoảng cách từ cực tiểu thứ 2 đến đường trung trực là:

Theo đề bài ta có phương trình:   

Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng:

b) Xét điểm M trên đoạn S₁S₂ dao động với biên độ cực đại, đặt MS₁ = d₁ và MS₂ = d₂

Ta có:              

Vì M trên đoạn S₁S₂ nên:

k = -2, -1, 0, 1, 2 → 5 điểm cực đại

Các điểm cực đại cách nguồn S₂ khoảng

 với k = -2, -1, 0, 1, 2

k                      -2         -1         0          1          2

d₂ (cm)           0,25        2,25      4,25     6,25     8,25

c) Xét điểm N nằm trên đường trung trực S₁S₂, khi đó d₁ = d₂ = d (d₁ = S₁N ;  d₂ = S₂N)

Theo câu a) độ lệch pha của S₁ so với N là:

Để S₁ và N dao động cùng pha thì

   → 

Vì N nằm trên trung trực S₁S₂ nên

d_min ứng với k = 2,  d_min = 4.2 = 8 cm

Điểm thỏa mãn đề bài cách nguồn S₁ 8 cm

d) Giả sử D là điểm cực tiểu, khi đó:

Chứng tỏ D không là điểm cực tiểu và giữa D và đường trung trực chỉ có 1 dãy cực tiểu

Do D và C đối xứng với nhau qua đường trung trực của S₁S₂ → trên đoạn CD chỉ có 2 điểm cực tiểu