Giải SBT Vật lí 11 Bài 13 (Kết nối tri thức): Sóng dừng

Sách bài tập Vật lí 11 Bài 13: Sóng dừng

Giải SBT Vật lí 11 trang 25

Bài 13.1 trang 25 SBT Vật lí 11: Tại điểm phản xạ thì sóng phản xạ

A. luôn ngược pha với sóng tới.

B. ngược pha với sóng tới nếu vật cản là cố định.

C. ngược pha với sóng tới nếu vật cản là tự do.

D. cùng pha với sóng tới nếu vật cản là cố định.

Lời giải:

Tại điểm phản xạ thì sóng phản xạ ngược pha với sóng tới nếu vật cản là cố định

Đáp án : B

Bài 13.2 trang 25 SBT Vật lí 11: Trong hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định, khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liên tiếp bằng

A. một bước sóng.

B. hai bước sóng.

C. một phần tư bước sóng.

D. một nửa bước sóng.

Lời giải:

Trong hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định, khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liên tiếp bằng một nửa bước sóng

Đáp án : D

Bài 13.3 trang 25 SBT Vật lí 11: Trong hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây mà hai đầu được giữ có định thì độ dài của bước sóng phải bằng

A. khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng.

B. độ dài của dây.

C. hai lần độ dài của dây.

D. hai lần khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng kề nhau.

Lời giải:

Ta có : điều kiện để có sóng dừng trên một dây có hai đầu cố định $$$L=n\frac{\lambda }{2}=>\lambda =2L$( n=1 )

Đáp án : C

Bài 13.4 trang 25 SBT Vật lí 11: Để tạo một sóng dừng giữa hai đầu dây cố định thì độ dài của dây bằng

A. một số nguyên lần bước sóng.

B. một số lẻ lần nửa bước sóng.

C. một số nguyên lần nửa bước sóng…

D. một số lẻ lần bước sóng.

Lời giải:

Điều kiện để có sóng dừng trên một dây có hai đầu cố định là chiều dài của dây phải bằng một số nguyên lần nửa bước sóng

Đáp án : C

Giải SBT Vật lí 11 trang 26

Bài 13.5 trang 26 SBT Vật lí 11: Sóng dừng trên một sợi dây dài 1 m (hai đầu cổ định) có hai bụng sóng,

Bước sóng trên dây là

A. 0,25 m.

B. 0,5m.

C. 1 m

D. 2 m.

Lời giải:

Số bụng sóng: n = 2

Ta có: điều kiện để có sóng dừng trên một dây có hai đầu cố định $$$L=n\frac{\lambda }{2}=2\frac{\lambda }{2}=>\lambda =L=1m$

Đáp án: C

Bài 13.6 trang 26 SBT Vật lí 11: Trên một sợi dây dài 90 cm có sóng dừng. Kể cả hai nút ở hai đầu dây thì trên dây có 10 nút sóng. Biết tần số của sóng truyền trên dây là 200 Hz. Tốc độ truyền sóng trên dây là

A. 40 m/s.

B. 40 cm/s.

C. 90 cm/s.

D. 90 cm/s.

Lời giải:

Kể cả hai nút ở hai đầu dây thì trên dây có 10 nút sóng => khoảng cách giữa hai nút sóng $d=\frac{90}{9}=10cm=\frac{\lambda }{2}=>\lambda =20cm$

Vận tốc của sóng : $v=\lambda .f=0,2.200=40m/s$

Đáp án : A

Bài 13.7 trang 26 SBT Vật lí 11: Sóng dừng trên một dây đàn dài 0,6 m, hai đầu cố định có một bụng sóng duy nhất (ở giữa dây).

a) Tính bước sóng $\lambda$của sóng trên dây.

b) Nếu dây dao động với ba bụng sóng thì bước sóng là bao nhiêu?

Lời giải:

a) Trên dây xuất hiện 1 bụng sóng => k=1

 Điều kiện để có sóng dừng trên một dây có hai đầu cố định $L=k\frac{\lambda }{2}$ (1)

Thay k=1 vào (1 ) ta được $L=\frac{1\lambda }{2}=>\lambda =2L=2.0,6=1,2(m)$

b) Trên dây xuất hiện 3 bụng sóng => k= 3

Thay k=3 vào (1 ) ta được $L=\frac{3\lambda }{2}=>\lambda =\frac{2L}{3}=\frac{2.0,6}{3}=0,4(m)$

Bài 13.8 trang 26 SBT Vật lí 11: Trên một sợi dây dài 1,2 m có một hệ sóng dừng. Kể cả hai đầu dây thì trên dây có tất cả 4 nút sóng. Biết tốc độ truyền sóng trên dây là v = 80 m/s, tính tần số dao động của dây.

Lời giải:

Kể cả hai đầu dây thì trên dây có tất cả 4 nút sóng => trên dây xuất hiện 3 bụng sóng => k=3

Điều kiện để có sóng dừng trên một dây có hai đầu cố định $L=k\frac{\lambda }{2}$ (1)

Thay k=3  vào (1 ) ta được $L=\frac{3\lambda }{2}=>\lambda =\frac{2L}{3}=0,8(m)$

=> Tần số dao động trên dây : $f=\frac{v}{\lambda }=\frac{80}{0,8}=100Hz$

Bài 13.9 trang 26 SBT Vật lí 11: Hình 13.1 mô tả sóng dừng trên một sợi dây có chiều dài L= 0,9m,  hai đầu cố định.

a) Tính bước sóng $\lambda$ của sóng trên dây.

b) Nếu tần số là 180 Hz. Tính tốc độ của sóng.

c)  Thay đổi tần số đến 360 Hz thì bước sóng bây giờ bằng bao nhiêu?

Lời giải:

a) Theo hình vẽ ta có trên dây có 3 bụng sóng => k=3

Điều kiện để có sóng dừng trên một dây có hai đầu cố định $L=k\frac{\lambda }{2}$ (1)

Thay k=3  vào (1 ) ta được $L=\frac{3\lambda }{2}=>\lambda =\frac{2.0,9}{3}=0,6(m)$

b) Vận tốc của sóng : $v=\lambda .f=0,6.180=108m/s$

c) Tốc độ truyền sóng trên dây là không đổi => bước sóng khi tần số bằng 360 Hz là $\lambda =\frac{v}{f}=\frac{108}{360}=0,3m$

Bài 13.10 trang 26 SBT Vật lí 11: Một nam châm điện có dòng điện xoay chiều tần số 50 Hz chạy qua. Đặt  nam châm điện phía trên một dây thép AB căng ngang với hai đầu cố định, chiều dài sợi dây là 0,6 m (Hình 13.2). Người ta thấy trên dây có sóng dừng với 2 bụng sóng. Tính tốc độ truyền sóng trên dây.

Lời giải:

Người ta thấy trên dây có sóng dừng với 2 bụng sóng => k=2

Điều kiện để có sóng dừng trên một dây có hai đầu cố định $L=k\frac{\lambda }{2}$ (1)

Thay k=2   vào (1 ) ta được $L=\frac{2\lambda }{2}=>\lambda =L=0,6(m)$

=> tốc độ truyền sóng trên dây :$v=\lambda .f=0,6.50=30m/s$

$t=\frac{L}{v}=\frac{1}{\frac{40}{7}}=\frac{7}{40}=0,175s$

Bài 13.11 trang 26 SBT Vật lí 11: Một sợi dây AB dài 1 m, đầu A có định, đầu B gắn với cần rung có tần số thay đổi được. B được coi là nút sóng. Ban đầu trên dây có sóng dừng. Khi tần số tăng thêm 20 Hz thì số nút trên dây tăng thêm 7 nút. Sau khoảng thời gian bằng bao nhiêu thì sóng phản xạ từ A truyền hết một lần chiều dài sợi dây?

Lời giải:

Điều kiện để có sóng dừng trên một dây có hai đầu cố định$L=k\frac{\lambda }{2}=k\frac{v}{2f}=>f=\frac{kv}{2l}$

Lúc đầu $f_1=\frac{k_{1}v}{2l}(1)$

Sau khi tăng tần số lên 20 Hz  thì số nút trên dây tăng thêm 7 nút => $f_1+20=\frac{\left(k_1+7\right)v}{2l}(2)$

Lấy (2) – (1) ta được : $20=\frac{7v}{2l}=>v=\frac{40l}{7}=\frac{40.1}{7}=\frac{40}{7}m/s$

Khoảng thời gian sóng phản xạ từ A truyền hết một lần chiều dài sợi dây là

$t=\frac{L}{v}=\frac{1}{\frac{40}{7}}=\frac{7}{40}=0,175s$

Xem thêm các bài giải SBT Vật Lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 12: Giao thoa sóng

Bài 13: Sóng dừng

Bài tập cuối chương 2

Bài 16: Lực tương tác giữa hai điện tích

Bài 17: Khái niệm điện trường

Bài 18: Điện trường đều

Lý thuyết Sóng dừng

I. Thí nghiệm tạo sóng dừng

II. Giải thích sự tạo thành sóng dừng

1. Đặc điểm của sóng dừng

– Sóng dừng được tạo thành mỗi khi có hai sóng cùng biên độ, cùng bước sóng lan truyền theo hai hướng ngược nhau. Hai sóng này gặp nhau, giao thoa thành sóng dừng

– Những điểm tại đó hai sóng ngược pha nhau thì không dao động và được gọi là nút sóng

– Những điểm tại đó hai sóng đồng pha với nhau thì dao động với biên độ cực đại được gọi là bụng sóng

– Sóng dừng là tổng hợp của nhiều sóng tới và sóng phản xạ

2. Điều kiện để có sóng dừng

– Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định là chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nửa bước sóng

$L=n\frac{\lambda }{2}$

Với n= 1, 2, 3, …

III. Sóng dừng trong các nhạc cụ

1. Sóng dừng đối với nhạc cụ dây

– Đối với các loại nhạc cụ dây như đàn ghita, violon, đàn tính, đàn cò,… thì hai đầu dây đàn được giữ cố định

– Để khuếch đại âm, đàn ghita, đàn tính còn có một thùng đàn đóng vai trò hộp cộng hưởng

2. Sóng dừng đối với nhạc cụ khí

– Đối với nhạc cụ khí như sáo, kèn, khi ta thổi, cột không khí dao động tạo ra sóng dừng