Sóng (Chuyên đề Vật Lí ôn thi Tốt nghiệp 2025)

Chuyên đề Sóng có trong bộ 14 Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Vật Lí năm 2025 đầy đủ lý thuyết và bài tập đa dạng có lời giải giúp học sinh có thêm tài liệu ôn tập cho bài thi tốt nghiệp THPT môn Vật Lí.

Sóng (Chuyên đề Vật Lí ôn thi Tốt nghiệp 2025)

Xem thử Đề thi thử Tốt nghiệp Vật Lí 2025 Xem thử Đề thi Tốt nghiệp Vật Lí 2025 Xem thử Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Vật Lí Xem thử 1000 câu trắc nghiệm Vật Lí

Chỉ từ 350k mua trọn bộ Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Vật lí năm 2025 theo cấu trúc mới bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 1053587071 - NGUYEN VAN DOAN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận đề thi

I. ĐẠI CƯƠNG VỀ SÓNG

1. Định nghĩa: Sóng là dao động lan truyền trong không gian theo thời gian.

2. Các đại lượng đặc trưng

• Tần số sóng f (Hz) bằng tần số dao động của phần tử sóng: $f=\frac{1}{T}$.

• Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm dao động cùng pha gần nhau nhất trên phương truyền sóng.

Bước sóng còn là quãng đường mà sóng truyền đi được trong một chu kì dao động.

• Tốc độ truyền sóng: là tốc độ lan truyền dao động trong không gian.

$v=\lambda f=\frac{\lambda }{T}$

Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào các đặc tính của môi trường như mật độ môi trường, tính đàn hồi, nhiệt độ, áp suất,..

• Cường độ sóng I (W/m²): là năng lượng sóng truyền qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.

$I=\frac{E}{S.\Delta t}=\frac{\text{P}}{S}$

3. Phân loại

Sóng ngang là sóng mà các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.

Sóng dọc là sóng mà các phần tử của mỗi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng.

4. Phương trình sóng

Tại nguồn: $u_0=A\cos (\omega t+\phi )$

Tại điểm M sau nguồn, cách nguồn một khoảng x: $u_0=A\cos \left(\omega t+\phi -\frac{2\pi x}{\lambda }\right)$

Phương trình sóng có tính tuần hoàn theo không gian với chu kì λ và theo thời gian với chu kì T.

5. Sóng âm

• Phân loại sóng âm:

- Hạ âm là những âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz.

- Âm thanh là những âm có tần số từ 16 Hz đến 20 000 Hz và gây cho tai người cảm giác âm.

- Siêu âm là những âm có tần số lớn hơn 20 000 Hz.

- Hạ âm và siêu âm là những âm mà tai người không thể nghe được.

Mức cường độ âm: Độ to của âm được đo bởi đại lượng mức cường độ âm.

$L=10\log \frac{I}{I_0}\left(dB\right)$

Trong đó:

+ L là mức cường độ âm. Đơn vị: Đêxiben (dB). 1 Ben (B) = 10 đêxiben (dB)

+ I là cường độ âm, I₀ là cường độ âm chuẩn.

Thường lấy I₀ = 10^-12 W/m² khi tần số âm là 1 000 Hz.

6. Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Sóng nước truyền trên một mặt hồ có phương trình: $u=\mathrm{3,2}\text{cos}\left(\mathrm{8,5}t-\mathrm{0,5}x\right)$ (cm) (x được tính theo m, t được tính theo s). Tính tốc độ của sóng truyền trên mặt hồ.

Hướng dẫn giải

Ta có: $\frac{2\pi }{T}=\mathrm{8,5}\Rightarrow T\approx \mathrm{0,74}\text{ s}$ và $\frac{2\pi }{\lambda }=\mathrm{0,5}\Rightarrow \lambda \approx \mathrm{12,6}\text{ cm}=vT$.

Suy ra: $v\approx \mathrm{17,03}\text{ cm}/\text{s}$.

Ví dụ 2: Tại một điểm O trên mặt nước có một nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số 2 Hz. Từ điểm O có những gợn sóng tròn lan rộng ra xung quanh. Khoảng cách giữa hai gợn sóng kế tiếp là 20 cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Khoảng cách giữa hai gợn sóng bằng 1 bước sóng nên λ = 20cm

Tốc độ truyền sóng: v = λf = 20.2 = 40 cm/s

Ví dụ 3: Một trạm không gian đo được cường độ của bức xạ điện từ phát ra từ một ngôi sao bằng 5,0.10³ W/m². Cho biết công suất bức xạ trung bình của ngôi sao này bằng 2,5.10²⁵ W. Giả sử ngôi sao này phát bức xạ đẳng hướng, tính khoảng cách từ ngôi sao này đến trạm không gian.

Hướng dẫn giải

Ta có: $I=\frac{\text{P}}{4\pi r^2}$ nên ${\mathrm{5,0.10}}^3=\frac{\mathrm{2,5}\cdot {10}^{25}}{4\pi r^2}$. Suy ra: r ≈ 2,0.10¹⁰ m.

Ví dụ 4: Một sóng truyền trên dây đàn hồi có biên độ bằng 6 cm, tần số bằng 16 Hz và có tốc độ truyền bằng 8,0 m/s. Phương trình truyền sóng có thể là

A. $u=6\text{cos}\left(32\pi t-4\pi x\right)\left(\text{cm}\right)$ (x được tính theo m, t được tính theo s).

B. $u=6\text{cos}\left(16\pi t-4\pi x\right)\left(\text{cm}\right)$ (x được tính theo m, t được tính theo s).

C. $u=6\text{cos}\left(32\pi t-4\pi x\right)\left(\text{cm}\right)$ (x được tính theo m, t được tính theo s).

D. $u=6\text{cos}\left(32\pi t-2\pi x\right)\left(\text{cm}\right)$ (x được tính theo m, t được tính theo s). 

Hướng dẫn giải

Ta có: $\lambda =\frac{\mathrm{8,0}}{16}=\mathrm{0,50}\text{ m}$ => $u=A\text{cos}\left(2\pi ft-\frac{2\pi }{\lambda }x\right)=6\text{cos}\left(32\pi t-4\pi x\right)$ (cm) với x được tính bằng m. Chọn A.

Ví dụ 5: Một sóng ngang truyền dọc trên một dây đàn hồi dài AB = 25 cm, hai điểm gần nhất trên dây dao động cùng pha nhau, cách nhau 4 cm. Dọc theo dây này, có bao nhiêu điểm dao động cùng pha và bao nhiêu điểm dao động ngược pha với đầu A của dây?

Hướng dẫn giải

Hai điểm gần nhất trên dây dao động cùng pha nhau, cách nhau 4 cm nên bước sóng là 4 cm.

Điểm M dao động cùng pha với A: MA = kλ = 4k ≤ AB => k ≤ 6,25;

k = 1;2;3;4;5;6: (không chọn k = 0 vì khi đó M trùng với A). Vậy có 6 điểm dao động cùng pha với A.

Điểm M dao động ngược pha với A: MA = $\left(k+\frac{1}{2}\right)\lambda =4k+2\le \text{AB}$ => k ≤ 5,57;

k = 1;2;3;4;5: Có 6 điểm dao động ngược pha với A.

Ví dụ 6: Dải tần số mà một học sinh có thể nghe thấy từ 30 Hz đến 16 000 Hz. Tốc độ truyền âm trong không khí là 330 m/s. Tính bước sóng ngắn nhất của âm thanh trong không khí mà bạn học sinh đó nghe được.

Hướng dẫn giải

Ta có $\lambda =\frac{v}{f}$ nên bước sóng ngắn nhất nghe được ứng với tần số lớn nhất là 16000 Hz.

Vậy bước sóng nhỏ nhất: ${\lambda }_{\min }=\frac{v}{f_{\max }}=\frac{330}{16000}\approx \mathrm{0,02}( \text{m})$.

Ví dụ 7: Một còi báo động phát sóng âm trong một môi trường đẳng hướng. Tại vị trí cách còi một khoảng bằng 75 m, cường độ âm đo được bằng 0,010 W/m². Ở khoảng cách 15 m, cường độ âm bằng bao nhiêu?  

Hướng dẫn giải

Ta có: $\frac{I_1}{I_2}=\frac{\mathcal{P}}{4\pi r_1^2}.\frac{4\pi r_2^2}{\mathcal{P}}=\frac{r_2^2}{r_1^2}$.

Suy ra: $I_2=I_1\frac{r_1^2}{r_2^2}=\mathrm{0,010}\cdot {\left(\frac{\mathrm{75,0}}{\mathrm{15,0}}\right)}^2=\mathrm{0,25}{\text{ W/m}}^{\text{2}}$.

................................

................................

................................

Xem thử Đề thi thử Tốt nghiệp Vật Lí 2025 Xem thử Đề thi Tốt nghiệp Vật Lí 2025 Xem thử Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Vật Lí Xem thử 1000 câu trắc nghiệm Vật Lí

Xem thêm các chuyên đề ôn thi tốt nghiệp THPT môn Vật Lí năm 2025 có đáp án hay khác:

• Chuyên đề: Vật lí nhiệt (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Khí lí tưởng (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Từ trường (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Vật lí hạt nhân (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Sai số và chuyển động cơ (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Động lực học (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Năng lượng, công, công suất (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Động lượng (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Chuyển động tròn đều (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Biến dạng vật rắn. Áp suất (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Dao động (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Điện trường (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Dòng điện. Mạch điện (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)

---