Toptailieu.vn xin giới thiệu sơ lược Lý thuyết Sóng dừng Vật Lí 12 chọn lọc, hay nhất giúp học sinh lớp 12 ôn luyện để nắm chắc kiến thức cơ bản và đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí.

Mời các bạn đón xem: 

Đặc trưng vật lí của âm (Lý thuyết + 27 bài tập có lời giải)

I. Ly thuyết Đặc trưng vật lí của âm

1.  Âm. Nguồn âm

a. Âm là gì?

- Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường rắn, lỏng, khí.

- Tần số của sóng âm cũng là tần số âm

b. Nguồn âm

Một vật dao động phát ra âm là một nguồn âm. Tần số của âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm.

c. Âm nghe được, hạ âm, siêu âm

Sóng âm được chia thành 3 loại

d. Sự truyền âm

- Trong mỗi môi trường, sóng âm truyền với một tốc độ xác định. Tốc độ truyền âm trong các môi trường: v_rắn > v_lỏng > v_khí .

- Âm hầu như không truyền được qua các chất xốp như bông, len,... Những chất đó gọi là những chất cách âm.

- Sóng âm không truyền được trong chân không.

2. Những đặc trưng vật lí của âm

a. Tần số âm (f): là một trong những đặc trưng vật lí quan trọng nhất của âm.

b. Cường độ âm (I): là đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian. Đơn vị: W/m²

c. Mức cường độ âm (L): $L=10\log \frac{I}{I_o}\left(dB\right)=\log \frac{I}{I_o}\left(B\right)$

d. Đồ thị dao động: Khi cho nhạc cụ phát ra âm cơ bản có tần số f₀ thì đồng thời nhạc cụ đó cũng phát ra âm có tần số 2f₀, 3f₀,... gọi là các họa âm bậc 2, bậc 3,... Các họa âm có biên độ khác nhau. Tổng hợp tất cả các đồ thị của tất cả các họa âm trong một nhạc âm ta được đồ thị dao động của nhạc âm đó.

II. Bài tập Đặc trưng vật lí của âm

Câu 1: Khi muốn nói về sóng âm, phát biểu nào sau đây là sai?

A. Ở cùng một nhiệt độ, tốc độ truyền sóng âm trong không khí nhỏ hơn tốc độ truyền sóng âm trong nước.

B. Sóng âm trong không khí là sóng dọc.

C. Sóng âm truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí.

D. Sóng âm truyền trong không khí là sóng ngang.

Câu 2: Trong một buổi hòa nhạc, khi dùng 10 chiếc kèn đồng thì tại chỗ của một khán giả đo được mức cường độ ân 50 dB. Cho biết các chiếc kèn đồng giống nhau, khi thổi phát ra cùng cường độ âm tại vị trí đang xét. Để tại chỗ khán giả đó có mức cường độ âm là 60 dB thì số kèn đồng phải dùng là

A. 50 chiếc

B. 100 chiếc

C. 80 chiếc

D. 90 chiếc.

Câu 3: Đối với âm cơ bản và họa âm thứ hai do cùng một cây đàn phát ra thì

A. Tốc độ âm cơ bản gấp đôi tốc độ âm họa thứ hai.

B. Tần số họa âm thứ hai gấp đôi tần số âm cơ bản.

C. Tần số họa âm thứ hai bằng nửa tần số âm cơ bản.

D. Họa âm thứ hai có cường độ lớn hơn cường độ âm cơ bản.

Câu 4: Trong buổi hòa nhạc được tổ chức ở Nhà hát lớn Hà Nội nhân dịp kỉ niệm 1000 năm Thăng Long – Hà Nội, một người ngồi dưới khán đài nghe được âm do một chiếc đàn phát ra có mức cường độ âm 68 dB, Khi dàn nhạc giao hưởng gồm nhiều người chơi đàn giống đàn nói trên thực hiện bản hợp xướng, người đó cảm nhận được âm là 80 dB. Dàn nhạc giao hưởng đó có số người chơi là

A. 8 người

B. 12 người

C. 16 người

D. 18 người.

Câu 5: Một dây đàn ghi ta có chiều dài 40 cm, ở một độ căng xác định thì tốc độ truyền sóng trên dây là 800 m/s. Một thính giả có khả năng nghe được âm có tần số tối đa là 14500 Hz. Tốc độ truyền âm trong không khí là 340 m/s. Tần số của âm cao nhất mà người đó có thể nghe được từ dây đàn

A. 145000 Hz

B. 14000 Hz

C. 19000 Hz

D. 12000 Hz.

Câu 6: Xét ba âm lần lượt là f1 = 50 Hz, f2 = 10000 Hz và f3 = 20000 Hz. Khi cường độ âm của chúng đều lên tới 10 W/m2 thì những âm gây cho tai người cảm giác đau đớn và nhức nhối có tần số là

A. f1, f2, f3

B. f1, f2

C. f2, f3

D. f1, f3

Câu 7: Một sóng âm là sóng cầu được phát ra từ nguồn điểm có công suất là 2 W. Giả thiết môi trường không hấp thụ âm và sóng âm truyền đẳng hướng. Cường độ âm tại một điểm cách nguồn 10 m là

A. 1,6. 103 W/m²

B. 5. 103 W/m²

C. 6,4. 103 W/m²

D. 1,5. 103 W/m²

Câu 8: Một nguồn âm, được coi như một nguồn điểm, phát âm đẳng hướng, có công suất phát âm 1 W. Coi môi trường không hấp thụ âm. Cường độ âm chuẩn là I_o = 10-12 W/m². Mức cường độ âm tại một điểm ở cách nguồn âm 10 m là

A. 123 dB

B. 89 dB

C. 156 dB

D. 92,3 dB

Câu 9: Một nguồn âm được coi là nguồn điểm phát âm đẳng hướng. Coi môi trường không hấp thụ âm. Tại điểm A cường độ âm bằng 2 lần cường độ âm tại B. Tỉ số khoảng cách từ B đến nguồn so với khoảng cách của A tới nguồn bằng

A. 2

B. 0,5

C. 4

D. √2

Câu 10: Một phân xưởng có lắp đặt các máy công nghiệp, mỗi máy khi hoạt động phát ra âm có mức cường độ âm 75 dB. Để mức cường độ âm bên trong phan xưởng không vượt quá 90 dB thì số máy tối đa lắp đặt vào là

A. 32 máy

B. 11 máy

C. 31 máy

D. 21 máy

Câu 11: Một nguồn điểm O phát sóng âm có công suất không đổi trong một môi trường đẳng hướng và không hấp thụ âm. Tại điểm A, mức cường độ âm LA = 40 dB. Nếu tăng công suất của nguồn âm lên bốn lần nhưng không đổi tần số thì mức cường độ âm tại A bằng

A. 46 dB

B. 67 dB

C. 52 dB

D. 102 dB

Câu 12: Một sóng âm truyền trong không khí. Mức cường độ âm tại điểm M và tại điểm N lần lượt là 40 dB và 80 dB. Cường độ âm tại N lớn hơn cường độ âm tại M:

A. 40 lần.     

B. 1000 lần.

C. 2 lần.      

D. 10000 lần.

Câu 13: Một nguồn điểm O phát sóng âm có công suất không đổi trong một môi trường truyền âm đẳng hướng và không hấp thụ âm. Hai điểm A, B cách nguồn âm lần lượt là r1 và r2. Biết cường độ âm tại A gấp 4 lần cường độ âm tại B. Tỉ số r2/r1 bằng:

A. 4.        

B. 0,5.

C. 0,25.     

D. 2.

Câu 14: Khi nói về sóng âm, phát biểu nào sau đây là sai?

A. Biên độ dao động của sóng âm càng lớn thì âm càng cao.

B. Sóng âm là một sóng cơ.

C. Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào bản chất của môi trường truyền âm.

D. Sóng âm không truyền được trong chân không.

Câu 15: Sóng âm không truyền được trong:

A. thép.

B. không khí.

C. chân không.

D. nước.

Câu 16: Tại O có một nguồn phát âm thanh đẳng hướng với công suất không đổi. Một người đi bộ từ A đến C theo 1 đường thẳng và lắng nghe âm thanh từ nguồn O thì nghe thấy cường độ âm tăng từ I đến 4I rồi lại giảm xuống I. Khoảng cách AO bằng:

Câu 17: Nguồn âm điểm phát ra âm với công suất P thì mức cường độ âm tại điểm M cách nguồn một khoảng r là L. Nếu công suất của nguồn âm là 10P thì mức cường độ âm tại M là:

A. L – 1 dB.     

B. L + 1 B.

C. L – 1 B.      

D. L + 1 dB.

Câu 18: Hai nguồn âm giống nhau được đặt tại hai điểm A, B cách nhau một khoảng AB = L = 2 m, phát cùng một âm đơn, cùng tần số 1500 Hz. Vận tốc truyền âm trong không khí là v = 340 m/s. Gọi I là trung điểm của AB, điểm O trên đường trung trực AB sao cho D = OI = 45 m. Từ O vẽ đường Ox song song với AB. Xác định khoảng cách của hai điểm gần nhau nhất trên Ox mà nghe thấy âm nhỏ nhất. Giả thiết λ << L; L << d.

A. 11,33 m.     

B. 7,83 m.

C. 5,1 m.       

D. 5,67 m.

Câu 19: Tại điểm O trong môi trường đẳng hướng, không hấp thụ âm, có 9 nguồn âm điểm, giống nhau với công suất phát âm không đổi. Tại điểm A có mức cường độ âm 20 dB. M là một điểm thuộc OA sao cho OM = OA/5. Để M có mức cường độ âm là 40 dB thì số nguồn âm giống các nguồn âm trên cần đặt tại O bằng:

A. 4.      

B. 36.

C. 10.     

D. 30.

Câu 20: Từ điểm A bắt đầu thả rơi tự do một nguồn phát âm có công suất không đổi, khi chạm đất tại B nguồn âm đứng yên luôn. Tại C, ở khoảng giữa A và B (nhưng không thuộc AB), có một máy M đo mức cường độ âm, C cách AB là 12 m. Biết khoảng thời gian từ khi thả nguồn đến khi máy M thu được âm có mức cường độ âm cực đại, lớn hơn 1,528 s so với khoảng thời gian từ đó đến khi máy M thu được âm không đổi; đồng thời hiệu hai khoảng cách tương ứng này là 11 m. Bỏ qua sức cản không khí, lấy g = 10 m/s². Hiệu giữa mức cường độ âm cuối cùng và đầu tiên xấp xỉ:

A. 4,68 dB.     

B. 3,74 dB.

C. 3,26 dB.   

D. 6,72 dB.

+ Máy M thu được âm có mức cường độ âm cực đại khi CT vuông với AB

+ Máy M thu được được âm không đổi khi nguồn âm đứng yên tại vị trí B

- Gọi t₁, h₁ lần lượt là thời gian rơi và quảng đường đi từ A đến T

- Gọi t₂, h₂ lần lượt là thời gian rơi và quảng đường đi từ T đến B

- Ta có:

- Vì là chuyển động rơi tự do:

Chọn đáp án B

Câu 21: Khi cường độ âm tăng lên 10n lần, thì mức cường độ âm sẽ:

A. Tăng thêm 10n dB.

B. Tăng lên 10n lần.

C. Tăng thêm 10ⁿ dB.

D. Tăng lên n lần.

Câu 22: Một nguồn phát âm coi là nguồn điểm phát âm đều theo mọi phương. Mức cường độ âm tại điểm M lúc đầu là 80 dB. Nếu tăng công suất của nguồn âm lên 20% thì mức cường độ âm tại M là bao nhiêu?

A. 95 dB.       

B. 125 dB.

C. 80,8 dB.     

D. 62,5 dB.

Câu 23: Một sóng âm truyền trong không khí với tốc độ 340 m/s và bước sóng 34 cm. Tần số của sóng âm này là:

A. 500 Hz.      

B. 2000 Hz.

C. 1000 Hz.     

D. 1500 Hz.

Câu 24: Tại điểm O trong môi trường đẳng hướng không hấp thụ âm và phản xạ âm, phát ra âm với công suất không đổi. Trên tia Ox theo thứ tự có ba điểm A, B, C sao cho OC = 4OA. Biết mức cường độ âm tại B là 2 B, tổng mức cường độ âm tại A và C là 4 B. Nếu AB = 20 m thì:

A. BC = 40 m.     

B. BC = 80 m.

C. BC = 30 m.     

D. BC = 20 m.

Câu 25: Trong môi trường truyền âm, tại hai điểm A và B có mức cường độ âm lần lượt là 90 dB và 40 dB với cùng cường độ âm chuẩn. Cường độ âm tại A lớn gấp bao nhiêu lần so với cường độ âm tại B?

A. 2,25 lần.     

B. 3600 lần.

C. 1000 lần.     

D. 100000 lần.

- Ta có :

Chọn đáp án D

Câu 26: Một phòng hát karaoke có diện tích 20 m², cao 4 m (với điều kiện hai lần chiều rộng BC và chiều dài AB chênh nhau không quá 2 m để phòng trông cân đối) với dàn âm gồm bốn loa như nhau có công suất lớn, hai cái đặt ở góc A, B của phòng, hai cái treo trên góc trần A′, B′. Đồng thời còn có một màn hình lớn được gắn trên tường ABB’A’ để người hát ngồi tại trung điểm M của CD có được cảm giác sống động nhất.

- Bỏ qua kích thước của người và loa, coi rằng loa phát âm đẳng hướng và tường hấp thụ âm tốt. Hỏi có thể thiết kế phòng để người hát chịu được loa có công suất lớn nhất là bao nhiêu?

A. 842 W.     

B. 535 W.

C. 723 W.     

D. 796 W.

Câu 27: Cường độ âm được đo bằng:

A. oát trên mét vuông.

B. oát.

C. niutơn trên mét vuông.

D. niutơn trên mét.