Ôn thi THPT quốc gia năm học 2015 2016 bài 10+11 đặc trưng vật lý và đặc trưng sinh lý của âm

Sóng cơ và sóng âm - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Phone: 0948249333 - Email:


Trang 1

SÓNG ÂM
A.TÓM TẮT LÍ THUYẾT
I.Sóng âm
-Sóng âm là nhng rn, ln
c trong chân không.
Ví d: sóng âm trong c hình thành là do lp không khí xung quanh ngun âm b nén,
dãn gây ra.
-Ngun âm là các vng.
-Trong cht khí và cht lng, sóng âm là sóng dc. Trong cht rn, sóng âm bao gm c sóng dc
và sóng ngang.
-T truyn âm ph thuc vào bn cht và nhi cng.
R L K
v v v

II.Đặc trưng vật lí của âm
1.Tần số âm
-Tn s ng ca ngun s cc có tn s t 16Hz
n s i 16 Hz gi là h âm và âm có tn s trên 20000 Hz gi là siêu âm.
Nhc âm là âm có tn s nh.

2.Cường độ âm
()I
- Mức cường độ âm
()L

- âm I ti mm ng mà sóng âm ti qua m din tích t vuông góc

vn âm, trong m thi gian.
-Biu th âm:
22
. 4 4
E E P
I
S t r t r

  

-: W/m
2

-M âm ng loga thp phân ca t s gi âm I tm
 âm chun I
0
(
12 2
0
10 W/Im


ng vi tn s
1000f Hz
)
-Biu thc tính m âm:
0
lg
I
L

I


- ca m âm là Ben (B).
-N 
0
( ) 10lg
I
L dB
I


3.Đồ thị dao động âm
( ; )Af

-Mt nhc c phát ra mt âm có tn s
0
f
n hay ha âm th nht) thì bao gi 
ng thi các ha âm th 2, 3, . . . có tn s
00
2 ,3 ,ff
Do hi tng hp ca
n và các ha âm, tuy nó có tn s cn f
0
ng biu din ca nó không còn là
u hòa mà là mng phc tp có chu kì, ta g th ng ca âm.
III.Các đặc trưng sinh lí của âm (độ cao; độ to; âm sắc)
1.Độ cao của âm: ph thuc vào tn s ca âm.
-Âm cao (thanh) là âm có tn s âm ln.

-Âm thp (trm) là âm có tn s âm nh.
2.Âm sắcph thuc  th ng âm (giúp ta phân bit âm do các ngun khác nhau phát
ra).
3.Độ to của âmph thuc vào m âm L.
-Giá tr  âm bé nhi còn cm nhc gng nghe. Giá tr ca
ng nghe ph thuc vào tn s.
-Giá tr  ln làm tai nghe có cm giác nhc nhn thì gng
 thuc vào tn s.
2
10 / 130I W m L dB
.
-Min I nm trong khoi là mic.
B.BÀI TOÁN
Dạng 1. Tính toán về sóng âm.
I.Phương pháp.
1.Sự truyền âm.
Sóng cơ và sóng âm - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Phone: 0948249333 - Email:


Trang 2

-Thi gian truyng 2 lt là (
21
vv
):
12
12
;
ll
tt

vv

vi
l

ng truyn âm.
- chênh thi gian truyn âm ging:
21
21
ll
t t t
vv
    

-Gi t là thi gian t c âm phn x thì
2l
t
v


2.Cường độ âm, mức cường độ âm.
- âm ti mm các ngun mt khong r:
22
. 4 4
E E P
I
S t r t r

  

- âm t l v âm:
2
2
22
11
IA
IA
IA

  




-M âm ti mm:
 ben (B):
0
( ) lg
I
LB
I


 
0
( ) 10lg
I
L dB
I


 âm chun:
12 2
0
10 W/Im



- âm ti mm khi bit m âm L t
()
10
( ) 0
0
()
( ) 0
0
10lg 10
lg .10
L dB
dB
LB
B
I
L I I
I
I
L I I
I





  




  



-nh lut bng
22
1 2 2 1
1 1 2 2
2 1 1 2
I S r A
E I S I S
I S r A
   
      
   
   

-Ta có:
2 1 2
21
0 0 1
10lg 10lg 10lg
I I I

LL
I I I
   
T m)
10
n
thì mc
 âm L s cng thêm (tr 
10 ( )n dB
:
2 1 2 1
1
2 2 1
10
10
n
n
I I L L n
I
I L L n

   


   



- âm t l vi công sut ngun âm và t l vi s ngun âm ging nhau:
21

20
2 2 2
1 1 1 0 1
10
LL
nP
I P n
I P n P n

   

-Tìm m âm tng hp ti mm khi bit m âm thành phn.
 
12
1 1 2 1 2
2
()
0
( ) (B) ( ) (B) ( )
( ) ( )
1 0 0 0
()
20
.10
.10 .10 10 10 10 10 10
.10
LB
I I I
L B L L B L L B
L B L B

LB
II
I I I I
II




      





3.Phân bố năng lượng âm khi truyền đi.
Gi s ngun âm là ngum phát công sut P t m O, phân b  theo mng.
-Nu b qua s hp th âm và phn x âm c âm ti mm M cách O
mt khong r là:
2
4
P
I
r


.
Sóng cơ và sóng âm - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Phone: 0948249333 - Email:


Trang 3

-Nu c truyng âm gim a% so v âm ti mt
m M cách O mt khong r là
 
2
100% . %
4
P r a
I
r




-Nu c truyng âm gim a% so v
âm ti mm M cách O mt khong r là
 
2
100% %
4
Pa
I
r




-Nu b qua s hp th âm cng thì công sut âm ti O bng
công sut trên các mt cu có tâm O:
2 2 ( )

0
4 4 .I .10
LB
O A B
P P P P r I r    


+Thi gian âm truyn t n B là:
AB
t
v


ng âm nm gia hai mt cu bán kính OA và OB là
.
AB
E Pt P
v
   

-N bài cho m âm tm A (
A
L
  âm  m B (
B
I

sau:
2 2 2
()

()
10
.10 .10
A
A
L dB
LB
A A A
B A o o
B B B
r r r
I I I I
r r r
     
     
     
     

-N bài cho m âm  m A (
A
L
) và m âm tm B (
B
L
) thì ta có:
2
(d ) ( )
( ) ( )
10
10 10

BA
BA
L B L dB
L B L B
BA
AB
Ir
Ir



  



-Trên m ng thng có b     t là O,A,M và B. Nu
AM nMB
hay
   
1
M A B M M B A
r r n r r n r nr r      
.
+Khi ngun âm là ngu  t ti O , xut phát t công thc
()
()
2
0
2
0

.10 10
44
LB
LB
PP
I I r
rI

    

thay công thc này vào
 
1
M B A
n r nr r  
 c:
 
( ) ( ) ( )
2 2 2
1 .10 .10 10
M B A
L B L B L B
nn
  
  

+Nm ca AB thì
1n 
nên
( ) ( ) ( )

2 2 2
2.10 10 10
M B A
L B L B L B
  


4.Bài toán về nguồn nhạc âm.
a.Miền nghe được.
-ng nghe c âm nh nht ca m có th gây ra c
- ln nht ca mt âm mà còn gây ra cn
trong tai.
-Mi  c là min nm trong phm vi t     
min max
2
max min
4 4 4
P P P
I I I r
r I I
     
  

b.Nguồn nhạc âm.
Áp d
-Gii thích s tng: Khi trên dây xut hin sóng dng thì có nhng
ch sng v ci (by không khí xung quanh nó mt cách tun hoàn và
i mnh có cùng tn s ng ca dây.
-Tn s       u c    u là nút sóng):
( 1,2,3, )

2 2 2
vv
l k k f k k
fl

    
.
+Tn s n (ha âm th nht) là:
0
2
v
f
l

vi
1k 

O
A
B
Sóng cơ và sóng âm - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Phone: 0948249333 - Email:


Trang 4

+Ha âm th 2 là
10
2 2 ( 2)
2
v

f f k
l
  

+Ha âm th 3 là
20
3 3 ( 3);
2
v
f f k
l
  

Áp dng vào ng sáo:
-Gii thích s to thành âm do ct không khí trong ng: khi ta thi mt lung khí vào
ming sáo khì không khí   ng này truyc theo ng sáo, to thành sóng âm.
Sóng âm b phn x  u ng (s phn x này vn xy ra ngay c  h). khi chiu dài ca ng
phù hp vc sóng ca sóng âm thì trong ng xut hin sóng dng.
-Tn s do ng sáo phát ra (Mu bt kín, m h nên mu là nút sóng, mu là
bng sóng):
     
2 1 2 1 2 1 ( 1,2,3, )
4 4 4
vv
l k k f k k
fl

       

+Tn s n (ha âm th nht) là:

1
4
v
f
l

vi
1k 

+Ha âm bc 3 là:
3
3
( 2)
4
v
fk
l


+Ha âm bc 5 là:
5
5
( 3)
4
v
fk
l


+ng sáo mu kín, mu h ch có th phát ra các ha âm có s bc l. Chiu dài ng

càng ln thì âm phát ra có tn s càng nh, âm phát ra càng trm.
 ng ca ct không khí trong mt ng hình tr AB (chiu
cao ca ct không khí có th c bi mc  ng), khi
có sóng dng trong cu A (ming ng) có th
là nút hoc là bng.
-N u A là b    c là to nht và
 
min
2 1 ( 1,2,3, )
44
l k k l

    
khi
1k 

-Nc là nh nht và
min
( 1,2,3, )
22
l k k l

   
khi
1k 
.
-Nu hai ln làm thí nghim liên tic âm to nht hoc âm nh nht thì
 
2 1 2 1
2

2
l l l l


    

-Nu ln thí nghiu ngc âm to nht, ln thí nghim tip theo ngc âm nh nht
hoc lai thì
 
2 1 2 1
4
4
l l l l


    

-Nu ng khí mu bt kín, m h c âm to nhu bu
 h là bng:
     
1min
2 1 2 1 2 1 ( 0,1,2, )
4 4 4 4
v v v
l n n f n n f
f l l

         
khi
0n 

-Nu      h   c âm to nh   u ng là hai bng:
2min
( 1,2,3, )
2 2 2 2
v v v
l k k f k k f
l l l

      
khi
1k 

II.Bài tập.
1.Sự truyền âm.
Bài 1. Mng vi chu kì 160ms. Âm thanh do nó phát ra s
c B.là sóng ngang C.là sóng siêu âm c
Bài 2. Mt lá thép mng, mu c u còn l ng vi
và bng 0,08s. Âm do lá thép phát ra là
c B.nhc âm
C.h âm D.siêu âm
Bài 3. Mng gn chân núi bn mt phát súng, sau 6,5s thì nghe ting vang t núi vng li. Bit
vn tc sóng âm trong không khí là 340m/s. Khong cách t chân 
A
B
l
h
Sóng cơ và sóng âm - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Phone: 0948249333 - Email:

Trang 5

A.1105m B.2210m C.1150m D.552,5m
Bài 4. Mi lng ray.  mt v ng
ray nghe thy tii nghe thy âm thanh này ln th hai do
không khí truyn ti. Bit t truyn âm trong không khí là 320m/s. Hãy tính t truyn âm trong
ng ray?
A.1238m/s B.1376m/s C.1336m/s D.1348m/s
Bài 5. Mng gn  chân núi hú lên mt ting, sau 8s thì nghe ting mình vng li. Bit t
truyn âm trong không khí là 340m/s. Khong cách t 
A.1333m B.1386m C.1360m D.1320m
Bài 6. Mi ly búa gõ mu ca mt ng kim loi bng thép có chii khác 
u kia ca ng nghe thy hai âm do sóng truyn dc theo ng và sóng truyn trong không khí cách nhau
mt khong thi gian là 1s. Bit vn tc truyn âm trong kim loi và trong không khí lt là 5900m/s
và 340m/s. Chiu dài L ca ng là
A.220m B.280m C.360m D.400m
Bài 7. i không th phân bic hai âm ging nhau nu chúng ti tai chênh nhau v thi gian
mng nh c bng 0,1s. Mi  cách bng mt khong L bn mi
y s ch c ting n khi L thu kiu t truyn âm trong không khí
là 340m/s.
A.
17Lm
B.
17Lm
C.
34Lm
D.
34Lm

Bài 8. Mi th m ming giy ging cc thì sau bao lâu s nghe

ti      y ging? Cho bit t  truyn âm trong không khí là 300m/s, ly
2
10 /g m s
 sâu ca ging là 11,25m.
A.1,5385s B.1,5375s C.1,5675s D.2s
2.Cường độ âm, mức cường độ âm.
Bài 1. Ti m 0,2 âm bng
2
2/Wm
ng
 âm t bng bao nhiêu nu t âm bng 0,3mm?
A.
2
2,5 /Wm
B.
2
3,0 /Wm
C.
2
4,0 /Wm
D.
2
4,5 /Wm

Bài 2.  âm chun là
12 2
0
10 W/Im



 âm ti mng truyn âm là
52
10 W/ m

. M âm tng
A.50dB B.60dB C.70dB D.80dB
Bài 3.  âm chun là
12 2
0
10 /I W m


. M âm ti mm có giá tr 
âm I t
A.
62
10 W/ m

B.
72
10 W/ m

C.
82
10 W/ m

D.
92
10 W/ m


Bài 4. Hai âm có m âm chênh lch nhau 20dB. T s  âm ca chúng là
A.10 B.20 C.100 D.1000
Bài 5. Ti âm ln gp ting nói thm 20dB bao nhiêu ln?
A.5 B.80 C.10
6
D.10
8

Bài 6. Mt sóng âm truyn trong không khí. M âm tm M và tm N lt là 40dB
và 80dB. Bi âm ti M là
2
0,05 /Wm
 âm ti N bng:
A.
2
400 /Wm
B.
2
450 /Wm
C.
2
500 /Wm
D.
2
550 /Wm

Bài 7. Mt máy bay bay   cao
1
100hm

, gây ra  mi mt ting n có mng
 âm
1
120L dB
. Mun gim ting n ti mc chc
2
100L dB
thì máy bay phi bay   cao:
A.316m B.500m C.1000m D.700 m
Bài 8. Gi s  âm I
1
và m âm L
1
= 56dB, v sau, nng
 
2
= 1000I
1
thì m âm L
2
bng bao nhiêu?
A.86dB B.30dB C.100dB D.300dB
Bài 9. Mng cách ngun âm mt khong d thì  n ra xa ngun
âm thêm m âm gim ch còn bng
1
4
I
. Khou là
A.7,5m B.15m C.30m D.60m
Sóng cơ và sóng âm - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Phone: 0948249333 - Email:

Trang 6

Bài 10. Mng cách ngun âm mt kho n ra xa ngun
âm thêm m âm gim ch còn bng
1
9
I
. Khou là
A.10m B.20m C.30m D.60m
Bài 11. Mt ngum O phát sóng âm có công sui trong mng truyng
ng và không hp th m A, B cách ngun âm lt là R
1
và R
2
. Bi âm ti A
gp 4 l âm ti B. t s
2
1
R
R
bng
A.4 B.
1
2
C.
1
4
D.2

Bài 12. Ngun âm ti O có công sung thm A, B, C cùng
nm v mt phía ca O và theo th t có khong cách ti ngun. M âm ti B kém
m âm ti A là
()a dB
, m âm t âm ti C là
3 ( )a dB
. Bit
2
3
OA OB
. T s
OC
OA
là:
A.
81
16
B.
9
4
C.
27
8
D.
32
27

Bài 13. m O, A, B cùng nm trên mt nng thng xut phát t O. Tt mt ngum
ng không hp th âm. M âm ti A là 60 dB,
ti B là 20 dB. M âm tm M ca n AB là

A.26 dB B.17 dB C.34 dB D.40 dB
Bài 14. Ngun âm S phát ra mt sóng có công sui, truyng v mi
m A cách S mn
1
A
Rm
, m âm là 70 dB. Gi s ng không hp th âm. Mc
 âm tm B cách ngun mn 10m là.
A.30 dB B.40 dB C.50 dB D.60 dB
Bài 15. Mng gia hai chic loa A và B. Khi loa A bc âm có mng
 76dB còn khi loa B bc âm có mng  80dB. Nu bt c c âm
có m bao nhiêu?
A.77 dB B.81,4 dB C.84,36 dB D.86,34 dB
Bài 16. 



































































































A.77 dB B.80,97 dB C.84,36 dB D.86,34 dB
Bài 17. Ti mng thi hai âm: âm truyn ti có m âm là 65dB, âm phn
x có m âm là 60dB. M âm toàn phn t
A.5dB B.125dB C.66,19dB D.62,5dB
Bài 18. Trong mt bui hòa nhc, gi s 5 ching ging nhau phát sóng âm có m âm
 có m âm 60 dB thì cn s ching là
A.6 B.50 C.60 D.10
Bài 19. n âm AB, nu tt 1 ngun âm thì âm ti B có m là 20 dB. Hi
 ti B có âm là 40 dB thì ct ti A bao nhiêu ngun?
A.100 B.10 C.20 D.80

Bài 20. n âm AB, nu tt 1 ngun âm thì âm ti B có m là 60 dB còn
nu m n cho phép là 80 dB thì ti A ch t tn?
A.100 B.10 C.20 D.80
Bài 21. Trong mt bn hp ca, coi mu hát v âm và coi cùng tn s. Khi mt ca
 âm là 68 dB. Khi c ban hc mc  âm là 80 dB.
S p ca là
i i i i
3.Phân bố năng lượng âm khi truyền đi.
Sóng cơ và sóng âm - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Phone: 0948249333 - Email:


Trang 7

Bài 1. Nguu theo m s rc bo toàn.
 c ngun âm mt kho âm là I. Nu xa ngu âm bng
9
I
. Khong cách d bng
A.10m B.15m C.30m D.60m
Bài 2. 








































12 2

0
10 / ; 3,14I W m



. M




Công 



 là:
A.0,314W B.6,28mW C.3,14mW D.0,628W
Bài 3. Công sut âm thanh ci ca mt máy nghe nhng c truyn trên khong
cách 1m thì ng âm b gim 5% so vi lu do s hp th cng truyn âm. Cho bit
 âm chun
12 2
0
10 /I W m


. Nu m to ht c thì m âm  khong cách 6 m là bao
nhiêu?
A.102 dB B.107 dB C.98 dB D.89 dB
Bài 4. Mt ngun âm S phát ra âm có tn s ng âm truyu trên mt cu
tâm S bán kính d. B qua s phn x ca sóng âm trên mt và các vt cn. Tm A cách ngun âm
S mt khong 100m có m nh v  t âm

bng 0.
A.10m B.100m C.1km D.10km
Bài 5. Mi nghe mn nhc có tn s khong 1000Hz, tm cách ngun âm 10m thì có mc
 âm là 60 dB. Công sut ca ngun âm là
A.60W B.10W C.126W D.1,26W
Bài 6. Ti mng không hp th âm có 9 ngum ging nhau
vi công sui. Tm A có m âm 20 dB. M là mm thuc OA sao
cho
3
OA
OM 
 ti M có m âm là 30 dB thì s các ngun âm ging các ngun âm trên cn
t ti O là
A.4 B.1 C.10 D.30
Bài 7. Tng, không hp th âm, có 2 ngum, ging nhau vi
công sui. Tm A có m  tm M cn OA
có m âm là 30 dB thì s ngun âm ging các ngun âm trên ct thêm ti O bng
A.4 B.3 C.5 D.7
4.Nguồn nhạc âm.
Bài 1. Mm phát ra âm phân b u theo mng. Các ngun âm
10km tai mi v nghe thy âm. Bii vt là
92
10 /Wm

và
2
10 /Wm
. Hi cách còi bao nhiêu thì ting còi bu gây c
A.0,1m B.0,2m C.0,3m D.0,4m
Bài 2. Vi tn s âm chun, giá tr nào ca m i có cm giác khó chu?

A.trên 40 dB B.trên 60 dB C.trên 130 dB D.trên 180 dB
Bài 3. Mt sng to ra sóng dng trên dây vi t truyn sóng là 20m/s. Tn
s 
A.25Hz B.20Hz C.12,5Hz D.50Hz
Bài 4. Mc gi c nh  c sóng
dài nht b trên dây có sóng dng vu là hai nút?
A.200cm B.160cm C.80cm D.40cm
Bài 5. Vi máy dò dùng sóng siêu âm, ch có th phát hic các vc c bc sóng siêu
âm. Cho bit t âm thanh trong không khí là 340m/s. Siêu âm vi mt máy dò có tn s 5MHz. Vi
máy dò này có th pht hic nhng vc c bao nhiêu mm?
A.0,34mm B.0,034mm C.0,05mm D.0,068mm
Bài 6. Mu dài 70cm, khi gn có tn s
f
m phím
n l nó phát ra âm mi có ha âm bc ba vi tn s
3,5 f
. Chiu dài phn dây còn li
là bao nhiêu?
A.60cm B.30cm C.10cm D.20cm
Sóng cơ và sóng âm - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Phone: 0948249333 - Email:


Trang 8

Bài 7. Hai ha âm liên tip do mn s a âm th 3 có tn
s là
A.28Hz B.56Hz C.84Hz D.168Hz
Bài 8. Mt c bt kín mu còn m h. Cho rng vn tc truyn âm trong
không khí là 300m/s. Hai tn s cng thp nht khi thi vào ng sáo là
A.125Hz và 250Hz B.125Hz và 375Hz C.250Hz và 750Hz D.250Hz và 500Hz

Bài 9. Sóng âm truyn trong không khí vi t 340m/s. Mt cái ng có chit thng
và có th c t t  i chiu cao ct không khí trong ng. Trên ming t mt cái âm
thoa có tn s  c vào trong  cao ci bao nhiêu thì khi gõ vào âm thoa thì nghe
âm phát ra to nht?
A.2,5cm B.2cm C.4,5cm D.12,5cm
Bài 10. Mt âm thoa nh t trên ming ca mt ng hình tr cha không khí AB, chiu dài
l
ca ct
không khí trong c nh dch chuyn mc  ng ta thy trong
ng có mt sóng dng nh. Khi chiu dài ct không khí trong ng ngn nht là 13cm thì âm thanh nghe
to nht. Bit rng vi u B là mu A là mt bng sóng. Khi dch chuyn mc
  chiu dài ct không khí trong ng là 65cm thì ta li tht rõ. Tính s nút
sóng trong ng khi này.
A.2 B.3 C.4 D.5
Bài 11. Mt phía trên ming mt ng hình tr chng vi
tn s 400Hz. Chiu dài ct không khí trong ng có th i bi mc  
u  c chy ra khi ng. Hai ln cng ng gn nhau nht
xy ra khi chiu dài ca ct không khí trong ng là 0,16m và 0,51m. T truyn âm trong không khí
bng
A.280m/s B.358m/s C.338m/s D.328m/s
Bài 12.   truyn sóng âm trong không khí ta dùng mt âm thoa có tn s 1kã bi kích
ng ca mt ct không khí trong mt ng thy tinh hình tr t thng cao
ca ct không khí trong ng b t t c vào bình. Khi chiu cao ca ct không khí là 50 m thì
âm phát ra nghe to nht. Tip tc  n khi nghe thy âm to nht thì chiu cao
ca ct không khí lúc này là 35 cm. Tính t truyn âm.
A.100m/s B.200m/s C.300m/s D.400m/s
Bài 13. Ct không khí trong ng th cao
l
có th c nh u khin mc trong
t mt âm thoa trên ming ng thy tinh, ng nó phát ra mn thì ta thy

trong ct không khí có mt sóng dng  cao thích hp ca ct không khí có tr s nh nht
13cm thì i ta nghe thy âm to nht. Bit ru A h ca ct không khí là môt bu
B kín là mt nút sóng, vn tc truyn âm là 340m/s. Tn s ca âm do âm thoa phát ra có th nhn giá tr
trong các giá tr sau?
A.563,8Hz B.658Hz C.653,8Hz D.365,8Hz
Bài 14. Mt ng có mu bt kín, m h thì tn ca nt  có tn s 130,5Hz. Nu
 h c n to ra có tn s bng bao nhiêu?
A.522Hz B.491,5Hz C.261Hz D.195,25Hz