Bài tập — Bài 10: Thực hành: Đo tần số của sóng âm

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

Câu 1. Nội dung nào sau đây phản ánh đúng kiến thức cần ghi nhớ trong bài Bài 10: Thực hành: Đo tần số của sóng âm? A. Bỏ qua các khái niệm cơ bản và chỉ học thuộc lòng kết quả cuối cùng mà không cần hiểu bản chất. B. Dao động kí hiển thị dạng sóng âm; đo thời gian của $n$ chu kì rồi tính $f = \frac{n}{t}$ . C. Chỉ áp dụng kiến thức trong một trường hợp duy nhất, không cần kiểm tra điều kiện hay đơn vị. D. Các nội dung trong bài hoàn toàn độc lập và không có mối liên hệ nào với thực tiễn hay các bài học khác.

Câu 2. Khi học và vận dụng bài Bài 10: Thực hành: Đo tần số của sóng âm, khẳng định nào dưới đây là chính xác? A. Không cần đọc kĩ đề bài hay phân tích dữ kiện trước khi thực hiện các bước giải. B. Mọi khái niệm trong bài đều có thể thay thế tùy ý cho nhau mà không làm thay đổi kết quả. C. Ống cộng hưởng: âm to rõ nhất khi cột khí thỏa mãn điều kiện cộng hưởng. D. Chỉ cần ghi đáp số ngắn gọn, bỏ qua toàn bộ bước lập luận, giải thích và kiểm tra lại.

Câu 3. Theo phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 10: Thực hành: Đo tần số của sóng âm, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Kết luận ngay kết quả khi chưa đối chiếu với quy tắc hoặc định nghĩa trong bài học. B. Thay đổi toàn bộ quy tắc trọng tâm của bài học theo cảm tính cá nhân. C. Bỏ qua việc rèn luyện qua ví dụ minh họa và bài tập thực hành của tiết học. D. Mục đích của bài thực hành là đo tần số của sóng âm do một âm thoa hoặc một loa phát ra, bằng dao động kí điện tử hoặc bằng phương pháp cộng hưởng trong ống khí.

Câu 4. Để nắm vững và vận dụng tốt bài Bài 10: Thực hành: Đo tần số của sóng âm, học sinh cần lưu ý điều nào sau đây? A. Trên màn hình, tín hiệu có dạng đường hình sin. B. Không cần ghi nhớ các lưu ý trọng tâm vì chúng không ảnh hưởng đến việc làm bài tập. C. Áp dụng ngược lại hoàn toàn so với quy tắc và hướng dẫn trong phần kiến thức trọng tâm. D. Chỉ cần đọc lướt tiêu đề bài học mà không cần nắm vững nội dung chi tiết từng mục.

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Bài 1 (Cơ bản — Hệ thống hóa kiến thức trọng tâm). Dựa vào phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 10: Thực hành: Đo tần số của sóng âm, em hãy trình bày các khái niệm, quy tắc hoặc nội dung cốt lõi của tiết học và nêu ý nghĩa của chúng.

Bài 2 (Thực hành — Phân tích & Giải mẫu theo ví dụ tiết học). Đọc kĩ tình huống/ví dụ trọng tâm của tiết học dưới đây, sau đó tự trình bày lại các bước thực hiện và nêu nhận xét rút ra:

Trên màn hình dao động kí, 5 chu kì sóng âm chiếm 10 ô ngang, mỗi ô tương ứng $0,2$ ms. Tính tần số của sóng âm.

Bài 3 (Vận dụng — Áp dụng quy tắc ghi nhớ vào bài tập). Vận dụng các điểm ghi nhớ trọng tâm của bài Bài 10: Thực hành: Đo tần số của sóng âm để giải thích hoặc thực hiện yêu cầu thực hành mở rộng sau:

Lời giải: Thời gian của 5 chu kì: $t = 10 \cdot 0,2 = 2$ ms. Chu kì sóng: $T = \frac{t}{5} = \frac{2}{5} = 0,4$ ms $= 4 \cdot 10^{-4}$ s. Tần số: $f = \frac{1}{T} = \frac{1}{4 \cdot 10^{-4}} = 2500$ Hz.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Một con lắc lò xo có khối lượng $m = 100$ g, độ cứng $k = 25$ N/m, biên độ dao động $A = 4$ cm. Tính cơ năng của con lắc.

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Một con lắc lò xo dao động điều hòa với cơ năng $W$ . Khi vật ở vị trí $x = \dfrac{A}{2}$ thì thế năng và động năng bằng bao nhiêu phần cơ năng?

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Sóng truyền với tốc độ $200$ m/s, tần số $50$ Hz. Tính bước sóng.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-B, 2-C, 3-D, 4-A.
Giải thích chi tiết:
- Câu 1 (B): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Dao động kí hiển thị dạng sóng âm; đo thời gian của $n$ chu kì rồi tính $f = \frac{n}{t}$ ."
- Câu 2 (C): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Ống cộng hưởng: âm to rõ nhất khi cột khí thỏa mãn điều kiện cộng hưởng."
- Câu 3 (D): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Mục đích của bài thực hành là đo tần số của sóng âm do một âm thoa hoặc một loa phát ra, bằng dao động kí điện tử hoặc bằng phương pháp cộng hưởng trong ống khí."
- Câu 4 (A): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Trên màn hình, tín hiệu có dạng đường hình sin."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:
- Nội dung cốt lõi cần trình bày: Mục đích của bài thực hành là đo tần số của sóng âm do một âm thoa hoặc một loa phát ra, bằng dao động kí điện tử hoặc bằng phương pháp cộng hưởng trong ống khí. Phương án dùng dao động kí điện tử: âm thoa phát ra sóng âm, micrô thu sóng âm và chuyển thành tín hiệu điện, dao động kí hiển thị dạng sóng âm trên màn hình.
- Tổng kết ghi nhớ: Dao động kí hiển thị dạng sóng âm; đo thời gian của $n$ chu kì rồi tính $f = \frac{n}{t}$ .; Ống cộng hưởng: âm to rõ nhất khi cột khí thỏa mãn điều kiện cộng hưởng.; Lặp lại phép đo và lấy trung bình để giảm sai số.
Bài 2:
- Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Trên màn hình dao động kí, 5 chu kì sóng âm chiếm 10 ô ngang, mỗi ô tương ứng $0,2$ ms. Tính tần số của sóng âm.
- Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.
Bài 3:
- Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 10: Thực hành: Đo tần số của sóng âm (Dao động kí hiển thị dạng sóng âm; đo thời gian của $n$ chu kì rồi tính $f = \frac{n}{t}$ .; Ống cộng hưởng: âm to rõ nhất khi cột khí thỏa mãn điều kiện cộng hưởng.; Lặp lại phép đo và lấy trung bình để giảm sai số.).
- Lời giải mẫu/Nhận xét: Lời giải: Thời gian của 5 chu kì: $t = 10 \cdot 0,2 = 2$ ms. Chu kì sóng: $T = \frac{t}{5} = \frac{2}{5} = 0,4$ ms $= 4 \cdot 10^{-4}$ s. Tần số: $f = \frac{1}{T} = \frac{1}{4 \cdot 10^{-4}} = 2500$ Hz.
Bài 4: $W = \dfrac{1}{2}kA^2 = \dfrac{1}{2} \cdot 25 \cdot (0,04)^2 = 0,02$ J.
Bài 5: $W_t = \dfrac{W}{4}$ ; $W_đ = \dfrac{3W}{4}$ .
Bài 6: $\lambda = \dfrac{v}{f} = 4$ m.

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

n

chu kì rồi tính

f = \frac{n}{t}

. C. Chỉ áp dụng kiến thức trong một trường hợp duy nhất, không cần kiểm tra điều kiện hay đơn vị. D. Các nội dung trong bài hoàn toàn độc lập và không có mối liên hệ nào với thực tiễn hay các bài học khác.

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Trên màn hình dao động kí, 5 chu kì sóng âm chiếm 10 ô ngang, mỗi ô tương ứng $0,2$ ms. Tính tần số của sóng âm.

Lời giải: Thời gian của 5 chu kì: $t = 10 \cdot 0,2 = 2$ ms. Chu kì sóng: $T = \frac{t}{5} = \frac{2}{5} = 0,4$ ms $= 4 \cdot 10^{-4}$ s. Tần số: $f = \frac{1}{T} = \frac{1}{4 \cdot 10^{-4}} = 2500$ Hz.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Một con lắc lò xo có khối lượng

m = 100

g, độ cứng

k = 25

N/m, biên độ dao động

A = 4

cm. Tính cơ năng của con lắc.

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Một con lắc lò xo dao động điều hòa với cơ năng

W

. Khi vật ở vị trí

x = \dfrac{A}{2}

thì thế năng và động năng bằng bao nhiêu phần cơ năng?

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Sóng truyền với tốc độ

200

m/s, tần số

50

Hz. Tính bước sóng.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-B, 2-C, 3-D, 4-A.

Giải thích chi tiết:

Câu 1 (B): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Dao động kí hiển thị dạng sóng âm; đo thời gian của $n$ chu kì rồi tính $f = \frac{n}{t}$ ."
Câu 2 (C): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Ống cộng hưởng: âm to rõ nhất khi cột khí thỏa mãn điều kiện cộng hưởng."
Câu 3 (D): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Mục đích của bài thực hành là đo tần số của sóng âm do một âm thoa hoặc một loa phát ra, bằng dao động kí điện tử hoặc bằng phương pháp cộng hưởng trong ống khí."
Câu 4 (A): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Trên màn hình, tín hiệu có dạng đường hình sin."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:

Nội dung cốt lõi cần trình bày: Mục đích của bài thực hành là đo tần số của sóng âm do một âm thoa hoặc một loa phát ra, bằng dao động kí điện tử hoặc bằng phương pháp cộng hưởng trong ống khí. Phương án dùng dao động kí điện tử: âm thoa phát ra sóng âm, micrô thu sóng âm và chuyển thành tín hiệu điện, dao động kí hiển thị dạng sóng âm trên màn hình.
Tổng kết ghi nhớ: Dao động kí hiển thị dạng sóng âm; đo thời gian của $n$ chu kì rồi tính $f = \frac{n}{t}$ .; Ống cộng hưởng: âm to rõ nhất khi cột khí thỏa mãn điều kiện cộng hưởng.; Lặp lại phép đo và lấy trung bình để giảm sai số.

Bài 2:

Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Trên màn hình dao động kí, 5 chu kì sóng âm chiếm 10 ô ngang, mỗi ô tương ứng $0,2$ ms. Tính tần số của sóng âm.
Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.

Bài 3:

Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 10: Thực hành: Đo tần số của sóng âm (Dao động kí hiển thị dạng sóng âm; đo thời gian của $n$ chu kì rồi tính $f = \frac{n}{t}$ .; Ống cộng hưởng: âm to rõ nhất khi cột khí thỏa mãn điều kiện cộng hưởng.; Lặp lại phép đo và lấy trung bình để giảm sai số.).
Lời giải mẫu/Nhận xét: Lời giải: Thời gian của 5 chu kì: $t = 10 \cdot 0,2 = 2$ ms. Chu kì sóng: $T = \frac{t}{5} = \frac{2}{5} = 0,4$ ms $= 4 \cdot 10^{-4}$ s. Tần số: $f = \frac{1}{T} = \frac{1}{4 \cdot 10^{-4}} = 2500$ Hz.

Bài 4:

W = \dfrac{1}{2}kA^2 = \dfrac{1}{2} \cdot 25 \cdot (0,04)^2 = 0,02

Bài 5:

W_t = \dfrac{W}{4}

;

W_đ = \dfrac{3W}{4}

Bài 6:

\lambda = \dfrac{v}{f} = 4