IMG-LOGO
Trang chủ Lớp 12 Vật lý 150 câu trắc nghiệm Dao động cơ nâng cao

150 câu trắc nghiệm Dao động cơ nâng cao

150 câu trắc nghiệm Dao động cơ nâng cao (P5)

  • 9620 lượt thi

  • 25 câu hỏi

  • 25 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Một con lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 40N/m, một đầu gắn vào giá cố định, đầu còn lại gắn vào vật nhỏ có khối lượng m = 100g. Ban đầu giữ vật sao cho lò xo nén 4,8cm rồi thả nhẹ. Hệ số ma sát trượt và ma sát nghỉ giữa vật và mặt bàn đều bằng nhau và bằng 0,2. Lấy g = 10m/s2. Tính quãng đường cực đại vật đi được cho tới khi dừng hẳn.

Xem đáp án

Chọn A

Vật sẽ dừng lại khi rơi vào khoảng O1OO2 ( O1, O2 là các vị trí mà lực đàn hồi cân bằng với lực ma sát, OO1 = OO2 = μmg/k = 5.10-4m (rất nhỏ) nên trong khoảng O1OO2 ta có thể bỏ qua thế năng đàn hồi của lò xo khi áp dụng định luật bảo toàn năng lượng.

+ Gọi S là tổng quãng đường vật đã đi được thì toàn bộ năng lượng ban đầu của con lắc lò xo biến thành công của lực ma sát:

 


Câu 2:

Một con lắc lò xo nằm ngang trên mặt bàn, lò xo có độ cứng k = 20N/m, vật nặng có khối lượng m = 400g. Đưa vật nặng sang trái đến vị trí lò xo nén 4cm rồi thả nhẹ cho vật dao động. Biết rằng hệ số ma sát trượt và hệ số ma sát nghỉ coi bằng nhau. Muốn cho vật dừng lại ở bên phải vị trí lò xo không biến dạng, trước khi nó đi qua vị trí này lần 2 thì hệ số ma sát μ giữa vật với mặt bàn có phạm vi biến thiên là:

Xem đáp án

Chọn C

+ Độ giảm biên độ trong nửa chu kì: 

+ Theo yêu cầu của đề: 0,04 + (0,04 – ΔA) < S < 0,04 + 2(0,04 – ΔA)

=> 0,08 – 0,4μ < S < 0,12 – 0,8μ

+ Tới khi dừng hẳn: 

+ 0,08 – 0,4μ < 4.10-3 /μ => (μ – 0,1)2 > 0

+ 4.10-3 /μ < 0,12 – 0,8μ => μ2 – 0,15μ + 0,005 < 0 => 0,05 < μ < 0,1.


Câu 3:

Một con lắc lò xo dao động trên mặt phẳng nằm ngang có hệ số ma sát μ = 0,01. Lò xo có độ cứng k = 100N/m, vật có khối lượng m = 100g, lấy g = 10m/s2. Lúc đầu đưa vật đi tới vị trí cách vị trí cân bằng 4cm rồi buông nhẹ để vật dao động tắt dần. Tốc độ trung bình kể từ lúc vật bắt đầu dao động đến lúc vật dừng lại là:

Xem đáp án

Chọn D

+ Theo định luật bảo toàn năng lượng:

+ Độ giảm biên độ sau nửa chu kì: 

+ Sau thời gian t biên độ của vật giảm hết thì vật thực hiện được n dao động:

=> Tốc độ trung bình: vtb = S : t = 4,026 m/s.


Câu 4:

Một lò xo nhẹ, dài tự nhiên 20cm, giãn ra 1cm dưới tác dụng của lực kéo 0,1N. Đầu trên của lò xo gắn vào điểm O, đầu dưới treo vật nặng 10g. Hệ đang đứng yên. Quay lò xo quanh trục thẳng đứng qua O với một tốc độ không đổi thì thấy trục lò xo làm với phương thẳng đứng góc 60o. Lấy g = 10m/s2. Chiều dài của lò xo và tốc độ quay xấp xỉ bằng:

Xem đáp án

Chọn D

+ k = F : Δl  = 0,1 : 0,01 = 10 N/m.

+ Ta có: F = P / cos60o = 0,2N.

+ F = Fđh = k.Δl => Δl = 0,02m = 2cm.

 l = lo + Δl = 20 + 2 = 22cm.

+ F là lực li tâm: F = mω2R = Ptan60o

=> mω2l.cos60o = Ptan60o => ω = 9,53 rad/s = 1,5 vòng/s.


Câu 5:

Hai vật dao động điều hòa cùng pha ban đầu, cùng phương và cùng thời điểm với các tần số góc lần lượt là ω1π/6 rad/s; ω2π/3 rad/s. Chọn gốc thời gian lúc hai vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Thời gian ngắn nhất mà hai vật gặp nhau là:

Xem đáp án

Chọn C

+ Phương trình dao động của hai vật:

x1 = A1 cos(ω1t - π/2)

x2 = A2 cos(ω2t - π/2)

+ Hai vật gặp nhau lần đầu khi pha của chúng đối nhau: ω1t - π/2 = - (ω2t - π/2)

=> (ω1 + ω2 ).t = π => t = 2s.


Câu 7:

Cho hai vật dao động điều hòa cùng phương x1 = 2cos(4t +φ1); x2 = 2cos(4t + φ2) với 0 ≤ φ1 – φ2 ≤ π/2 (rad). Biết phương trình dao động tổng hợp là x=2cos(4t+π6) (cm) Giá trị của φ1 là:

Xem đáp án

Chọn B

+ Biên độ dao động tổng hợp khi A1 = A2 là: 

Từ giản đồ vecto ta thấy có 2 tam giác đều

φ1 = -π/6


Câu 8:

Một con lắc lò xo có khối lượng m dao động cưỡng bức ổn định dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên điều hòa với tần số f. Khi f = f1 thì vật có biên độ là A1, khi f = f2 (f1 < f2 < 2f1) thì vật có biên độ là A2, biết A1 = A2. Độ cứng của lò xo là:

Xem đáp án

Chọn A

+ Tần số riêng của con lắc: 

Khi f = fo thì A = Amax ~ fo2.

+ Đồ thị sự phụ thuộc của biên độ dao động cưỡng bức vào tần số của ngoại lực như hình vẽ. Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc f – fo. Khi f = fo thì A = Amax.

+ Do A1 = A2  nên fo – f1 = f2 – fo => 2fo = f1 + f2 => 4fo2 = ( f1 + f2)2

Thay (1) vào => k = π2m(f1 + f2)2


Câu 10:

Con lắc gồm lò xo có độ cứng k = 100N/m; vật nặng có khối lượng m = 200g và điện tích q = 100μC. Ban đầu vật dao động điều hòa với biên độ A = 5cm theo phương thẳng đứng. Khi vật đi qua vị trí cân bằng người ta thiết lập một điện trường đều thẳng đứng, hướng lên có cường độ E = 0,12 MV/m. Tìm biên độ lúc sau của vật trong điện trường.

Xem đáp án

Chọn D

+ Vận tốc ngay trước khi có điện trường là vo = ωA = 505 cm/s.

 

+ Khi có điện trường hướng lên thì lực điện làm lệch vị trí cân bằng một đoạn cũng là li độ tương ứng với vận tốc vo.

x = Fđ : k = qE : k = 0,12m = 12cm.

+ Biên độ sau đó là: 


Câu 12:

Hai con lắc lò xo nằm ngang có chu kì T1 = T2/2. Kéo lệch các vật nặng tới vị trí cách vị trí cân bằng của chúng một đoạn A như nhau và đồng thời thả cho chuyển động không vận tốc ban đầu. Khi khoảng cách từ vật nặng của con lắc đến vị trí cân bằng của chúng đều là b (0 < b < A) thì tỉ số độ lớn vận tốc của các vật nặng là:

Xem đáp án

Chọn D

+ Biên độ của cả hai con lắc là A = A1 = A2 vì cùng kéo lệch các vật nặng tới vị trí cách vị trí cân bằng của chúng một đoạn A như nhau và đồng thời thả nhẹ.

+ Khoảng cách đến vị trí cân bằng là |x|, khi khoảng cách từ vật nặng của con lắc đến vị trí cân bằng của chúng đều là b (0 < b < A) thì |x1| = |x2| = b.

+ Từ công thức 


Câu 14:

Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T và biên độ A. Trong khoảng thời gian Δt (0 < Δt < T/2) quãng đường ngắn nhất và dài nhất vật đi được là

Xem đáp án

Chọn A

Vật đi được quãng đường lớn nhất khi nó chuyển động ở những vị trí gần vị trí cân bằng nhất.

+ Góc quét  ứng với khoảng thời gian Δt: = ωΔt.

+ Quãng đường lớn nhất vật đi được:

Vật đi được quãng đường nhỏ nhất khi nó chuyển động ở những vị trí xa vị trí cân bằng nhất.

+ Quãng đường nhỏ nhất vật đi được:


Câu 16:

Một vật nhỏ dao động điều hòa, gọi t1, t2 và t3 lần lượt là ba thời điểm liên tiếp vật có cùng tốc độ. Biết rằng t3 – t1 = 3(t3 – t2) = 0,1s và v1 = v2 = -v3 = 20π cm/s. Tính biên độ dao động của vật.

Xem đáp án

Chọn A

+ Ta để ý rằng hai thời điểm t1 và t3 vận tốc trái dấu nhau => hai vị trí này đối xứng với nhau qua gốc tọa độ => 

+ Mặt khác, t3 – t1 = 3(t3 – t2) => 

+ Từ hình vẽ

+kêt hợp với hình vẽ:

Thay vào phương trình trên ta được A = 4cm.


Câu 17:

Một vật dao động điều hòa với chu kì T và biên độ A = 4cm. Biết rằng trong một chu kì, khoảng thời gian để gia tốc của vật thỏa mãn -60π2 ≤ a ≤ 80π2 cm/s2 là T/2. Chu kì dao động của con lắc:

Xem đáp án

Chọn B

+ Ta để ý rằng hai thời điểm liên tiếp gia tốc biến đổi từ -60π2 cm/s2 đến 80π2 cm/s2 vuông pha nhau.

+ Vậy gia tốc cực đại của vật là:

+Từ đây ta tìm được 


Câu 19:

Một con lắc lò xo dao động điều hòa với phương trình x = Acos(ωt + φ) cm. Tại thời điểm t1, vật có vận tốc v1 = 50 cm/s, gia tốc a1 = -10√3 m/s2. Tại thời điểm t2 = t1 + Δt (Δt > 0), vật có vận tốc là v2 = -50√2 cm/s, gia tốc a2 = 10√2 m/s2. Gía trị nhỏ nhất của Δt:

Xem đáp án

Chọn A

+ Với hai đại lượng vuông pha a và v, ta có phương trình độc lập:

+ Với hai thời điểm t1 và t2 ta có hệ:

=> ω = 20 rad/s và vmax = 100 cm/s.

+ Từ hình vẽ xác định được khoảng thời gian tương ứng là:


Câu 21:

Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa kết hợp ngược pha nhau. Tại thời điểm li độ của dao động thành phần thứ nhất và dao động tổng hợp lần lượt là 2cm và – 3cm. Ở thời điểm ly độ dao động tổng hợp là 4,5cm thì li độ của thành phần thứ hai là:

Xem đáp án

Chọn C

+ Tổng hợp dao động x = x1 + x2 => x2 = x – x1 = (-3) – 2 = - 5cm.

=> dao động tổng hợp luôn cùng pha với dao động thứ hai. Li độ dao động thứ hai khi x = 4,5cm là: x2 = 4,5.-5/-3 = 7,5cm.


Câu 23:

Một con lắc lò xo được treo thẳng đứng. Trong quá trình dao động người ta quan sát đo đạc và thấy được lò xo không bị biến dạng tại vị trí gia tốc của lò xo có giá trị bằng một nửa giá trị cực đại. Tỉ số giữa thời gian lò xo nén và giãn là:

Xem đáp án

Chọn A

+ Tại vị trí gia tốc của vật bằng một nửa gia tốc cực đại 

+ Mặt khác, ta biết lò xo không biến dạng ở vị trí (chiều dương hướng xuống)

 

(sử dụng vòng tròn trong dao động điều hòa).


Câu 25:

Một con lắc lò xo được treo thẳng đứng dao động điều hòa với chu kì 1s. Sau 2,5s kể từ lúc bắt đầu dao động, vật có li độ x= -5√2 cm đi theo chiều âm với tốc độ 10π√2 cm/s. Biết lực đàn hồi nhỏ nhất bằng 6N. Chọn trục Ox trùng với trục của lò xo, gốc tọa độ O ở vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống. Lấy g = 10 = π2 m/s2. Lực đàn hồi của lò xo tác dụng vào vật tại thời điểm t = 0 là:

Xem đáp án

Chọn D

 

+ T = 1s => ω = 2π rad/s.

+ Độ biến dạng của lò xo ở vị trí cân bằng:

+ Biên độ dao động:

+ Thời điểm t = 0 tương ứng với một gốc lùi Δφ = ωt = 2π.2,5 = 5π trên đường tròn.

+ Lực đàn hồi khi đó có độ lớn:

Fđh = k(Δlo + x) = k(25 + 5√2). 10-2 N.

Kết hợp với Fđhmin = k.(Δlo - A) = k. 15.10-2 = 6N.

+ Từ hai biểu thức trên ta thu được Fđh = 12,82N.


Bắt đầu thi ngay

Bài thi liên quan


Có thể bạn quan tâm


Các bài thi hot trong chương