290 câu trắc nghiệm Dao động điều hòa cực sát đề thi Đại học có lời giải (P1)
-
6245 lượt thi
-
35 câu hỏi
-
35 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Một vật nhỏ thực hiện dao động điều hòa theo phương trình x = 10sin(4πt – π/2) (cm) với t tính bằng giây. Động năng của vật đó biến thiên với chu kì bằng
ĐĐáp án A
+ Động năng của vật dao động điều hòa biến thiên với tần số bằng tần số của dao động
->
Câu 2:
Một con đơn đang dao động tắt dần chậm, ba thời điểm liên tiếp vật đi qua vị trí sợi dây thẳng đứng lần lượt là t1, t2 và t3; tương ứng với tốc độ lần lượt v1, v2 và v3. Chọn kết luận đúng.
Đđáp án B
Tốc độ của dao động tắt dần sẽ giảm dần theo thời gian nên v3 < v2 < v1
Câu 3:
Một con lắc gồm lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng k, một đầu gắn vật nhỏ có khối lượng m, đầu còn lại được treo vào một điểm cố định. Con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Chu kỳ dao động của con lắc là
ĐĐáp án D
+ Chu kì dao động con lắc lò xo là:
Câu 4:
Một vật tham gia đồng thời 2 dao động điều hoà cùng phương cùng tần số: x1 = 5cos(4t + φ1) cm, x2 = 3cos(4t + φ2) cm. Biên độ dao động tổng hợp thoả mãn:
ĐĐáp án D
Câu 5:
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa theo phương trùng với trục của lò xo. Tại các thời điểm t1, t2 và t3 lò xo dãn a cm, 2a cm và 3a cm tương ứng với tốc độ của vật là v cm/s; v cm/s và v cm/s. Tỉ số giữa thời gian lò xo nén và lò xo dãn trong một chu kỳ gần với giá trị nào nhất:
ĐĐáp án C
+ Gọi x1, x2, x3 là li độ ứng với từng vị trí giãn của lò xo.
AÁp dụng công thức độc lập ta được:
Lấy (2) - (1) và (3) - (1) ta được:
+ Thời gian lò xo nén tương ứng với vật dao động từ vị trí có ly độ Dl đến ly độ -A ứng với góc quét là:
® Thời gian nén là:
+ Thời gian lò xo giãn là:
Câu 6:
Hai con lắc lò xo giống hệt nhau, đầu trên của mỗi lò xo được cố định trên một giá đỡ nằm ngang. Vật nặng của mỗi con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ của con lắc 1 là A, của con lắc 2 là A. Trong quá trình dao động chênh lệch độ cao lớn nhất là A. Khi động năng của con lắc 1 cực đại và bằng 0,12 J thì động năng của con lắc 2 là
ĐĐáp án A
Chênh lệch độ cao lớn nhất của 2 dao động cũng chính là khoảng cách lớn nhất của 2 dao động đó tương ứng với độ lệch pha giữa chúng là góc j như hình vẽ.
Tta có:
+ Khi động năng con lắc 1 cực đại thì x1 = 0 và W1 = 0,12 J.
+ Vì góc j không thay đổi nên khi x1 = 0 thì
+ Ta lại có:
Câu 7:
Nói về một chất điểm dao động điều hòa, phát biểu nào dưới đây đúng?
ĐĐáp án A
+ Chất điểm dao động điều hòa thì:
* Ở vị trí cân bằng vận tốc đạt cực đại và gia tốc bằng 0.
* Ở vị trí biên vận tốc bằng 0 và gia tốc có độ lớn cực đại.
Câu 8:
Một con lắc lò xo có khối lượng vật nhỏ là m1 = 300 g dao động điều hòa với chu kì 1 s. Nếu thay vật nhỏ có khối lượng m1 bằng vật nhỏ có khối lượng m2 thì con lắc dao động với chu kì 0,5 s. Giá trị m2 bằng
ĐĐáp án D
Câu 9:
Tại một nơi trên mặt đất, một con lắc đơn dao động điều hòa với chu kì 2,2 s. Lấy g = 10 m/s2, π2 = 10. Khi giảm chiều dài dây treo của con lắc 21 cm thì con lắc mới dao động điều hòa với chu kì là
ĐĐáp án A
Câu 10:
Một dao động điều hoà mà 3 thời điểm liên tiếp t1, t2, t3 với t3 – t1 = 3(t3 – t2), li độ thỏa mãn x1 = x2 = –x3 = 6 (cm). Biên độ dao động là
Đáp án A
Ta thấy tại thời điểm t1 và t2 có x1 = x2 nên nó đối xứng nhau qua trục Ox.
+ Tới thời điểm t3 thì x3 = - x1 nên thời gian đi từ x1 đến x3 là
Góc lệch giữa vị trí x2 và x3 là:
® Góc lệch giữa x1 và x2 là:
Vậy góc lệch của x1 so với vị trí vật đạt cực đại của dao động là
Mà x1 = A.cosj1 = 6 ® A = 12 cm
Câu 11:
Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có vận tốc bằng 0 tại hai thời điểm liên tiếp t1 = 1,75 s và t2 = 2,5 s; tốc độ trung bình trong khoảng thời gian đó là 16 cm/s. Ở thời điểm t = 0, chất điểm có li độ x0 (cm) và có vận tốc v0 (cm/s). Chọn hệ thức đúng.
Đáp án C
Hai lần liên tiếp vật có vận tốc bằng 0 ứng với khoảng thời gian là
Tốc độ trung bình giữa 2 vị trí trên là:
=> A = 6 cm
+ Từ t = 0 đến t1 có góc quét là:
Vậy thời điểm t = 0 có góc lệch là
=>
Câu 12:
Một con lắc lò xo được treo trên trần một thang máy. Khi thang máy đứng yên thì con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kỳ T = 0,4 (s) và biên độ A = 5 (cm). Vừa lúc quả cầu con lắc đang đi qua vị trí lò xo không biến dạng theo chiều từ trên xuống thì thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên với gia tốc a = 5 (m/s2). Lấy g = 10 m/s2 và π2 = 10. Tốc độ cực đại của vật nặng so với thang máy sau đó là bao nhiêu?
Đáp án C
Khi thang máy đứng yên, độ biến dạng của lò xo tại vì trí cân bằng là:
Xét chuyển động của con lắc với thang máy. Chọn chiều dương hướng lên.
Khi thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên thì g’ = g + a.
Khi đó vị trí cân bằng của con lắc bị dịch xuống dưới một đoạn
cm
-> Li độ lúc sau là: x + y
Câu 13:
Khi nói về một vật dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây sai?
Đáp án D
Vật dao động điều hòa thì cơ năng được bảo toàn. ® D sai.
Câu 14:
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, dao động điều hòa với chu kì 0,4 s. Khi vật nhỏ của con lắc ở vị trí cân bằng, lò xo có độ dài 44 cm. Lấy g = 10 m/s2; π2 = 10. Chiều dài tự nhiên của lò xo là
Đáp án A
Câu 15:
Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Trong các đại lượng sau của chất điểm: biên độ, vân tốc, gia tốc động năng thì đại lượng không thay đổi theo thời gian là
Đáp án D
Trong dao động điều hòa thì biên độ là không thay đổi theo thời gian.
Câu 16:
Một vật thực hiện đồng thời 2 dao động điều hoà cùng phương, li độ x1 và x2 phụ thuộc thời gian như hình vẽ. Phương trình dao động tổng hợp là
Đáp án B
+ Từ đồ thị ta viết được phương trình của x1 và x2 là:
* Phương trình của x1: biên độ A1 = cm, tại thời điểm t = 0 thì x1 = 0 và đang xuống phía âm nên
* Phương trình của x2: biên độ A2 = 1 cm, tại t = 0 thì x2 = -1 cm
® x2 = cos(wt + p)
+ Sử dụng máy tính để tổng hợp 2 dao động trên:
Câu 17:
Một chất điểm dao động điều hòa trên đoạn thẳng dài 15 cm. Chất điểm đi hết đoạn đường dài 7,5 cm trong thời gian ngắn nhất là t1 và dài nhất là t2. Nếu t2 – t1 = 0,1 s thì thời gian chất điểm thực hiện một dao động toàn phần là
Đáp án B
L = 2A A = 7,5 cm
Thời gian ngắn nhất để vật đi được đoạn đường S = 7,5 cm = A ứng với 2 vị trí từ
-> - là
Thời gian dài nhất để vật đi được đoạn đường trên ứng với khi vật đi từ
là
Vậy thời gian chất điểm thực hiện 1 dao động toàn phần là 1 chu kì bằng 0,6 s.
Câu 18:
Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng ngang, gồm vật nhỏ khối lượng 40 (g) và lò xo có độ cứng 20 (N/m). Vật chỉ có thể dao động theo phương Ox nằm ngang trùng với trục của lò xo. Khi vật ở O lò xo không biến dạng. Hệ số ma sát trượt giữa mặt phẳng ngang và vật nhỏ là 0,1. Ban đầu giữ vật để lò xo bị nén 9 cm rồi buông nhẹ. Lấy g = 10 (m/s2). Li độ cực đại của vật sau lần thứ 3 vật đi qua O là
Đáp án B
Sau một nửa chu kì thì biên độ của vật giảm 1 lượng là
Một chu kì vật qua O 2 lần và lúc đầu vật ở biên âm nên vật qua O lần thứ 3 là đã đi được 1 chu kì và quay trở lại O (tức là 1,5T).
+ Độ giảm biên độ là:
+ Vậy li độ cực đại của vật bây giờ là: A’ = A - DA = 9 - 1,2 = 7,8 cm
Câu 19:
Một vật thực hiện dao động điều hòa theo phương trình: x = 8cos(20πt + π/2) cm; thời gian đo bằng giây. Chu kỳ, tần số dao động của vật là:
Đáp án B
Câu 20:
Vật dao động với phương trình x = Acos(ωt + φ). Tốc độ trung bình của vật trong một chu kì là
Đáp án A
Trong 1 chu kì thì vật đi được quãng đường S = 4A.
Câu 21:
Một học sinh làm thí nghiệm đo gia tốc trọng trường bằng con lắc đơn. Khi đo chiều dài con lắc bằng một thước có chia độ đến milimet, kết quả đo 3 lần chiều dài sợi dây đều cho cùng một kết quả là 2,345m. Lấy sai số dụng cụ là một độ chia nhỏ nhất. Kết quả đo được viết là
Đáp án C
Vì cả 3 lần đo đều cho 1 kết quả nên = 2,345 m
Sai số ngẫu nhiên DL = 0
+ Sai số của thiết bị là DL’ = 1 mm = 0,001 m
® L = (2,345 ± 0,001) m.
Câu 22:
Hai chất điểm dao động điều hòa với cùng chu kì T, lệch pha nhau π/3 với biên độ lần lượt là A1, A2 trên hai trục tọa độ song song cùng chiều, gốc tọa dộ nằm trên đường vuông chung với hai trục. Khoảng thời gian nhỏ nhất giữa hai lần chúng ngang nhau là
Đáp án A
Hai vật có li độ ngang nhau khi hình chiếu vị trí của chúng trên trục hoành trùng nhau.
+ Dựa vào giản đồ vecto ta có thể thấy được khoảng thời gian 2 lần liên tiếp chúng trùng nhau là
Câu 23:
Một vật có khối lượng không đổi thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa có phương trình lần lượt là x1 = 10cos(2πt + φ) cm; x2 = A2cos(2πt − π/2) cm thì dao động tổng hợp là x = Acos(2πt − π/3) cm. Khi biên độ dao động của vật bằng nửa giá trị cực đại thì biên độ dao động A2 có giá trị là
Đáp án A
Từ hình vẽ, áp dụng định lý hàm cos trong tam giác ta có:
Phương trình trên luôn có nghiệm nên:
Câu 24:
Trên mặt phẳng nằm ngang có hai con lắc lò xo. Các lò xo có cùng độ cứng k, cùng chiều dài tự nhiên là 32 cm. Các vật nhỏ A và B có khối lượng lần lượt là m và 4m. Ban đầu, A và B được giữ ở vị trí sao cho lò xo gắn với A bị dãn 8 cm còn lò xo gắn với B bị nén 8 cm. Đồng thời thả nhẹ để hai vật dao động điều hòa trên cùng một đường thẳng đi qua giá I cố định (hình vẽ). Trong quá trình dao động, khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa hai vật có giá trị lần lượt là
Đáp án D
Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ
Phương trình dao động của mỗi vật
Khoảng cách giữa hai vật
Biến đổi lượng giác
Khảo sát hàm số ta thu được
Câu 25:
Một chất điểm dao động điều hòa thì các đại lượng nào sau đây luôn hướng về vị trí cân bằng?
Đáp án A
Khi dao động điều hòa thì gia tốc và lực kéo về luôn hướng về vị trí cân bằng.
Câu 26:
Một con lắc lò xo nằm ngang có tần số góc dao động riêng 10 rad/s. Tác dụng vào vật nặng theo phương của trục lò xo, một ngoại lực biên thiên Fn = Focos8t N (t tính bằng s). Sau một thời gian vật dao động điều hòa với biên độ 3 cm. Tốc độ cực đại
Đáp án C
Sau một thời gian thì tần số góc của dao động bằng tần số góc của ngoại lực ® w = 8 rad/s
-> Tốc độ cực đại là: vmax = wA = 8.3 = 24 cm/s.
Câu 27:
Một con lắc đơn có chiều dài 40 cm dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 với biên độ góc 0,02 rad. Tốc độ của con lắc khi dây treo thẳng đứng là
Đáp án A
Khi dây treo thẳng đứng thì tốc độ đạt cực đại.
vmax = wS = w.a0.l = 5.0,02.0,4 = 0,04 m = 4 cm.
Câu 28:
Một con lắc lò xo, vật nặng có khối lượng 100 (g), lò xo có độ cứng 100 N/m, dao động trên mặt phẳng ngang với biên độ ban đầu 15 (cm). Lấy gia tốc trọng trường 10 m/s2. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,1. Tìm thời gian từ lúc dao động cho đến lúc dừng lại.
Đáp án A
Sau mỗi chu kì thì biên độ giảm một lượng
Thời gian từ lúc dao động đến khi vật dừng lại
Câu 29:
Một chất điểm tham gia đồng thời hai dao động điều hòa trên cùng một trục Ox có phương trình: x1 = sinωt cm, x2 = A2cos(ωt + φ2) cm. Phương trình dao động tổng hợp x = 2cos(ωt + φ) cm. Biết φ2 – φ = π/3. Cặp giá trị nào của A2 và φ2 sau đây là đúng?
Đáp án A
Dựa vào các dữ kiện ta vẽ được giản đồ vecto như hình bên.
+ Áp dụng định lý hàm sin ta được:
® A2 = 4cosj
Sử dụng máy tính để thử các đáp án thì đáp án A là thỏa mãn phương trình trên.
Câu 30:
Hai con lắc lò xo có độ cứng bằng nhau, các vật dao động tích điện cùng độ lớn nhưng trái dấu có thể có thể dao động không ma sát trên hai đường thẳng song song đặt gần nhau trùng với trục các lò xo, xem vị trí cân bằng trùng nhau. Các con lắc đang ở VTCB thì tác dụng một điện trường đều có phương trùng với trục các lò xo thì các con lắc dao động điều hòa cùng biên độ A nhưng với chu kì lần lượt T1 = 1,5 s và T2 = 1,2 s. Từ thời điểm hai con lắc bằt đầu dao động đến khi hai lò xo có cùng chiều dài lần thứ 3 thì số lần mà khoảng cách giữa hai vật bằng 2A là
Đáp án A
Khi có điện trường thì vị trí cân bằng mới của 2 lò xo cách nhau 2A.
+ Chọn gốc tọa độ trùng với O1 ta có:
Hai con lắc có cùng chiều dài khi cả 2 cùng về vị trí cân bằng ban đầu.
+ Khoảng thời gian chúng có cùng chiều dài từ thời điểm ban đầu là Dt = n1T1 = n2T2
* Dt = 4nT1 = 6n
* Lần thứ 3 nên Dt = 18 s
+ Với 0 < t £ 18 => -0,5 < k 26,5
=> k = 0, …, 26 => Có 27 giá trị của k
Câu 31:
Con lắc lò xo gồm vật nặng 100 gam và lò xo nhẹ độ cứng 40 N/m. Tác dụng một ngoại lực điều hòa cưỡng bức biên độ F và tần số f1 = 4 Hz theo phương trùng với trục của lò xo thì biên độ dao động ổn định A1. Nếu giữ nguyên biên độ F và tăng tần số ngoại lực đến giá trị f2 = 5 Hz thì biên độ dao động ổn định A2. So sánh A1 và A2.
Đáp án D
Càng gần với f thì biên độ càng lớn ® Vì f1 gần với f hơn nên biên độ A1 sẽ lớn hơn.
Câu 32:
Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ a là một dao động có biên độ cũng bằng a thì 2 dao động thành phần có độ lệch pha là
Đáp án D
Ta có A2 = A12 + A22 + 2A1A2cos
a2 = a2 + a2 + 2a2.cos
Câu 33:
Một chất điểm dao động điều hoà với chu kì 1,25 s và biên độ 5 cm. Tốc độ lớn nhất của chất điểm là
Đáp án A
Câu 34:
Một vật dao động điều hòa có chu kì 2 s, biên độ 10 cm. Khi vật cách vị trí cân bằng 6 cm, tốc độ của nó bằng
Đáp án C
Ta có w = p rad/s.
Câu 35:
Một con lắc lò xo thẳng đứng, đầu dưới treo vật m dao động theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo với phương trình x = 2cosωt (cm) (gốc tọa độ tại vị trí cân bằng. Biết tại vị trí cân bằng lò xo dãn một đoạn lớn hơn 2 cm. Tỉ số giữa lực cực đại và cực tiểu tác dụng vào điểm treo trong quá trình dao động là 3. Lấy gia tốc trọng trường g = π2 m/s2. Tần số góc dao động của vật là
Đáp án A
Lực đạt cực đại khi ở vị trí biên dưới -> Fmax = k(l + A)
+ Vì Dl > A nên lực đạt cực tiểu khi vật ở vị trí biên âm => Fmin =k(l - A)