290 câu trắc nghiệm Dao động điều hòa cực sát đề thi Đại học có lời giải (P4)
-
6244 lượt thi
-
35 câu hỏi
-
35 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,02 kg và lò xo có độ cứng 1 N/m. Vật nhỏ được đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo. Hệ số ma sát trượt giữa giá đỡ và vật nhỏ là 0,1. Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị nén 10 cm rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt dần. Lấy g = 10 m/s2. Tốc độ lớn nhất vật nhỏ đạt được trong quá trình dao động là
Đáp án C
Biên độ dao động : A = 10 cm
Tần số góc
Câu 2:
Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương có phương trình lần lượt là x1 = 5cos(5πt + φ1) (cm); x2 = 5cos(5πt + φ2) (cm) với 0 ≤ φ1 – φ2 ≤ π. Biết phương trình dao động tổng hợp x = 5cos(5πt + π/6) (cm). Hãy xác định φ1.
Đáp án C
Câu 3:
Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 100 N/m và vật nhỏ nặng 400 g, được treo vào trần của thang máy. Vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng, thang máy đột ngột chuyển động nhanh dần đều đi lên với gia tốc 4 m/s2 và thời gian 3 s thang máy chuyển động thẳng đều. Lấy g = 10 m/s2 = π2 m/s2. Xác định tốc độ dao động cực đại của vật so với thang máy sau khi thang máy chuyển động thẳng đều.
Đáp án B
Ta có : , khi thang máy chuyển động nhanh dần đều lên trên thì VTCB mới cách VTCB cũ một đoạn là :
Tại vị trí này vật có li độ x = 1,6 cm và vận tốc bằng 0
Sau 3s thì vật ở vị trí biên đối diện ( chọn chiều dương hướng lên )
Câu 4:
Con lắc đơn dao động nhỏ trong một điện trường đều có phương thẳng đứng hướng xuống, vật nặng có điện tích dương; biên độ A và chu kỳ dao động T. Vào thời điểm vật đi qua vị trí cân bằng thì đột ngột tắt điện trường. Chu kỳ và biên độ của con lắc khi đó thay đổi như thế nào? Bỏ qua mọi lực cản.
Đáp án D
Khi con lắc đặt trong điện trường thì
Câu 5:
Khi nói về một hệ dao động cưỡng bức ở giai đọan ổn định, phát biểu nào dưới đây là sai?
Đáp án B
Khi vật dao động cưỡng bức thì tần số dao động chính là tần số của ngoại lực cưỡng bức, biên độ dao động của hệ phụ thuộc vào cả biên độ và tần số của ngoại lực cưỡng bức, Khi có tần số của ngoại lực cưỡng bức bằng tần số dao động riêng của hệ thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng, khi đó biên độ dao động của vật lớn nhất.
Câu 6:
Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Trong thời gian 31,4 s chất điểm thực hiện được 100 dao động toàn phần. Gốc thời gian là lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ 2 cm theo chiều âm với tốc độ là cm/s. Lấy π = 3,14. Phương trình dao động của chất điểm là
Đáp án B
Tại thời điểm ban đầu t = 0 thì vật đang ở vị trí x = và đi theo chiều âm
Câu 7:
Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo trục x nằm ngang. Lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Khi vật có khối lượng m của con lắc đi qua vị trí có li độ x = 4 cm theo chiều âm thì thế năng của con lắc đó là bao nhiêu?
Đáp án B
Thế năng của con lắc lò xo là:
Câu 8:
Một con lắc lò xo, vật nhỏ dao động có khối lượng m = 100 g dao động điều hòa theo phương trùng với trục của lò xo. Biết đồ thị phụ thuộc thời gian vận tốc của vật như hình vẽ. Độ lớn lực kéo về tại thời điểm 11/3 s là:
Đáp án A
Từ đồ thị thì ta thấy khoảng thời gian kể từ khi vật bắt đầu chuyển động ở vị trí
Tại vị trí
đang chuyển động về cực đại
mà vận tốc nhanh pha hơn li độ một góc
Độ lớn lực kéo về tại thời điểm 11/3s là
Câu 9:
Một chất điểm tham gia đồng thời hai dao động điều hòa trên cùng một trục Ox có phương trình: x1 = 4cos(ωt + π/3) cm, x2 = A2cos(ωt + φ2) cm. Phương trình dao động tổng hợp x = 2cos(ωt + φ) cm. Biết φ – φ2 = π/2. Cặp giá trị nào của A2 và φ sau đây là đúng?
Đáp án D
Câu 10:
Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng 1 N/m, một đầu cố định, đầu còn lại gắn vật nhỏ m1. Vật m1 nối với vật m2 (m1 = m2 = 100 g) bằng một sợi dây nhẹ không dãn. Ban đầu kéo vật m2 theo phương trùng với trục của lò xo để lò xo dãn 10 cm rồi thả nhẹ thì hai vật chuyển động không ma sát theo phương trùng với trục của lò xo. Khi vật m1 đi được quãng đường (10 + 5) cm thì hai vật va chạm với nhau lần thứ nhất. Coi va chạm hoàn toàn đàn hồi xuyên tâm, sau va chạm vật chuyển động truyền hết vận tốc cho vật đứng yên. Lấy π2 = 10. Khoảng thời gian sợi dây bị chùng trong một chu kì là
Đáp án C
Giai đoạn 1:
M1 chuyển động từ M đến O, sợi dây bị kéo căng =>
Giai đoạn 2:
M1 chuyển động từ O đến N, sợi dây chùng =>
Giai đoạn 3:
M1 đi thêm từ N đến P, sợi dây chùng
Giai đoạn 4:
M1 đi thêm từ P đến N, sợi dây chùng
Giai đoạn 5:
M1 đi thêm từ N đến O, sợi dây chùng
=> trong 1 chu kỳ, khoảng thời gian dây trùng là :0,5+0,25+0,25+0,5=1,5(s)
Câu 11:
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động của con lắc đơn (bỏ qua lực cản của môi trường)?
Đáp án D
Ta có : công thức của trọng lực và lực căng dây ở VTCB là :
Câu 12:
Vật dao động tắt dần có các đại lượng giảm liên tục theo thời gian là
Đáp án C
Dao động tắt dần là dao động có biên độ và năng lượng giảm dần theo thời gian do tác dụng của lực ma sát . Ma sát của môi trường càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh .
Câu 13:
Con lắc lò xo đang dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo, đúng lúc vật đi qua vị trí cân bằng người ta giữ cố định điểm chính giữa của lò xo thì vậ
Đáp án D
Sau khi giữ điểm chính giữa của lò xo , độ cứng tăng gấp 2 lần , cơ năng của vật là :
Cơ năng E1cũng là cơ năng E2 để vật dao động ngay sau đó nên :
Tức là biên độ sau đó giảm lần .
Câu 14:
Cho hai dao động điều hòa cùng phương có phương trình x1 = 3cos10πt (cm) và x2 = 4cos(10πt + 0,5π) (cm). Dao động tổng hợp của hai dao động này có biên độ là
Đáp án C
Phương trình dao động tổng hợp :
Chuyển sang chế độ số phức rồi bấm máy tổng hợp dao động ta được :
Biên đọ dao động tổng hợp là A = 5 cm
Câu 15:
Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có phương trình x = 8cos(πt + π/4) (x tính bằng cm, t tính bằng s) thì
Đáp án A
Tại thời điểm ban đầu t = 0 thì pha ban đầu của dao động là :
Vật đang ở vị trí
và chuyển động theo chiều âm của trục Ox.
Câu 16:
Một lò xo có độ cứng 20 N/m được đặt nằm ngang, một đầu được giữ cố định, đầu còn lại được gắn với chất điểm m1 = 0,05 kg. Chất điểm m1 được gắn với chất điểm thứ hai m2 = 0,15 kg. Các chất điểm đó có thể dao động không ma sát trên trục Ox nằm ngang. Giữ hai vật ở vị trí lò xo nén 5 cm rồi buông nhẹ ở thời điểm t = 0, sau đó hệ dao động điều hòa. Chỗ gắn hai chất điểm bị bong ra nếu lực kéo tại đó đạt đến 0,2 N. Chất điểm m2 bị tách khỏi m1 ở thời điểm
Đáp án A
Dao động của hệ gồm hai vật:
Theo đề bài , vật m2 chịu tác dụng từ 0,2N trở nên sẽ bị bong . Do đó :
Như vậy , vật m2 bắt đầu tách khỏi vật m1 từ vị trí có li độ x = cm
Câu 17:
Con lắc lò xo dao động điều hòa trên phương nằm ngang, cứ mỗi giây thực hiện được 4 dao động toàn phần. Khối lượng vật nặng của con lắc là m = 250 g (lấy π2 = 10). Động năng cực đại của vật là 0,288 J. Quỹ đạo dao động của vật là một đoạn thẳng dài
Đáp án D
Động năng cực đại của vật :
Qũy đạo dao động của vật là : L=2A= 6.2=12.
Câu 18:
Con lắc lò xo có chu kì riêng T. Nếu tăng khối lượng của quả cầu lên gấp 4 lần còn lò xo vẫn giữ nguyên như cũ thì chu kì riêng của con lắc sẽ là
Đáp án B
Câu 19:
Một tham gia đồng thời vào hai dao động điều hòa có phương trình x1 = cos(10πt) cm và x2 = 4sin(10πt) cm. Vận tốc của vật khi t = 2 s là
Đáp án D
Phương trình dao động tổng hợp :
Vận tốc của vật khi t = 2s là :
Câu 20:
Dao động của một chất điểm là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số. Dao động thứ nhất có phương trình li độ x1 = A1cos(ωt + φ1) (cm), dao động thứ hai có phương trình li độ x2 = A2cos(ωt + φ2) (cm). Biết . Khi dao động thứ nhất có li độ 1 cm và tốc độ 12 cm/s thì dao động hai có tốc độ bằng
Đáp án C
Đạo hàm 2 vế ta được
v1 = 12 (cm/s)
Thay vào phương trình (*) ta giải ra được :
Câu 21:
Một vật thực hiện đồng thời ba dao động cùng phương: x1 = A1cos(ωt + π/2) (cm), x2 = A2cosωt (cm), x3 = A3cos(ωt – π/2) (cm). Tại thời điểm t1 các giá trị li độ lần lượt là: -10 cm; 15 cm; 30 cm. Tại thời điểm t2 các giá trị li độ là x1(t2) = –20 cm, x2 (t2) = 0. Biên độ dao động tổng hợp là
Đáp án D
Ta nhận thấy x1 và x3 ngược pha nhau và cùng vuông pha với x2 nên khi x2 cực tiểu thì x1;x3 cực đại
Biên độ dao động tổng hợp :
Câu 22:
Một lò xo nhẹ có chiều dài tự nhiên l0, có độ cứng k0 = 16 N/m, được cắt thành hai lò xo có chiều dài lần lượt là l1 = 0,8l0 và l2 = 0,2l0. Lấy hai lò xo sau khi cắt liên kết với hai vật có cùng khối lượng 0,5 kg. Cho hai con lắc lo xo mắc vào hai mặt tường đối diện nhau và cùng đặt trên mặt phẳng nhẵn nằm ngang (các lò xo đồng trục). Khi hai lò xo chưa biến dạng thì khoảng cách hai vật là 12 cm. Lúc đầu, giữ các vật để cho các lò xo đều bị nén đồng thời thả nhẹ để hai vật dao động cùng động năng cực đại là 0,1 J. Kể từ lúc thả vật, sau khoảng thời gian ngắn nhất Δt thì khoảng cách giữa hai vật là nhỏ nhất và giá trị đó là b. Lấy π2 = 10. Chọn đáp số đúng.
Đáp án B
Dễ thấy
Vẽ 2 đường tròn có tâm cách nhau 12 cm bán kính lần lượt là 10cm, 5cm và chú ý chu kì của chúng thì ta sẽ thấy khi vật 1 tới VTCB O1 thì vật 2 đã tới biên âm M2, khoảng cách lúc này là 12 – 5 = 7 cm chưa phải nhỏ nhất
Khi vật 1;2 tiếp tục quay thì khoảng cách chúng giảm dần ở vị trí vật 1 quay được góc 30 so với VTCB thì vật 2 quay nhanh gấp đôi nên quay góc 60 so với vị trí biên âm. Lúc này thì khoảng cách giữa chúng gần nhau nhất là
Câu 23:
Khi nói về dao động cơ cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là sai?
Đáp án D
Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của lực cưỡng bức.
Câu 24:
Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có biên độ lần lượt là A1 = 8 cm; A2 = 15 cm và lệch pha nhau π/2. Dao động tổng hợp của hai dao động này có biên độ bằng:
Đáp án D
Câu 25:
Tốc độ của một vật dao động điều hòa cực đại khi nào?
Đáp án D
Tốc độ của vật dao động điều hòa đạt cực đại khi vật ở VTCB (x = 0)
Câu 26:
Một vật nhỏ khối lượng m dao động điều hòa với biên độ A. Lấy mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Khi vật chuyển động nhanh dần theo chiều dương đến vị trí có thế năng bằng ba lần động năng thì li độ x của nó bằng
Đáp án C
Sử dụng công thức xác định vị trí vật khi
Khi
Theo đề ra thì lúc đầu vật chuyển động theo chiều dương đến vị trí có thế năng bằng ba lần động năng nên li độ là
Câu 27:
Con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 100 N/m dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 2 cm. Ở vị trí cân bằng lò xo dãn một đoạn 1 cm. Lấy g = π2 m/s2. Trong một chu kì, thời gian để lực đàn hồi của lò xo có độ lớn không vượt quá 1 N là
Đáp án C
Độ lớn của lực đàn hồi :
Trong một chu kì thời gian vật chịu tác dụng của lực đàn hồi không nhỏ hơn 1N là :
Câu 28:
Trong dao động điều hoà của con lắc lò xo, phát biểu nào sau đây là không đúng?
Đáp án B
Lực kéo về :
Không phụ thuộc vào khối lượng của vật nặng
Câu 29:
Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, có các phương trình dao động x1 = 3cos(ωt – π/4) cm và x1 = 4cos(ωt + π/4) cm. Biên độ dao động tổng hợp của hai dao động này là:
Đáp án A
Phương trình dao động tổng hợp :
Câu 30:
Xét một vectơ quay có những đặc điểm sau:
– Có độ lớn bằng 2 đơn vị chiều dài
– Quay quanh O với tốc độ góc 1 rad/s
– Tại thời điểm t = 0 vectơ hợp với trục Ox bằng 300
Hỏi vectơ quay biểu diễn phương trình của dao động điều hòa nào?
Đáp án B
Ta có :
Câu 31:
Một con lắc lò xo dao động không ma sát trên trục nằm ngang trùng với trục của lò xo gồm, vật nặng có khối lượng m = 50 g, tích điện q = + 20 μC và lò xo có độ cứng k = 20 N/m. Vật đang ở VTCB người ta tác dụng một điện trường đều xung quanh con lắc có phương trùng với trục của lò xo có cường độ E = 105 (V/m) trong thời gian rất nhỏ 0,01 s. Tính biên độ dao động.
Đáp án A
Áp dụng công thức :
Ta tính được v = 40 cm/s
Câu 32:
Một con lắc đơn gồm dây treo có chiều dài 1 m và vật nhỏ có khối lượng 100 g mang điện tích 2.10–5 C. Treo con lắc đơn này trong điện trường đều với vectơ cường độ điện trường hướng theo phương ngang và có độ lớn 5.104 V/m. Trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua điểm treo và song song với vectơ cường độ điện trường, kéo vật nhỏ theo chiều của vectơ cường độ điện trường sao cho dây treo hợp với vectơ gia tốc trọng trường một góc 540 rồi buông nhẹ cho con lắc dao động điều hòa. Lấy g = 10 m/s2. Trong quá trình dao động, tốc độ cực đại của vật nhỏ là
Đáp án A
Góc lệch của dây treo VTCB :
Gia tốc trong trường biểu kiến
Khi kéo lệch khỏi VTCB một góc 54 so với phương thẳng đứng thì
(góc lệch dây treo tại VTCB mới)
Câu 33:
Ba vật giống hệt nhau dao động điều hòa cùng phương (trong quá trình dao động không va chạm nhau) với phương trình lần lượt là x1 = Acos(ωt + φ1) (cm), x2 = Acos(ωt + φ2) (cm), x3 = Acos(ωt + φ3) (cm). Biết tại mọi thời điểm thì động năng của chất điểm thứ nhất luôn bằng thế năng của chất điểm thứ hai và li độ của ba chất điểm thỏa mãn (trừ khi đi qua vị trí cân bằng) –x12 = x2x3. Tại thời điểm mà x2 – x1 = 2A/ thì tỉ số giữa động năng của chất điểm thứ nhất so với chất điểm thứ ba là:
Đáp án B
Câu 34:
Một đu quay có bán kính 2 m lồng bằng kính trong suốt quay đều trong mặt phẳng thẳng đứng. Hai người A và B (coi như các chất điểm) ngồi trên hai lồng khác nhau của đu quay. Ở thời điểm t(s) người A thấy mình ở vị trí cao nhất, ở thời điểm t + 2 (s) người B lại thấy mình ở vị trí thấp nhất và ở thời điểm t + 6 (s) người A lại thấy mình ở vị trí thấp nhất. Chùm tia sáng mặt trời chiếu theo hướng song song với mặt phẳng chứa đu quay và nghiêng một góc 600 so với phương ngang. Bóng của hai người chuyển động trên mặt đất nằm ngang. Khi bóng của người A đang chuyển động với tốc độ cực đại thì bóng của người B có tốc độ bằng
Đáp án A
+ Khi A đi từ vị trí cao nhất đến thấp nhất thì mất khoảng thời gian là:
T = 12 s.
+ Trong khoảng t = 2 s thì B đi từ Bt1 đến Bt2 như hình vẽ:
B nhanh pha hơn A một góc
+ Từ hình vẽ ta có thể tìm được biên độ dao động của cái bóng là: A = 4 cm.
+ Khi A có vận tốc cực đại (tại vị trí At là VTCB) thì khi đó B đang ở Bt1.
Và vì B đang đi về VTCB nên v đang tăng
Câu 35:
Một tấm ván nằm ngang trên đó có một vật tiếp xúc phẳng. Tấm ván dao động điều hòa theo phương nằm ngang với biên độ 10 cm. Vật trượt trên tấm ván chỉ khi chu kì dao động T < 1s. Lấy π2 = 10 và g = 10 m/s2. Hệ số ma sát trượt giữa vật và tấm ván không vượt quá
Đáp án B
+ Để vật trượt trên tấm ván thì