Luyện thi Trung học phổ thông Quốc gia môn Vật lí: Chương 1 - Dao động cơ (Phần 2)

Chia sẻ: Nguyễn Đình Căng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

147
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luyện thi Trung học phổ thông Quốc gia môn Vật lí: Chương 1 - Dao động cơ (Phần 2) giới thiệu tới các bạn những bài tập kèm theo đáp án về dao động cơ với mức độ khó. Đây là tài liệu phục vụ cho các bạn đang chuẩn bị cho kỳ thi THPT Quốc gia môn Vật lí.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luyện thi Trung học phổ thông Quốc gia môn Vật lí: Chương 1 - Dao động cơ (Phần 2)

VL01 − Dao Động Cơ Phần II. Mức Độ Khó Câu 1: Một con lắc lò xo dao động theo phương ngang với tần số góc ω (rad/s). Vật nhỏ của con lắc có khối lượng m = 900 g. Tại thời điểm t = 0, vật nhỏ qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Tại thời điểm t = 5,9 s, vận tốc v và li độ x của vật nhỏ thỏa mãn: v   3 x lần thứ 10. Lấy π2 = 10. Độ cứng của lò xo là: A. 10 N/m B. 85 N/m C. 25 N/m D. 37 N/m Câu 2: Một vật nhỏ dao động điều hòa trên trục Ox. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của li độ vào thời gian có dạng như hình vẽ. Từ thời điểm 1,5 s đến thời điểm 1516/3 s thì vật cách vị trí cân bằng 2,5√3 cm bao nhiêu lần? A. 2013 lần B. 2014 lần C. 2015 lần D. 2016 lần Câu 3: Một vật nhỏ dao động điều hòa trên trục Ox với biên độ 8 cm. Khoảng thời gian vật đồng thời có giá trị vận tốc lớn hơn 16π cm/s và giá trị gia tốc lớn hơn 64π2 cm/s2 là 1/24 s. Chu kì dao động của vật là A. 0,5 s B. 0,25 s C. 1 s D. 2 s Câu 4: Hai chất điểm M và N dao động lần lượt trên 2 trục tọa độ Ox, Oy hợp với nhau góc   xOy  600 . Phương trình dao động của 2 chất điểm là: x  4cos(t  ) , y  7 cos(t  ) . 6 2 Tại thời điểm mà M cách O một đoạn 4 cm thì 2 chất điểm cách nhau A. 5cm B. 9 cm C. 6,5 cm D. 11 cm Câu 5: Một chất điểm tham gia đồng thời hai dao động trên trục Ox có phương trình x1 = A1cos(10t), x2 = A2cos(10t + 2). Phương trình dao động tổng hợp x = √3A1cos(10t + ),  trong đó có 2 −  = . Tỉ số φ/φ2 bằng 6 1 3 1 2 3 2 2 4 A. hoặc B. hoặc C. hoặc D. hoặc 2 4 3 3 4 5 3 3 Câu 6: Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox, trong 1 phút thực hiện được 150 dao động toàn phần. Tại thời điểm t = 0, vật có động năng bằng thế năng, sau đó vật có li độ tăng và động năng tăng. Tại thời điểm t1, khi vật có li độ 2 cm, thì nó có vận tốc 10π cm/s. Phương trình dao động của vật là   A. x  4cos(5t  ) cm B. x  2 2 cos(5t  ) cm 4 4 3 3 C. x  2 2 cos(300t  ) c m D. x  2 2 cos(5t  ) cm 4 4 Câu 7: Một vật dao động đồng thời 3 dao động điều hòa cùng phương cùng tần số , phương trình dao động của 3 vật lần lượt là x1 = A1cos(ωt + π/3), x2 = A2cos(ωt + φ), x3 = A3cos(ωt − 2π/3),. Biết A1 = 2 và x12 = x1 + x2 = 3cos(ωt + π/4), x32 = x3 − x2 = 3cos(ωt − π/4). Giá trị của A3 gần giá trị nào nhất ? A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 1
Câu 8: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa với m = 200 g, k = 200 N/m và được tích điện q (q > 0). Tại thời điểm t = 0, vật đang ở vị trí cân bằng thì thiết lập điện trường đều E = 2.106 V/m thẳng đứng có chiều từ trên xuống. Tại thời điểm t = 0,1 s thì vật cách vị trí lò xo không biến dạng 9 cm. Lấy π2 = 10. Giá trị điện tích q của vật là A. 2,0 μF B. 3,0 μF C. 4,0 μF D. 1,0 μF Câu 9: Hai vật dao động điều cùng phương, cùng tần số, cùng VTCB có phương trình li độ lần lượt là x1 = A1cos(ωt + φ1) cm và x2 = A2cos(ωt + φ2) cm. Đồ thị (1) biểu diễn x12 = x1 + x2, đồ thị (2) biểu diễn x21 = x1 – x2 theo thời gian. Khi giá trị gia tốc của vật một cực tiểu thì giá trị vận tốc của vật hai là A. 4 2 cm/s B. 2 2 cm/s C. 4 2 cm/s D. 2 2 cm/s Câu 10: Hai con lắc đơn có cùng khối lượng vật nặng được treo vào hai điểm gần nhau cùng một độ cao, cho hai con lắc dao động điều hòa trong hai mặt phẳng song song. Chu kỳ dao động của con lắc thứ nhất bằng hai lần chu kỳ dao động của con lắc thứ hai. Tại một thời điểm hai sợi dây treo song song với nhau thì con lắc thứ nhất có động năng bằng ba lần thế năng, khi đó tỉ số tốc độ của con lắc thứ nhất và con lắc thứ hai là 0,5. Tỉ số biên độ của hai con lắc là A. 6/5 B. 8/7 C. 9/5 D. 7/6 Câu 11: Hai con lắc lò xo nằm ngang có chiều dài 1 = 20 cm và 2 = 10 cm dao động điều hòa cùng chu kì được đặt vuông góc với nhau và cố định tại một điểm (như hình vẽ). Tại thời điểm ban đầu, đưa lò xo thứ nhất nén 2 cm rồi thả nhẹ. Cùng lúc đó tích điện q = 1 μF cho con lắc thứ 2 rồi đặt vào điện trường đều E = 106 V/m có chiều hướng theo chiều lò xo dãn. Trong quá trình dao động, khoảng cách lớn nhất giữa 2 con lắc là 11 5 cm. Tại thời điểm t = 0,3 s, đột ngột ngắt bỏ điện trường, sau đó khoảng cách lớn nhất giữa hai con lắc là 2 146 cm. Khối lượng con lắc thứ 2 là A. 100 g B. 200 g C. 300 g D. 450 g Câu 12: Một lò xo đặt nằm ngang, một đầu gắn vào gắn cố định, đầu còn lại gắn với vật nhỏ P. Kích thích cho vật P dao động điều hòa với biên độ 4 cm. Trên lò xo lấy hai điểm M, N. Trong quá trình dao động, khi lò xo có chiều dài tự nhiên thì tốc độ các điểm thỏa mãn hệ thức vM : v N : vP  1: 2 : 3 . Khi điểm M có tốc độ bằng 1/2 tốc độ cực đại của nó và lò xo đang giãn thì giữ cố định điểm N. Biên độ mới của vật nhỏ P gần giá trị nào sau đây nhất ? A. 2,5 cm B. 1,8 cm C. 1,3 cm D. 2,1 cm Câu 13: Một con lắc lò xo có độ cứng 100 N/m đang dao động điều hòa. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng 2 FB. https://www.facebook.com/groups/littlezeros
và động năng vào li độ như hình vẽ. Giá trị của E0 gần giá trị nào sau đây nhất ? A. 0,50 J B. 0,25 J C. 1,00 J D. 2,00 J Câu 14: Một con lắc đơn có chiều dài dây ℓ = 1,0 m và đặt tại nơi có gia tốc trọng trường g = π2 = 10 m/s2. Kích thích cho con lắc dao động với biên độ góc nhỏ α0 < 100, thì con lắc dao động điều hòa với cơ năng W . Tại một thời điểm t người ta thấy thế năng trọng trường của con lắc là 3mJ , sau thời điểm đó 211,5s người ta đo được thế năng của con lắc là 5 mJ. Cơ năng của con lắc là A. 8 mJ B. 5 mJ C. 10 mJ D. 3 5 mJ Câu 15: Con lắc lò xo treo thẳng đứng, tại vị trí cân bằng lò xo dãn ∆ℓ. Kích thích để quả nặng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với cho kì T. Trong một chu kỳ khoảng thời gian để trọng lực tác dụng lên con lắc và lực đàn hồi tác dụng vào điểm treo con lắc cùng chiều với nhau là 2T/3. Biên độ dao động của vật là A. 2∆ℓ B. 1,5∆ℓ C. 2 ∆ℓ D. 3∆ℓ/ 2 Câu 16: Hai con lắc đơn giống hệt nhau dao động điều hòa trên hai mặt phẳng song song cạnh nhau, phương dao động của 2 con lắc song song với trục Ox, với O là vị trí cân bằng của hai vật. Biên độ dao động của con lắc thứ nhất là A1 = 4 cm, của con lắc 2 là A2 = 8 cm. Trong quá trình dao động khoảng cách lớn nhất giữa hai vật theo phương Ox là a  4 3cm . Khi thế năng của con lắc thứ nhất cực đại và bằng W thì động năng của con lắc thứ hai là W A. 3W B. 2 3W C. D. W 4 Câu 17: Có hai điểm A và B lần lượt chuyển động tròn đều theo ngược chiều kim đồng hồ, trên hai đường tròn đồng tâm O có bán kính lần lượt là 20 cm và 10 cm. Biết rằng gia tốc hướng tâm của A và B lần lượt là 2 m/s2 và 4 m/s2. Thời điểm ban đầu góc = 1350 và hai điểm có vị trí như hình vẽ. Lấy π2 = 10 . Ba điểm A, O, B thẳng hàng theo đúng thứ tự trên lần thứ 2016 tại thời điểm A. 4031,75 s B. 4031,92 s C. 1008,50 s D. 1007,92 s Câu 18: Hai con lắc lò xo theo thẳng đứng. Chiều dướng Fđh từ trên xuống. Độ lớn lực đàn hồi tác dụng nên mỗi con lắc có đồ thị phụ thuộc vào li độ như hình bên. Cơ năng (1) W (2) của con lắc (1) và (2) lần lượt là W1 và W2 . Tỉ số 1 là W2 A. 0,72 B. 0,18 x C. 0,36 D. 0,54 O Câu 19: Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có biên độ bằng trung bình cộng của hai biên độ thành phần; có góc lệch pha so với dao động thành phần thứ nhất là 900. Độ lệch pha của hai dao động thành phần đó là A. 1050 B. 126,90 3
C. 143,10 D. 1200 Câu 20: Một vật nhỏ khối lượng m g dao động điều hòa trên trục Ox. Đồ thị biểu diễn giá trị của thế năng và động năng của vật phụ thuộc vào thời gian được mô tả hình vẽ. Tần số dao động của vật là A. 5 s B. 5π s C. 2,5 s D. 2,5π s Câu 21: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu trên lò xo gắn cố định, đầu dưới là xo gắn vật nặng. Kích thích cho vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox có phương thẳng đứng, chiều dương hương xuống dưới, gốc O tại vị trí cân bằng của vật, năng lượng dao động của vật bằng 45 mJ. Độ lớn lực đàn hồi cực đại bằng 4,5 N. Khoảng thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí biên dương đến vị trí lực đàn hồi tác dụng vào vật đổi chiều là t1. Khoảng thời gian lực đàn hồi và lực phục hồi tác dụng vào vật ngược chiều trong một chu kì là t2. Biết t1 = 2t2. Lấy g = 10 m/s2. Tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian lò xo bị nén trong một chu kì gần giá trị nào nhất sau đây ? A. 30 cm/s B. 37 cm/s C. 41 cm/s D. 45 cm/s Câu 22: Một vật dao động điều hòa với chu kì T = 6 s. Gọi S1 là quãng đường vật đi được trong 1 s đầu tiên. S2 là quãng đường vật đi được trong 2 s tiếp theo và S3 là quãng đường vật đi được trong 3 s tiếp theo. Biết tỉ lệ: S1 : S2 : S3 = 1 : 3 : k (k là hằng số). Pha dao động ban đầu  (−π/2 <  < π/2) của vật có giá trị là A. π/4 B. 0 C. π/6 D. π/3 Câu 23: Một chất điểm thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số với phương trình lần lượt là x1 = 2Acos(ωt + φ1) và x2 = 3Acos(ωt + φ2). Tại thời điểm mà tỉ số vận tốc và tỉ số li độ của dao động thứ hai so với dao động thứ nhất lần lượt là 1 và –2 thì li độ dao động tổng hợp bằng 15 cm. Tại thời điểm mà tỉ số vận tốc và tỉ số li độ của dao động thứ hai so với dao động thứ nhất lần lượt là –2 và 1 thì giá trị lớn nhất của li độ dao động tổng hợp bằng A. 6 3 cm B. 2 21 cm C. 4 6 cm D. 2 15 cm Câu 24: Một con lắc đơn gồm quả cầu có khối lượng m, được tích điện q. Khi con lắc đặt trong điện trường đều hướng lên thì con lắc dao động với chu kì T1. Khi con lắc đặt trong điện trường đều nằm ngang thì con lắc dao động với chu kì T2. Khi con lắc đặt trong điện trường đều hướng xuống thì con lắc dao động với chu kì T3  T12  T2 2 . Lực điện trường không đổi và có độ lớn là F, trọng lượng của vật là P. Hệ thức đúng là F 2 3 F 3 1 A.  B.  P 3 P 2 F2 3 1 F2 2  3 C.  D.  P2 2 P2 3 Câu 25: Cho ba vật dao động điều hòa chung vị trí cân bằng, cùng phương, cùng biên độ 2cm, cùng chu kì 1,2s. Vật 1 sớm pha hơn vật 2, vật 2 sớm pha hơn vật 3. Và vật 1 vuông pha với vật 3. Gọi t1 là khoảng thời gian mà x1x2 < 0 và gọi t2 là khoảng thời gian x2x3 < 0 (trong đó x1, x2, x3 là li độ của 3 vật). Biết rằng 2t1 + 3t2 = 1,5 s. Biên độ tổng hợp của 3 vật là A. 4,828 cm B. 4,788 cm 4
C. 4,669 cm D. 4,811 cm 5