180 bài tập Dao động điều hòa cơ bản, nâng cao hay có lời giải (P4)
Đề thi

180 bài tập Dao động điều hòa cơ bản, nâng cao hay có lời giải (P4)

A
Admin
Vật lýLớp 122 lượt thi
30 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc đơn gồm sợi dây nhẹ, không dãn, chiều dài l và chất điểm có khối lượng m. Cho con lắc dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường là g. Tần số góc của con lắc được tính bằng công thức

gl

lg

2πgl

2πlg

Xem đáp án

Đáp án A

2. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 100 N/m và vật nhỏ có khối lượng m. Con lắc dao động điều hòa với tần số góc ω = 10π rad/s. Lấy π2 = 10. Giá trị của m bằng

250 g.

100 g

0,4 kg

1 kg.

Xem đáp án

Đáp án B

Áp dụng công thức tính tần số góc của con lắc lò xo ta có :

51-1568821739.PNG

3. Trắc nghiệm
1 điểm

Ba lò xo cùng chiều dài tự nhiên, có độ cứng lần lượt là k1, k2, k3,đầu trên treo vào các điểm cố định, đầu dưới treo vào các vật có cùng khối lượng. Lúc đầu, nâng ba vật đến vị trí mà các lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ để chúng dao động điều hòa với cơ năng lần lượt là W1 = 0,1 J, W2 = 0,2 J và W3. Nếu k3 = 2,5k1 + 3k2 thì W3 bằng

19,8 mJ

14,7 mJ.

25 mJ.

24,6 mJ.

Xem đáp án

Đáp án C

4. Trắc nghiệm
1 điểm

Hai con lắc lò xo gồm hai vật có cùng khối lượng, hai lò xo có cùng độ cứng như hình vẽ. Khi cân bằng, hai lò xo có cùng chiều dài 30 cm. Từ vị trí cân bằng, nâng vật B đến vị trí lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ; khi thả vật B cũng đồng thời truyền cho vật A một vận tốc đầu theo chiều dãn lò xo. Sau đó hai con lắc dao động điều hòa treo hai trục của nó với cùng biên độ 5 cm. Lấy g = 10 m/s2 và π2 = 10. Khoảng cách lớn nhất giữa hai vật trong quá trình dao động gần nhất với giá trị nào sau đây ?

7-1568821971.PNG

48 cm

24 cm.

80 cm.

20 cm.

Xem đáp án

Đáp án A

Chọn trục Ox nằm ngang, trục Oy thẳng đứng. Gốc O là vị trí gắn hai vật. O1 là VTCB của vật 1, O2 là VTCB của vật 2.

71-1568822246.PNG

=> Khoảng cách của hai vật trong quá trình dao động:

=

 

 

5. Trắc nghiệm
1 điểm

Một hệ dao động cơ đang thực hiện dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi.

tần số của lực cưỡng bức bằng tần số dao động riêng của hệ dao động

biên độ của lực cưỡng bức nhỏ hơn rất nhiều biên độ dao động riêng của hệ dao động.

chu kì của lực cưỡng bức nhỏ hơn chu kì dao động riêng của hệ dao động.

biên độ của lực cưỡng bức bằng biên độ dao động riêng của hệ dao động

Xem đáp án

Đáp án A

Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số của ngoại lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ

6. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ và lò xo nhẹ, đang dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang. Động năng của con lắc đạt giá trị cực tiểu khi

vật có vận tốc cực đại.

lò xo không biến dạng.

vật đi qua vị trí cân bằng.

lò xo có chiều dài cực đại.

Xem đáp án

Đáp án D

Động năng của con lắc lò xo nằm ngang đạt giá trị cực tiểu khi lò xo có chiều dài cực đại tức là vật đang ở vị trí biên khi đó vận tốc có giá trị cực tiểu

7. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hai dao động điều hòa cùng phương có phương trình lần lượt là

601-1568822617.PNG.

Dao động tổng hợp của hai dao động này có biên độ là

53 cm

52cm

5 cm

10 cm

Xem đáp án

Đáp án A

Biên độ dao động tổng hợp được xác định bởi biểu thức :

8. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc đơn có chiều dài l dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g. Khi tăng chiều dài của con lắc đơn thêm một đoạn 3l .Thì chu kì dao động riêng của con lắc

giảm 2 lần.

tăng 3lần.

giảm 3lần.

tăng 2 lần.

Xem đáp án

Đáp án D

Chu kỳ dao động của con lắc đơn là 613-1568823163.PNG

Chu kỳ của con lắc khi tăn chiều dài thêm 3l là 614-1568823171.PNG

Vậy sau khi tăng chiều dài thêm 3l thì chu kỳ của con lắc tăng thêm 2 lần

9. Trắc nghiệm
1 điểm

Một học sinh khảo sát dao động điều hòa của một chất điểm dọc theo trục Ox (gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng), kết quả thu được đường biểu diễn sự phụ thuộc li độ, vận tốc, gia tốc theo thời gian t như hình vẽ. Đồ thịx(t), v(t) và a(t) theo thứ tự đó là các đường

(3), (2), (1).

(2), (1), (3).

(1), (2), (3).

(2), (3), (1).

Xem đáp án

Đáp án D

Từ đồ thị ta thấy:

(1) sớm pha hơn (3) góc π/2

(3) sớm pha hơn (2) góc π/2

=> (2) là đồ thị của x(t); (3) là đồ thị của v(t); (1) là đồ thị của a(t)

10. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hai điểm sáng 1 và 2 cùng dao động điều hòa trên trục Ox. Tại thời điểm ban đầu t = 0 hai điểm sáng cùng đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương với cùng độ lớn vận tốc, đến khi vận tốc của điểm sáng 1bằng không thì vận tốc của điểm sáng 2 mới giảm đi 2 lần. Vào thời điểm mà hai điểm sáng có cùng độ lớn vận tốc lần tiếp theo sau thời điểm ban đầu thì tỉ số độ lớn li độ của chúng khi đó là

1,5.

0,4

0,5.

1,0.

Xem đáp án

Đáp án C

- Tại thời điểm t = 0 hai điểm sáng cùng đi qua VTCB theo chiều dương

 + Phương trình dao động của hai điểm sáng:

+ Ở VTCB theo chiều dương hai điểm sáng có cùng độ lớn vật tốc

632-1568823617.PNG

 

- Công thức tính vận tốc tại thời điểm t: 633-1568823627.PNG

Khi vận tốc của điểm sáng 1 bằng 0 thì vận tốc của điểm sáng 2 mới giảm lần:

634-1568823641.PNG

 

Biểu diễn trên đường tròn lượng giác ta có:

 635-1568823650.PNG

 

Từ đường tròn lượng giác ta thấy: cùng trong khoảng thời gian t, góc quét được của hai chất điểm lần lượt là:

- Thời điểm hai điểm sáng có cùng vận tốc:

637-1568823825.PNG

 

 

 Với k = 0 => thời điểm đầu tiên hai điểm sáng có cùng độ lớn vận tốc.

Với k = 1 => thời điểm tiếp theo hai điểm sáng có cùng độ lớn vận tốc là: bo-sung2-1568824011.PNG

 

=> Góc quét được tương ứng của hai chất điểm trên đường tròn:

 

Biểu diễn trên đường tròn lượng giác:

 

Từ đường tròn lượng giác ta có tỉ số độ lớn li độ của hai điểm sáng:  

 

 

11. Trắc nghiệm
1 điểm

Một lò xo và một sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên được treo thẳng đứ ng vào cùng một điểm cố định, đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng có khối lượng m =100g như hình vẽ. Lò xo có độ cứng k1 = 10 N/m, sợi dây khi bị kéo dãn xuất hiện lực đàn hồi có độ lớn tỷ lệ với độ giãn của sợi dây với hệ số đàn hồi k2 = 30 N/m ( sợi dây khi bị kéo dãn tương đương như một lò xo, khi dây bị cùng luwjcj đàn hồi triệt tiêu ) Ban đầu vật đang ở vị trí cân bằng, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5 cm rồi thả nhẹ. Khoảng thời gian kể từ khi thả cho đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất xấp xỉ bằng

0,157 s

0,751 s.

0,175 s.

0,457 s.

Xem đáp án

Đáp án C

Chọn gốc toạ độ tại VTCB; chiều dương hướng xuống dưới.

Độ giãn của hệ lò xo + dây đàn hồi khi vật ở VTCB: 641-1568824341.PNG

- Khoảng thời gian từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất được chia làm hai giai đoạn:

+ Giai đoạn 1 (sợi dây bị kéo giãn tương đương như một lò xo): Vật đi từ vị trí biên x = 5cm đến vị trí x = -∆l = -2,5cm

+ Giai đoạn 2 (khi dây bị trùng lực đàn hồi bị triệt tiêu): Vật đi từ vị trị x = -∆l = -2,5cm đến biên âm.

- Giai đoạn 1:

Hệ dao động gồm lò xo và sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên treo thẳng đứng vào cùng một điểm cố định đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng được coi như hai lò xo mắc song song

=> Độ cứng của hệ: k = k1 + k2 = 10 + 30 = 40 N/m

Chu kì dao động của hệ: 642-1568824369.PNG

Ban đầu vật ở VTCB, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5cm rồi thả nhẹ =>  A = 5cm.

Thời gian vật đi từ x = 5cm đến x = -2,5cm được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:

 643-1568824378.PNG

=> Góc quét 

Tại li độ x = -2,5cm vật có vận tốc: 645-1568824502.PNG

- Giai đoạn 2:

Độ giãn của lò xo ở VTCB: 649-1568824576.PNG => tại vị trí lò xo không biến dạng x = -10cm

Vật dao động điều hoà với chu kì và biên độ:

646-1568824599.PNG

 

 

Vật đi từ vị trí x = -∆l = -10cm đến biên âm -57 cm được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:

647-1568824641.PNG 

Từ đường tròn lượng giác ta tính được: 648-1568824655.PNG

 => Khoảng thời gian kể từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại: t = t1 + t2 = 0,175s

 

 

 

12. Trắc nghiệm
1 điểm

Chu kì dao động điều hòa của một vật là khoảng thời gian để vật

lặp lại vị trí 2 lần liên tiếp

thực hiện một dao động toàn phần.

lặp lại véc tơ vận tốc 2 lần liên tiếp.

lặp lại vị trí và véc tơ gia tốc 2 lần liên tiếp.

Xem đáp án

Đáp án B

Chu kì dao động điều hòa của một vật là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần hoặc thời gian ngắn nhất để lặp lại trạng thái của vật.

13. Trắc nghiệm
1 điểm

Một vật nhỏ dao động điều hoà theo phương trình 2-1568825203.PNGtrong đó x tính bằng cm; t tính bằng s. Chu kì dao động của vật là

0,1s

0,05s

0,4s

0,2s

Xem đáp án

Đáp án A

Mỗi dao động toàn phần có 2 thời điểm u=0

Vậy với 21-1568825415.PNGlần

14. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k, khối lượng của vật nhỏ là m. Tần số dao động điều hòa cùa vật nặng là

mk

2πkm

km

12πkm

Xem đáp án

Đáp án A

15. Trắc nghiệm
1 điểm

Một vật dao động điều hoà trên trục Ox theo phương trình trong đó x tính bằng cm, t tính bằng s. Độ dài quỹ đạo của vật bằng

6 cm

0,6 cm

12cm

24 cm

Xem đáp án

Đáp án C

Độ dài quỹ đạo của vật là L= 2A=12cm 

16. Trắc nghiệm
1 điểm

Tốc độ của một vật dao động điều hoà cực đại

lúc vật đi qua vị trí cân bằng.

tại thời điểm ban đầu.

sau khi bắt đầu chuyển động một phần tư chu kì.

tại vị trí biên.

Xem đáp án

Đáp án A

Tốc độ của một vật dao động điều hòa cực là lúc đi qua vị trí cân bằng 5-1568826001.PNG 

17. Trắc nghiệm
1 điểm

kéo về tác dụng lên vật dao động điều hoà

có chiều luôn hướng ra xa vị trí cân bằng và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ.

luôn ngược chiều với véc tơ vận tốc và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ

có chiều luôn hướng về vị trí cân bằng và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ.

luôn cùng chiều với véc tơ vận tốc và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ.

Xem đáp án

Đáp án C

F=-kx có chiều luôn hướng về vị trí cân bằng và độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ.

18. Trắc nghiệm
1 điểm

Một vật nhỏ dao động điều hòa theo phương trình (t tính bằng s). Tại thời điểm t = 1,5s , pha dao động của vật là

20 rad

10 rad

15 rad

30 rad

Xem đáp án

Đáp án C

19. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc đơn gồm một hòn bị khối lượng m, treo vào một sợi dây không giãn, khối lượng không đáng kể. Khi con lắc đơn này dao động điều hòa với chu kì bằng 3s thì hòn bị chuyển động trên cung tròn 4cm. Thời gian để hòn bi đi được 5cm kể từ vị trí cân bằng là:

15/12 s

18/12 s

21/12 s

2 s

Xem đáp án

Đáp án C

2A=4cm suy ra A= 2cm

Từ VTCB con lắc đi đến vị trí biên sau đó lại về VTCB hết quãng đường 4 cm, còn 1 cm đi tiếp từ VTCB ra . Dùng giản đồ véc tơ dễ dàng tìm được góc quét 8-1568826662.PNGứng với thời gian 7/12T hay 21/12 s

20. Trắc nghiệm
1 điểm

Một vật nhỏ dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng trên trục Ox. Thời điểm ban đầu vật đi qua vị trí cân bằng, ở thời điểm 9-1568826797.PNG vật chưa đổi chiều chuyển động, động năng của vật giảm đi 4 lần so với lúc đầu. Từ lúc đầu đến thời điểm 91-1568826806.PNG vật đi được quãng đường 12cm. Tốc độ ban đầu của vật là

8cm/s

16 cm/s

10 cm/s

20 cm/s

Xem đáp án

 

Đáp án B

Tại thời điểm 93-1568827017.PNG 

Khi đó góc quét sẽ là 94-1568827025.PNG 

 

Đến thời điểm  

95-1568827033.PNG 

 

 

21. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc đơn dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường  với chu kì 2s. Quả cầu nhỏ của con lắc có khối lượng 50g. Biết biên độ góc bằng 0,15 rad. Lấy 10-1568827134.PNG Cơ năng dao động của con lắc bằng

0,5625 J

5,6250 J

0,5625 mJ

5,6250 Jm

Xem đáp án

Đáp án D

Cơ năng dao động của con lắc đơn

101-1568827369.PNG 

22. Trắc nghiệm
1 điểm

Một chất điểm dao động điều hòa dọc theo trục Ox, xung quanh vị trí cân bằng O với biên độ 4 cm và tần số 10 Hz. Tại thời điểm ban đầu chất điểm có li độ 4 cm. Phương trình dao động của chất điểm là

Xem đáp án

Đáp án C

Tần số góc của dao động 115-1568828387.PNG 

Tại thời điểm ban đầu chất điểm ở vị trí có li độ 116-1568828395.PNG 

Vậy 117-1568828405.PNG 

23. Trắc nghiệm
1 điểm

Một vật có khối lượng 100 g dao động điều hòa. Khi hợp lực tác dụng lên vật có độ lớn 0,8 N thì vật đạt tốc độ 0,6 m/s. Khi hợp lực tác dụng lên vật có độ lớn 0,52 N thì tốc độ của vật là0,52 m/s Cơ năng của vật là

2,5 J

0,5 J

0,05 J

0,25 J

Xem đáp án

Đáp án C

Hợp lực tác dụng lên vật ở đây được hiểu là lực phục hồi  F= -kx, lực phục hồi luôn vuông pha với vận tốc nên ta có:

 

 

Cơ năng của vật 123-1568828769.PNG 

24. Trắc nghiệm
1 điểm

Hai con lắc lò xo đặt trên mặt nẳm ngang không ma sát, hai đầu gắn hai vật nặng khối lượng m1=m2   hai đầu lò xo còn lại gắn cố định vào hai tường thẳng đứng đối diện sao cho trục chính của chúng trùng nhau. Độ cứng tương ứng của mỗi lò xo lần lượt là 13-1568829511.PNG. Vật m1 đặt bên trái, m2   đặt bên phải. Kéo m1 về bên trái và m2   về bên phải rồi buông nhẹ hai vật cùng thời điểm cho chúng dao động điều hòa cùng cơ năng 0,125 J. Khi hai vật ở vị trí cân bằng chúng cách nhau 10cm. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vật trong quá trình dao động là

2,5 cm

9,8 cm

6,25 cm

3,32 cm

Xem đáp án

Đáp án C

Tần số góc của 2 vật132-1568829732.PNG 

 

 

Biên độ dao động của 1 vật là 133-1568829751.PNG 

 Biên độ dao động của 2 vật là 134-1568829763.PNG

 

Đặt hệ trục tọa độ chung cho 2 vật như hình vẽ

Thời điểm ban đầu vật 1 ở biên âm 135-1568829945.PNG 

Thời điểm ban đầu vật 2 ở biên dương, chú ý tọa độ vị trí cân bằng O2của vật thứ 2 là 136-1568829957.PNG 

 

Khoảng cách 2 vật trong quá trình dao động là

 

138-1568830023.PNG( thỏa mãn do 199-1568830038.PNG)

 

 

25. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong dao động điều hòa, khoảng thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động cùa vặt lặp lại như cũ được gọi là

chu kì dao động.

pha ban đầu của dao động

tần số dao động

tần số góc của dao động

Xem đáp án

Đáp án A

Khoảng thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động của vật lặp lại như cũ gọi là chu kì dao động.

26. Trắc nghiệm
1 điểm

Một vật dao động cưởng bức dưới tác dụng của ngoại lực 15-1568830299.PNG(với F0 và f không đổi, t tính bằng s). Tần số của dao động cưỡng bức của vật là

0,25 f

f

0,5f

0,5πf

Xem đáp án

Đáp án A

Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực: 151-1568830515.PNG 

27. Trắc nghiệm
1 điểm

Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ 5 cm và tần số góc 2 rad/s. Tốc độ cực

đại của chất điểm là:

10cm/s

40 cm/s

5 cm/s

20cm/s

Xem đáp án

Đáp án A

28. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc đơn dao động điều hòa trong trường trọng lực. B biết trong quá trình dao động, độ lớn lực căng dây lớn nhất gấp 1,05 lần độ lớn lực căng dây nh ỏ nhất. Con lắc dao động với biên độ góc là:

0,98 rad

10,38 rad

0.31 rad

0,18 rad

Xem đáp án

Đáp án D

29. Trắc nghiệm
1 điểm

Một chất điểm dao đọng điều hòa không ma sát dọc theo trục Ox. B iết rằng trong quá trình khảo sát chất điểm chưa đổi chiều chuyển động. Khi vừa rời khỏi vị trí cân bằng một đoạn s thì động năng của chất điểm là 13,95 mJ. Đi tiếp một đoạn s nữa thì động năng của chất điểm chỉ còn 12,60 mJ. Nếu chất điểm đi thêm một đoạn s nữa thì động năng của nó khi đó là

11,25mJ

6,68mJ

10,35mJ

8,95mJ

Xem đáp án

Đáp án C

Theo giả thiết,ta có 181-1568831076.PNG

 

(W là cơ năng của chất điểm)

182-1568831086.PNG

 

( đi thêm một đoạn s thì li độ là 2 s)

Cần tìm 183-1568831102.PNG 

 

Lấy (1) – (2) vế với vế, ta được:

 

184-1568831114.PNG 

 

Lấy (2) – (3) vế với vế, ta được

 185-1568831126.PNG 

 

Thay vào (4) ta được:

 

186-1568831136.PNG 

30. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng 100g được treo thẳng đứng tại nơi có gia tốc trọng trường g= 10m/s2. Khi vật nhỏ ở vị trí cân bằng, lò xo dãn 1cm. Từ vị trí cân bằng kéo vật nhỏ thẳng đứng xuống dưới để lò xo dãn 2cm rồi truyền cho vật vận tốc 103 cm/stheo phương thẳng đứng để vật dao động điều hòa. Chọn chiều dương thẳng đứng lên trên, gốc toạ độ ở vị trí cân bằng của vật. Lấy π2=10 Đồ thị nào sau đây diễn tả mối liên hệ giữa độ lớn lực đàn hồi và li độ của vật?

Hình3

Hình1

Hình 4

Hình 2

Xem đáp án

Đáp án B