180 bài tập Dao động điều hòa cơ bản, nâng cao hay có lời giải (P6)
Đề thi

180 bài tập Dao động điều hòa cơ bản, nâng cao hay có lời giải (P6)

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

Con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m và vật nặng có khối lượng m = 100 g. Kéo vật theo phương thẳng đứng xuống dưới đến vị trí lò xo dãn 3 (cm) rồi truyền cho vật vận tốc 20π3  cm/s hướng lên. Chọn chiều dương thẳng đứng hướng xuống, gốc tọa độ ở vị trí cân bằng. Chọn gốc thời gian là lúc truyền vận tốc. Lấy g = 10 = π2 m/s2. Quãng đường vật đi được trong l/3 chu kì kể từ thời điểm t = 0 là.

6 cm.

2 cm.

8 cm.

4 cm

Xem đáp án

Đáp án A

+ Độ biến dạng của lò xo :

Do vật dao động điều hòa nên phương trình dao động của vật có dạng :

Với

+ Theo bài ra tại t= 0 

Thay vào (1) ta tìm được : A = 4 cm

 

 

Quảng đường vật đi được trong 1/3 chu kì kể từ thời điểm t = 0 là:

 

 

2. Trắc nghiệm
1 điểm

Một lò xo đồng nhất, tiết diện đều được cắt thành ba lò xo có chiều dài tự nhiên lần lượt là   l cm,l-10  cm,  l-20  cm. Gắn lần lượt ba lò xo theo thứ tự trên với vật khối lượng m thì được ba con lắc lò xo có chu kì tương ứng là. 2 s, 3   s, T s. Biết độ cứng của các lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Giá trị của T gần đúng là.

1,28 s

1,41 s

1,50 s

1,00 s

Xem đáp án

Đáp án B

+ Ta có : 

=>l=40cm

+ Lại có 

3. Trắc nghiệm
1 điểm

Đồ thị sự phụ thuộc chiều dài l  của con lắc đơn theo chu kì T của nó tại một nơi xác định trên Trái Đất có dạng

Elip

Đường thẳng.

Parabol.

Đoạn thẳng.

Xem đáp án

Đáp án C

+ Công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn là:

 Đồ thị phụ thuộc chiều dài l của con lắc đơn  theo chu kì T của nó tại một nơi xác định trên Trái Đất là hình Parabol.

4. Trắc nghiệm
1 điểm

Con lắc lò xo gồm vật nặng khối luợng m = 100 g và lò xo có độ cứng k = 100 N/m chịu tác dụng của ngoại lực biến thiên theo thời gian có phuơng trình  N. Bỏ qua mọi lực cản. Lấy π2 = 10. Tần số góc của con lắc là.

10π

100π

20π

200π

Xem đáp án

Đáp án D

Tần số góc của con lắc bằng tần số của ngoại lực biến thiến theo thời gian

5. Trắc nghiệm
1 điểm

Một vật dao động điều hòa theo phương trình    cm. Khoảng thời gian ngắn nhất tính từ thời điểm ban đầu để vật có động năng cực đại là.

0,5 s.

1 s.

0,25 s.

0,75 s.

Xem đáp án

Đáp án C

+ Chu kì:

+ Tại thời điểm ban đầu t = 0 thì vật đang ở vị trí biên dương x = A

+ Khoảng thời gian ngắn nhất tính từ thời điểm ban đầu để vật có động năng cực đại, tức là vật đi từ vị trí x = A đến VTCB:

.

6. Trắc nghiệm
1 điểm

Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình.

cm (t tính bằng s). Quãng đường chất điểm đi được từ thời điểm t1 = 0,1s đến thời điểm t2 = 6s là:

 

234,34 cm

254,33 cm

331,23 cm

333,54 cm

Xem đáp án

Đáp án A

+ Ta có:

+ Tại thời điểm t = 0,1s thì:      Vật đang ở vị trí  và đi theo chiều dương, để đi hết khoảng thời gian còn lại là   thì vật đi được quãng đường:

7. Trắc nghiệm
1 điểm

Một vật dao động điều hòa với biên độ 10cm. Trong một chu kì, khoảng thời gian vật có tốc độ lớn hơn một giá trị v0 nào đó là 1s. Tốc độ trung bình khi đi một chiều giữa hai vị trí có cùng tốc độ v0 ở trên là 20cm/s. Tốc độ v0 bằng.

10,47cm/s.

14,8cm/s.

11,54cm/s.

18,14cm/s.

Xem đáp án

Đáp án D

+ Ta có: Công thức tính vận tốc trung bình

+ Từ đó suy ra: 

8. Trắc nghiệm
1 điểm

Năng lượng của một vật dao động điều hòa

biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì bằng chu kì dao động của vật

bằng động năng của vật khi biến thiên

biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì bằng nửa chu kì dao động của vật.

bằng động năng của vật khi vật qua vị trí cân bằng.

Xem đáp án

Đáp án D

+ Khi ở vị trí cân bằng thì  

+ Năng lượng vật dao động điều hòa bằng động năng khi vật qua vị trí cân bằng .

9. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo gồm một viên bi khối lượng nhỏ 100 g và lò xo nhẹ có độ cứng 10 N/m. Con lắc dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn có tần số góc ω . Biết biên độ của ngoại lực cưỡng bức không thay đổi. Khi thay đổi  tăng dần từ 9 rad/s đến 12 rad/s thì biên độ dao động của viên bi

giảm đi 3/4 lần

tăng lên sau đó lại giảm

tăng lên 4/3 lần

giảm rồi sau đó tăng

Xem đáp án

Đáp án B

+ Tần số góc riêng của hệ :

+ Xảy ra cộng hưởng khi :

 Khi tăng tần số góc ω của ngoại lực cưỡng bức từ 9 rad/s đến 12 rad/s thì tại  hệ xảy ra cộng hưởng , biên độ dao động của viên bi lớn nhất

 biên độ dao động của viên bi tăng đến cực đại rồi giảm khi thay đổi ω   .

10. Trắc nghiệm
1 điểm

Hai dao động điều hòa cùng phuơng cùng tần số, lệch nhau một góc  π2 , dọc theo trục tọa độ Ox. Các vị trí cân bằng cùng có tọa độ x = 0. Tại thời điểm t, li độ của các dao động lần luợt là x1 = 4cm và x2 =  3cm, khi đó li độ của dao động tổng hợp bằng

1 cm

7 cm

3 cm

5 cm

Xem đáp án

Đáp án A

+ Li độ dao động tổng hợp trong mọi trường hợp luôn bằng :  cm

11. Trắc nghiệm
1 điểm

Hai vật dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình lần lượt là   . Gọi   .   Biết rằng biên độ dao động của  gấp 3 lần biên độ dao động của  x(-). Độ lệch pha cực đại giữa  x1 va x2   gần nhất với giá trị nào sau đây ?

50°

40°

30°

60°

Xem đáp án

Đáp án B

+ Theo đề ra thì :  

12. Trắc nghiệm
1 điểm

Hai vật nhỏ A và B có cùng khối luợng 1 kg, đuợc nối với nhau bằng sợi dây mảnh, nhẹ, không dẫn điện dài 10 cm. Vật B đuợc tích điện q = 106C. Vật A không nhiễm điện đuợc gắn vào lò xo nhẹ có độ cứng k = 10N/m. Hệ đuợc đặt nằm ngang trên mặt bàn nhẵn trong điện trường đều có cuờng độ điện trường 105 V/m hướng dọc theo trục lò xo. Ban đầu hệ nằm yên, lò xo bị giãn. Lấyπ2   = 10. Cắt dây nối hai vật, khi lò xo có chiều dài ngắn nhất lần đầu tiên thì A và B cách nhau một khoảng là

24 cm

4 cm

17 cm

19 cm

Xem đáp án

Đáp án C

Xét tại vị trí cân bằng của hệ : các ngoại lực tác dụng vào hệ gồm lực đàn hồi của lò xo tác dụng vào vật A  có chiều từ B đến A , lực điện  tác dụng vào vật B có chiều từ A đến B

Hệ cân bằng nên :

 

Sau khi cắt dây nối hai vật , vật A sẽ dao động quanh vị trí cân bằng với A = 1cm , vật B sẽ chuyển động nhanh dần theo hướng AB với

Chu kì dao động của vật A là :

Khi lò xo có chiều dài ngắn nhất  vật A ơ vị trí biên âm cách vị trí ban đầu 2cm  thời gian từ khi cắt đứt dây đến khi lò xo có chiều dài ngắn nhất là

Quảng đường vật B đi được trng thời gian t = 1s

 

 khoảng cách giữa A và B khi lò xo có chiều dài ngắn nhất lần đầu tiên là : 2 + 5 + 10 = 17 cm .

13. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k, vật nặng khối lượng m. Chu kì dao động của vật được xác định bởi biểu thức.

Xem đáp án

Đáp án C

Chu kì dao động của con lắc lò xo là  

14. Trắc nghiệm
1 điểm

Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình li độ

 

 (x tính bằng cm, t tính bằng s). Tại thời điểm t = 0,25 s, chất điểm có li độ bằng

2 cm.

3cm.

-3cm

‒2 cm.

Xem đáp án

Đáp án D

Tại thời điểm t =0,25s chất điểm có li độ bằng :

 

15. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo gồm lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 30 cm. Kích thích cho con lắc dao động điều hòa theo phương nằm ngang thì chiều dài cực đại của lò xo là 38 cm. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vị trí động năng bằng n lần thế năng và thế năng bằng n lần động năng là 4 cm. Giá trị của n gần với giá trị nào nhất sau đây?

12.

5

3.

8.

Xem đáp án

Đáp án B  

+ Ta có :

ở vị trí  mà động năng bằng n lần thế năng  :

ở vị trí  mà thế năng bằng n lần động năng :

+ Khoảng cách ngắn nhất khi x1,x2 cùng dấu khi đó : 

16. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Nâng vật lên để lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ thì vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng quanh vị trí cân bằng O. Khi vật đi qua vị trí có tọa độ  x= 2,52 cm thì có vận tốc 50 cm/s. Lấy g = 10 m/s2. Tính từ lúc thả vật, ở thời điểm vật đi được quãng đường 27,5 cm thì gia tốc của vật có độ lớn bằng.

52 m/s2

5m/s2

5,0 m/s2

2,5 m/s2

Xem đáp án

Đáp án C

+ Vị trí lò xo không giãn 

 

+ x và v vông pha với nhau nên :

+ Sau 27,5cm vật ở vị trí |x| = 2,5 cm , x và a ngược pha nhau nên suy ra :

17. Trắc nghiệm
1 điểm

Một chất điểm tham gia đồng thời 2 dao động cùng phương, có phương trình lần lượt là   . Phương trình dao động tổng hợp là , trong đó .   bằng

1/2 hoặc 3/4

2/3 hoặc 4/3

3/4 hoặc 1/6

1/2 hoặc 2/3

Xem đáp án

 

Đáp án A

+ Ta có :   

+ Từ (1) và (2) suy ra  

 

18. Trắc nghiệm
1 điểm

Hình vẽ bên là đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc của li độ x vào thời gian t của hai dao động điều hòa cùng phương. Dao động của vật là tổng hợp của hai dao động nói trên. Trong 0,20 s đầu tiên kể từ t = 0, tốc độ trung bình của vật bằng.

403 cm/s

40 cm/s.

203cm/s.

20 cm/s.

Xem đáp án

Đáp án B

Chu kì dao động  

 phương trình (1) 

Xét phương trình (2) ta có : Vật đi từ vị trí Xo đến Biên  thì ta có : 

19. Trắc nghiệm
1 điểm

Khi nói về dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là sai?

tần số của ngoại lực tăng thì biên độ dao động tăng.

dao động theo quy luật hình sin của thời gian.

tần số của dao động bằng tần số của ngoại lực.

biên độ của dao động phụ thuộc vào tần số của ngoại lực.

Xem đáp án

Đáp án A

Biên độ dao động của hệ phụ thuộc vào biên độ dao động của ngoại lực ( tỉ lệ với biên độ của ngoại lực ) . Nếu tần số ngoại lực (f) bằng tần số dao động riêng (fo) của vật thì biên độ dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại , hiện tượng này được gọi là hiện tượng cộng hưởng

20. Trắc nghiệm
1 điểm

Tại một nơi, chu kì dao động điều hòa của con lắc đơn tỉ lệ thuận với.

căn bậc hai của gia tốc trọng trường

chiều dài con lắc.

căn bậc hai của chiều dài con lắc.

gia tốc trọng trường.

Xem đáp án

Đáp án C

Chu kì dao động của con lắc đơn :  

 chu kì dao động điều hòa của con lắc đơn tỉ lệ thuận với căn bậc hai của chiều dài con lắc

21. Trắc nghiệm
1 điểm

Hình vẽ bên là đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc của gia tốc a vào li độ x của một vật dao động điều hòa. Tần số góc của dao động bằng.

1 rad/s.

10 rad/s.

100 rad/s

1000 rad/s.

Xem đáp án

Đáp án B

Từ đồ thị thì ta thấy 

22. Trắc nghiệm
1 điểm

Con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m và vật nặng có khối lượng 100 g. Kéo vật nặng theo phương thẳng đứng xuống dưới làm lò xo giãn 3 cm rồi truyền cho vật vận tốc 20π3  cm/s hướng lên. Chọn trục tọa độ thẳng đứng hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian là lúc truyền vận tốc. Lấy , quãng đường vật đi được trong một phần ba chu kì kể từ thời điểm t = 0 là

6 cm

2 cm

8 cm

4 cm

Xem đáp án

Đáp án A

 

Ta có: 

Quảng đường vật đi được trong một phần ba chu kì kể từ thời điểm ban đầu t= 0 là : 

 

23. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc đơn có vật treo khối lượng m = 0,01 kg mang điện tích q = +5 μC, được coi là điện tích điểm. Con lắc dao động điều hòa với biên độ góc    αo  = 0,14 rad trong điện trường đều, vecto cường độ điện trường có độ lớn E = 104 V/m và hướng thẳng đứng xuống dưới. Lấy g = 10m/s2. Lực căng của dây treo tại vị trí con lắc có li độ góc  xấp xỉ bằng.

0,1 N

0,2 N

1,5 N

0,152 N

Xem đáp án

Đáp án D

Lực căng dây treo của con lắc :

Với gia tốc biểu kiến

Thay các giá trị đã biết vào biểu thức , ta tìm được T = 0,152 N

24. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo có m = 100 g và k = 12,5 N/m. Thời điểm ban đầu (t = 0), lò xo không biến dạng, thả nhẹ để hệ vật và lò xo rơi tự do sao cho trục lò xo luôn có phương thẳng đứng và vật nặng ở phía dưới lò xo. Đến thời điểm t1 = 0,11 s, điểm chính giữa của lò xo được giữ cố định, sau đó vật dao động điều hòa. Lấy g = 10 m/s2;  = 10. Biết độ cứng của lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Thời điểm đầu tiên lực đàn hồi của lò xo bị triệt tiêu kể từ khi giữ cố định lò xo là

0,38 s.

0,24 s.

0,22 s.

0,15 s.

Xem đáp án

Đáp án A

Vận tôc của vật khi giữ lò xo :

Chu kì dao động của con lắc lò xo khi giữ là :

 rad/s

Độ biến dạng của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng

Chọn chiều dương từ trên xuống gốc tọa độ ở VTCB  tọa độ của vật tại thời điểm giữ lò xo :

Biên độ dao động :

Thời điểm đầu tiên lực đàn hồi của lò xo bị triệt tiêu kể từ khi giữ cố định lò xo là : .

25. Trắc nghiệm
1 điểm

Công thức tính chu kì dao động điều hòa của con lắc đơn có chiều dài l tại nơi có gia tốc trọng trường g là.

Xem đáp án

Đáp án D

26. Trắc nghiệm
1 điểm

Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình  (x tính bằng cm, t tính bằng s). Tốc độ lớn nhất của chất điểm trong quá trình dao động là

3π cm/s

6πcm/s

2πcm/s

πcm/s

Xem đáp án

Đáp án B

Tốc độ cực đại vmax = Aω = 6π cm/s.

27. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo nằm ngang dao động theo phương trình

 (x tính bằng cm; t tính bằng s). Kể từ , lò xo không biến dạng lần đầu tại thời điểm

5/12 s

1/6 s

2/3 s

11/12 s

Xem đáp án

Đáp án A

Lò xo nằm ngang không biến dạng khi vật đi qua vtcb (x = 0).

Góc quay từ t = 0 đến x = 0 lần đầu tiên

 

28. Trắc nghiệm
1 điểm

Tại một phòng thí nghiệm, học sinh A sử dụng con lắc đơn để đo gia tốc rơi tự do g bằng phép đo gián tiếp. Kết quả đo chu kì và chiều dài của con lắc đơn m Bỏ qua sai số của số π . Cách viết kết quả đo nào sau đây là đúng?

Xem đáp án

Đáp án B

29. Trắc nghiệm
1 điểm

Trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn, có một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 40 N/m và vật nhỏ A có khối lượng 0,1 kg. Vật A được nối với vật B có khối lượng 0,3 kg bằng sợi dây mềm, nhẹ, dài. Ban đầu kéo vật B để lò xo giãn 10 cm rồi thả nhẹ. Từ lúc thả đến khi vật A dừng lại lần đầu thì tốc độ trung bình của vật B bằng

47,7 cm/s

63,7 cm/s

75,8 cm/s

81,3 cm/s

Xem đáp án

Giai đoạn 1 : Từ biên dương x = +A = 10 cm đến vtcb: hệ dao động

  rad/s → T = π/5 s, 

Giai đoạn 2: Từ vtcb ra biên âm: tới vtcb tốc độ của hệ đạt cực đại, ngay sau đó tốc độ giảm nên dây bị chùng.

Khi đó, vật A dao động điều hòa với

rad/s → T’ = π/10 s, biên độ mới A’

=  cm ; vật B chuyển động đều với v = 100 cm/s.

Quãng đường B đi được trong T’/4 là S’

Tổng quãng đường B đi được: S = 2,5π + 10 cm

Vận tốc trung bình của B là:  

30. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo có đầu trên treo vào một điểm cố định, đầu dưới gắn vào một vật nặng dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi vào li độ x. Tốc độ của vật nhỏ khi đi qua vị trí lò xo không biến dạng bằng.

86,6 cm/s

100 cm/s

70,7 cm/s

50 cm/s

Xem đáp án

Đáp án A

Từ hình vẽ : A = 5 cm

Vị trí lò xo không biến dạng có Δℓ = 0 → Etdh = 0 → x = 2,5 cm (trên hình)

Thang chia trên trục tung: 9 khoảng = 0,1125 J → 4 khoảng = 0,05J = Et hd max

Ta có:

 Áp dụng biểu thức độc lập, tốc độ của vật khi qua vị trí lò xo không biến dạng: