260 câu trắc nghiệm Dao động điều hòa trong đề thi Đại học cực hay (P5)
Đề thi

260 câu trắc nghiệm Dao động điều hòa trong đề thi Đại học cực hay (P5)

A
Admin
Vật lýLớp 123 lượt thi
30 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
1 điểm

Một lò xo tiết diện đều được cắt thành 3 lò xo có chiều dài tự nhiên l cm, (1 – 10) cm, l cm. Lần lượt gắn ba lò xo này theo thứ tự như trên vào vật nhỏ có khối lượng m thì được ba con lắc lò xo có chu kì dao động tương ứng là: 2 s, 1s và Ts. Biết độ cứng của các lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Giá trị T là:

22 s

2s

12 s

12 s

Xem đáp án

Đáp án D

Ta có:

screenshot-215-1569149469.png.

Tiếp theo lại có:

2. Trắc nghiệm
1 điểm

Khi nói về dao động cơ tắt dần của một vật, phát biểu nào sau đây đúng?

Động năng của vật biến thiên theo hàm bậc nhất của thời gian.

Cơ năng của vật không thay đổi theo thời gian.

Lực cản của môi trường tác dụng lên vật càng nhỏ thì dao động tắt dần càng nhanh

Biên độ dao động của vật giảm dần theo thời gian.

Xem đáp án

Đáp án D

A. Sai vì động năng của vật biến thiên theo hàm sin hoặc cos theo thời gian.

B. Sai vì trong dao động tắt dần biên độ của vật sẽ thay đổi nên cơ năng của vật cũng bị thay đổi theo.

C. Sai vì khi lực cản của môi trường tác dụng lên vật càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh và ngược lại.

D. Đúng vì trong dao động tắt dần biên độ của vật sẽ giảm dần theo thời gian.

3. Trắc nghiệm
1 điểm

Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương x1=A1cos(5t+π3) và x2=4cos(5t+2π3). Biết vận tốc cực đại của vật là 80cm/s. Biên độ A1 và pha ban đầu của vật:

13,62cm 162o

14,26cm 62o

13,62cm 62o

14,26cm 162o

Xem đáp án

Đáp án A

Ta có: 

Ta có:

Với A1=13,26cm thì tính được :

 

4. Trắc nghiệm
1 điểm

Tại một buổi thực hành tại phòng thí nghiệm bộ môn vật lý trường THPT Lương Đắc Bằng. Một học sinh lớp 12A3,  dùng đồng hồ bấm giây để đo chu kỳ dao động điều hòa T của một con lắc đơn bằng cách đo thời gian dao động.  Ba lần đo cho kết quả thời gian của mỗi chu kỳ dao động lần lượt là 2,01s; 2,12s; 1,99s. Thang chia nhỏ nhất của đồng hồ là 0,01s. Kết quả của phép đo chu kỳ được biểu diễn bằng:

Xem đáp án

Đáp án D

Ta có: 

Lại có thêm:

Vì tính thêm cả thang chia nhỏ nhất của đồng hồ nên ta sẽ có:

5. Trắc nghiệm
1 điểm

Hai con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa cùng tần số dọc theo hai đường thẳng song song kề nhau và song song với trục Ox. Vị trí cân bằng của hai dao động đều nằm trên một đường thẳng qua O và vuông góc với Ox. Đồ thị (1), (2) lần lượt biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo về Fkv và li độ x của con lắc 1 và con lắc 2. Biết tại thời điểm t, hai con lắc có cùng li độ và đúng bằng biên độ của con lắc 2, tại thời điểm t1 ngay sau đó, khoảng cách của hai vật theo phương Ox là lớn nhất. Động năng của con lắc 2 tại thời điểm t1 là:

15mJ

10mJ

3,75mJ

11,25mJ

Xem đáp án

Đáp án A

Nhìn vào đồ thị ta có:

screenshot-231-1569152332.png 

nên screenshot-232-1569152351.png.

Tại thời điểm t hai con lắc đơn có cùng li độ và đúng bằng biên độ của con lắc thứ hai nên

.

Tại thời điểm t1 khoảng cách của hai vật theo phương Ox là lớn nhất.

Khi đó từ thời điểm t đến thời điểm t1 vật quay một góc π2 rad.

Nên động năng của con lắc thứ hai tại thời điểm t1 là:

screenshot-234-1569152455.png.

 

6. Trắc nghiệm
1 điểm

Kích thích để con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ 5cm thì vật dao động với tần số 10Hz. Treo hệ lò xo trên theo phương thẳng đứng rồi kích thích để con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ 3cm thì tần số dao động của vật là

5Hz

10Hz

15Hz

6Hz

Xem đáp án

Đáp án A

Tần số dao động của con lắc lò xo: f=12πkm không phụ thuộc vào cách treo và biên độ. Do vậy với m và k không đổi, tần số của con lắc không đổi.

7. Trắc nghiệm
1 điểm

Khi nói về một vật đang dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây đúng?

Vecto gia tốc của vật đổi chiều khi vật qua vị trí cân bằng.

Vecto vận tốc và gia tốc của vật cùng chiều nhau khi vật chuyển động về phía vị trí cân bằng.

Vecto gia tốc của vật luôn hướng ra xa vị trí cân bằng.

Vecto vận tốc và gia tốc của vật cùng chiều nhau khi vật chuyển động ra xa vị trí cân bằng.

Xem đáp án

Đáp án D

A. Sai vì vecto gia tốc của vật đổi chiều khi đi qua biên.

B. Sai vì khi chuyển động về phía vị trí cân bằng thì hai vecto gia tốc và vận tốc sẽ chuyển động ngược chiều nhau.

C. Sai vì vecto gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng.

D. Đúng vì từ B ta suy ra được.

8. Trắc nghiệm
1 điểm

Một vật dao động cưỡng bức dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên điều hòa với tần số f. Chu kỳ dao động của vật là:

f

2f

1f

2f

Xem đáp án

Đáp án C

Tần số dao động của vật bằng với tần số của ngoại lực tác dụng lên vật và bằng f. Nên chu kỳ dao động của vật là: 

T=1f

9. Trắc nghiệm
1 điểm

Dao động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình lần lượt là x1=4cos(32t+π3)cmvà x2=5cos(32t+2π3)cm (x1, x2tính bằng cm, t tính bằng  s). Gia tốc của vật có độ lớn cực đại là

3612m/s2

1832m/s2

3614m/s2

614m/s2

Xem đáp án

Đáp án C

Dao động tổng hợp của vật có phương trình là:

Vậy gia tốc cực đại của vật có độ lớn là: 

10. Trắc nghiệm
1 điểm

Con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k và vật nhỏ có khối lượng mđược treo thẳng đứng. Cho con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 22cm. Biết trong một chu kỳ dao động thời gian lò xo bị dãn bằng 3 lần thời gian lò xo bị nén. Lấy g=10m/s2. Tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian lò xo bị nén trong một chu kỳ bằng:

22,766cm/s

45,52 cm/s

11,72cm/s

23,43cm/s

Xem đáp án

Đáp án D

Vì trong một chu kỳ dao động lò xo bị giãn bằng 3 lần thời gian lò xo bi nén nên góc quay mà vecto quay được khi lò xo giãn cũng bằng 3 lần góc quay khi lò xo bị nén. Ta có hệ:

 screenshot-238-1569201416.png 

 

nên ta sẽ được

screenshot-239-1569201426.png

 

Chu kỳ của vật là: 

Tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian lò xo bị nén trong một chu kỳ bằng: 

11. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo treo vào một điểm cố định ở nơi có gia tốc trọng trường g=π2 (m/s2). Cho con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng đàn hồi Wđh của lò xo vào thời gian . Khối lượng của con lắc gần nhất với giá trị nào sau đây?

0,65kg

0,35kg

0,55kg

0,45kg

Xem đáp án

Đáp án A

Vì thời điểm t=0,1(s) ở giữa hai thời điểm thế năng đàn hồi bằng 0 nên lúc này vật đang ở vị trí biên âm

Lúc này: 

Tại thời điểm t2=0,2(s)thì lò xo ở biên dương

screenshot-244-1569202147.png

Từ đó suy ra:

screenshot-245-1569202154.png

 

Dễ thấy:

 

Nên 

12. Trắc nghiệm
1 điểm

Một lò xo nhẹ có độ cứng 100N/m, đầu trên gắn cố định đầu dưới treo quả cầu nhỏ có khối lượng m=1kg sao cho vật có thể dao động không ma sát theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo. Lúc đầu dùng bàn tay dỡ m để lò xo không biến dạng. Sau đó cho bàn tay chuyển động thẳng đứng xuống dưới nhanh dần đều với gia tốc 2m/s2. Bỏ qua mọi ma sát (g=10m/s2). Khi m rời khỏi tay nó dao động điều hòa. Biên độ dao động điều hòa là

1,5cm

2cm

6cm

1,2cm

Xem đáp án

Đáp án C

Giá ban đầu giữ cho lò xo không biến dạng sau đó giá bắt đầu chuyển động nhanh dần đều với gia tốc  a.

Khi bắt đầu rời giá đỡ, vật đã đi được quãng đường S  và gia tốc cũng là a:

screenshot-250-1569202541.png

Thời gian tính đến lúc rời giá đỡ là: 

Tốc độ và độ lớn li độ của vật lúc rời giá đỡ là: 

Biên độ dao động: 

13. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây không đúng?

Cứ sau một khoảng thời gian T (chu kỳ) thì vật lại trở về vị trí ban đầu.

Cứ sau một khoảng thời gian T thì gia tốc của vật lại trở về giá trị ban đầu.

Cứ sau một khoảng thời gian T thì vận tốc của vật lại trở về giá trị ban đầu.

Cứ sau một khoảng thời gian T thì biên độ vật lại trở về giá trị ban đầu.

Xem đáp án

Đáp án D

Vì biên độ của vật là không đổi trong suốt quá trình dao động nên ý D là không đúng.

14. Trắc nghiệm
1 điểm

Khi đưa một con lắc đơn lên cao theo phương thẳng đứng (coi chiều dài con lắc không đổi) thì tần số dao động điều hòa của nó sẽ:

không đổi vì chu kỳ của dao động điều hòa không phụ thuộc vào gia tốc trọng trường

giảm vì gia tốc trọng trường giảm theo độ cao

tăng vì tần số dao động điều hòa tỉ lệ nghịch với gia tốc trọng trường

tăng vì chu kỳ dao động điều hòa của nó giảm

Xem đáp án

Đáp án B

Khi đưa một con lắc đơn lên cao theo phương thẳng đứng thì gia tốc giảm do 

Vì chiều dài của con lắc không đổi nên tần số của con lắc sẽ giảm vì gia tốc trọng trường giảm theo thời gian.

15. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc dao động gồm vật nặng khối lượng 400g, dao động điều hòa với chu kỳ 2s. Khi vật đi qua vị trí cân bằng lực căng của sợi dây là 3,005N. Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng, lấy g=10m/s2, π2=10. Cơ năng của dao động của vật là:

0,185N

0,275N

0,375N

0,075N

Xem đáp án

Đáp án A

Khi vật đi qua vị trí cân bằng thì: 

Cơ năng của vật là:

16. Trắc nghiệm
1 điểm

Đồng hồ quả lắc chạy đúng giờ ở một nơi ngang bằng mực nước biển ở nhiệt độ 20oC. Khi đem đồng hồ lên đỉnh núi, ở nhiệt độ 3oC, đồng hồ vẫn chạy đúng giờ. Coi trái đất hình cầu bán kính 6400km, hệ số nở dài của thanh treo quả lắc đồng hồ là 2.10-5(K-1) . Độ cao của đỉnh núi là:

1088 m.

544 m.

980 m.

788 m.

Xem đáp án

Đáp án A

Con lắc chịu hai sự biến đổi: sự nở dài về nhiệt và sự thay đổi độ cao.

Ta có:

screenshot-7-1569223685.png

Theo đề bài, đồng hồ chạy đúng giờ nên 

Suy ra

screenshot-9-1569223702.png

17. Trắc nghiệm
1 điểm

Kết quả sai số tuyệt đối của một phép đo là 0,0609. Số chữ số có nghĩa là:

1

2

4

3

Xem đáp án

Đáp án D

18. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng 15N/m và vật nặng có khối lượng 150g. Tại thời điểm t li độ và tốc độ của vật nặng lần lượt là 8cm và 60cm/s. Chọn gốc tính thế năng tại vị trí cân bằng. Cơ năng của dao động là:

0,25J

0,675J

0,5J

0,075J

Xem đáp án

Đáp án D

Ta có:

screenshot-10-1569223885.png

Ta có:

Cơ năng dao động của vật là:

screenshot-12-1569223899.png

19. Trắc nghiệm
1 điểm

Một lò xo nhẹ có chiều dài tự nhiên l0, độ cứng k0=48N/m, được cắt thành hai lò xo chiều dài lần lượt là l1=0,8l0 và l2=0,8l0. Mỗi lò xo sau khi cắt được gắn với vật có cùng khối lượng 0,4kg. Cho hai con lắc lò xo mắc vào hai mặt tường đối diện nhau và cùng đặt trên mặt phẳng nằm ngang (các lò xo đồng trục). Khi hai lò xo chưa biến dạng thì khoảng cách của hai vật là 15cm. Lúc đầu, giữa các vật để cho các lò xo đều bị nén đồng thời thả nhẹ để hai vật dao động cùng thế năng cực đại là 0,2J. Lấy π2=10. Kể từ lúc thả vật, sau khoảng thời gian ngắn nhất là tthì khoảng cách giữa hai vật nhỏ nhất là D. Giá trị của t và d lần lượt là:

0,171s; 4,7cm

0,171s; 3,77cm

0,717s; 3,77cm

0,717s; 4,7cm

Xem đáp án

Đáp án B

+) Độ cứng của lò xo sau khi cắt 

Biên độ dao động của các vật là: 

Với hệ trục tọa độ như hình vẽ (gốc tọa độ tại vị trí cân bằng của vật thứ nhất), phương trình dao động của các vật là:

screenshot-15-1569224203.png

 

d nhỏ nhất khi 

Mặt khác: 

20. Trắc nghiệm
1 điểm

Một vật nhỏ khối lượng 100g dao động theo phương trình x=8cos10t (x tính bằng cm, t tính bằng s). Cơ năng của vật bằng

32 mJ

64 mJ

16 mJ

128 mJ

Xem đáp án

Đáp án A

Cơ năng trong dao động: 

21. Trắc nghiệm
1 điểm

Một chất điểm dao đọng điều hòa với chu kì 0,5π (s) và biên độ 2cm. Vận tốc của chất điểm tại vị trí cân bằng có độ lớn bằng bao nhiêu?

8 cm/s

0,5 cm/s

3 cm/s

4 cm/s

Xem đáp án

Đáp án A

Vận tốc của chất điểm tại vị trí cân bằng có độ lớn

.

22. Trắc nghiệm
1 điểm

Tại một nơi trên mặt đất, hai con lắc đơn dao động điều hòa. Trong cùng một khoảng thời gian t, con lắc thứ nhất thực hiện được 60 dao động toàn phần còn con lắc kia thực hiện được 50 dao động toàn phần. Biết chiều dài dây treo của chúng khác nhau một đoạn 44 cm. Chiều dài của con lắc có dây treo ngắn hơn là

60 cm

100 cm

144 cm

80 cm

Xem đáp án

Đáp án B

Trong cùng một khoảng thời gian t, con lắc thứ nhất thực hiện được 60 dao động toàn phần còn con lắc kia thực hiện được 50 dao động toàn phần. Biết chiều dài dây treo của chúng khác nhau một đoạn 44 cm. Gọi chiều dài của con lắc có dây treo ngắn hơn là l1 và chiều dài của con lắc đơn kia là l2

screenshot-23-1569224585.png

23. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương trình thẳng đứng. Vật đi quãng đường 20cm từ vị trí thấp nhất đến vị trí cao nhất mất thời gian 0,75s. Chọn gốc thời gian lúc vật đang chuyển động chậm dần theo chiều dương với tốc độ 0,23π (m/s). Với t tình bằng s, phương trình dao động của vật là:

x=10cos(4π3t-5π6)

x=10cos(4π3t-π6)

x=20cos(4π3t-5π6)

x=20cos(4π3t-π6)

Xem đáp án

Đáp án B

screenshot-24-1569224810.png

screenshot-25-1569224819.png

Lại có gốc thời gian chọn khi vật đang chuyển động chậm dần nên φ=-π6

24. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật m = 100g được nối với lò xo có độ cứng k = 100N/m, đầu kia lò xo gắn vào điểm cố định. Từ vị trí cân bằng đẩy vật sao cho lò xo nén 23 cm rồi buông nhẹ. Khi vật đi qua vị trí cân bằng lần đầu tiên thì tác dụng lên vật lực F  không đổi cùng chiều vận tốc có độ lớn F = 2N. Khi đó vật dao động điều hòa vói biện độ A1. Sau thời gian 1/30 (s) kể từ khi tác dụng lực F, ngừng tác dụng lực F. Khi đó vật dao động điều hòa với biên độ A2. Biết trong quá trình sau đó lò xo luôn nằm trong giới hạn đàn hồi. Bỏ qua ma sát giữa vật và sàn. Tỉ số giữa A2 và A1 bằng bao nhiêu?

72

2

14

27

Xem đáp án

Đáp án A

- Vị trí cân bằng mới O’ cách vị trí cân bằng đầu là a = 2 (cm)

- Khi tác dụng lực F thì biên độ dao động của vật là A1 = 4 (cm)

- Khi thôi tác dụng lực F thì khi đó li độ của vật theo gốc O’ là 2(cm) nên li độ theo gốc O là 4cm, khi đó vận tốc của vật là 

- Biên độ của vật khi thôi tác dụng lực F là

.

Do vậy tỉ số

 

Nhận xét: Bài toán này cùng lớp với một bài toán phân loại trong đề thi Đại học Khối A năm 2013

25. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 40 N/m được đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên ở vị trí cân bằng, tại t = 0, tác dụng lực F = 2 N lên vật nhỏ (hình vẽ) cho con lắc dao động điều hòa đến thời điếm t=π3 thì ngừng tác dụng lực F. Dao dộng điều hòa của con lắc sau khi không còn lực F tác dụng có giá trị biên độ gần giá trị nào nhất sau đây:

9cm.

7 cm.

5 cm.

11cm.

Xem đáp án

Đáp án A

Lời giải chi tiết

Ta có


Thời điểm

screenshot-34-1569225632.png 

So với vị trí cân bằng khi không còn lực F thì

Con lắc dao động với biên độ:

.

26. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hai con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ A1 = A2 = A. Tần số dao động của hai con lắc thỏa mãn f1=2f2; thời điểm ban đầu con lắc thứ nhất ở vị trí biên dương và chậm pha hơn con lắc thứ hai một góc π2. Hỏi con lắc thứ nhất lần đầu tiên đi qua vị trí động năng bằng ba lần thế năng thì tỉ số vận tốc của hai con lắc trên là

v1v2=32

v1v2=-32

v1v2=-34

v1v2=34

Xem đáp án

Đáp án B

- Xét con lắc thứ nhất chậm pha hơn con lắc thứ hai một góc π2nên khi con lắc thứ nhất tới vị trí biên dương thì con lắc thứ hai qua vị tri cân bằng theo chiều  âm .

- Khi con lắc thứ nhất có động năng bằng 3 lần thế năng thì:  x=±A2 .

- Theo bài ra: f2=2f1 nên suy ra T1=2T2 và ω1=12ω2

- Do lúc đầu con lắc thứ nhất tại vị trí biên dương nên lần đầu tiên động năng bằng 3 lần thế năng khi lần đầu tiên vật m1 đi qua vị trí x1=A2 theo chiều âm (v1<0).

- Với con lắc thứ hai lúc đầu nó qua vị trí cân bằng theo chiều âm thì sau thời gian

screenshot-38-1569226253.png 

 

vật m2 có li độ x2=A32 và đang đi theo chiều dương (v1<0).

- Tại thời điểm screenshot-39-1569226288.png, tốc độ dao động của các vật thỏa mãn:

 

27. Trắc nghiệm
1 điểm

Một chất điểm chuyển động tròn đều trên đường tròn tâm O bán kính 10 cm với tốc độ góc 5 rad/s. Hình chiếu của chất điểm lên trục Ox nằm trong mặt phẳng quỹ đạo có tốc độ cực đại là:

250 cm/s.

25 cm/s.

15 cm/s.

50 cm/s.

Xem đáp án

Đáp án D

+ Tốc độ cực đại của hình chiếu chất điểm lên Ox là

 

28. Trắc nghiệm
1 điểm

Tiến hành thí nghiệm đo gia tốc trọng trường bằng con lắc đơn, một học sinh đo được chiều dài con lắc là 100,00 ± 1,00 cm, chu kì dao động nhỏ của nó là 2,0 ± 0,01 s. Lấy π2 = 9,87. Bỏ qua sai số của số π. Gia tốc trọng trường do học sinh đo được tại nơi làm thí nghiệm là:

g=9,80±0,15 m/s2

g=9,87±0,10 m/s2

g=9,80±0,20 m/s2

g=9,87±0,20 m/s2

Xem đáp án

Đáp án D

+ Ta có

.

Sai số tuyệt đối của phép đo

=>Ghi kết quả g=9,87±0,20 m/s2.  

29. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo treo vào một điểm cố định, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với chu kì 1,5 s. Trong một chu kì, nếu tỉ số của thời gian lò xo giãn với thời gian lò xo nén bằng 2 thì thời gian mà lực đàn hồi ngược chiều lực kéo về là:

1,25 s.

0,25 s.

1,0 s.

0,5 s.

Xem đáp án

Đáp án B

+ Với tỉ số screenshot-49-1569227426.png.

 

+ Trong quá trình dao động của vật, lực kéo về luôn hướng về vị trí cân bằng, lực đàn hồi tác dụng lên vật hướng về vị trí lò xo không biến dạng (ứng với x=-l như hình vẽ).

 

Hai lực này ngược chiều nhau hai con lắc di chuyển trong khoảng li độ từ x=0 đến x=-l.

screenshot-50-1569227486.png  

30. Trắc nghiệm
1 điểm

Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 40 N/m và vật nhỏ dao động điều hòa với phương trình x = Acos(πt + φ) cm. Khi pha của dao động là 0,5π thì vận tốc của vật là -203 cm/s. Lấy π2 =10. Khi vật qua vị trí có li độ cm thì động năng của con lắc là:

0,18 J.

0,06 J.

0,36 J.

0,12 J.

Xem đáp án

Đáp án B

+ Vận tốc của vật 

=>Động năng của con lắc

.