Bộ 3 đề thi giữa kì 1 Vật lý 11 Cánh diều cấu trúc mới có đáp án - Đề 3

Đáp án đúng là C

Cơ năng của chất điểm dao động điều hòa luôn bằng động năng ở vị trí cân bằng.

Đáp án đúng là D

Pha ban đầu là \( + \frac{\pi }{2}\) nên gốc thời gian được chọn vào lúc chất điểm qua vị trí cân bằng theo chiều âm quy ước.

Đáp án đúng là C

Ta có phương trình độc lập phụ thuộc thời gian giữa v và x là:

\({\left( {\frac{x}{A}} \right)^2} + {\left( {\frac{v}{{\omega A}}} \right)^2} = 1\). Dễ dàng nhận ra đây là dạng: \(\frac{{{x^2}}}{{{a^2}}} + \frac{{{y^2}}}{{{b^2}}} = 1\) là phương trình của elip nên đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của vận tốc dao động vào li độ có dạng elip.

Đáp án đúng là D.

Lực đàn hồi có chiều luôn hướng về vị trí lò xo không biến dạng.

Đáp án đúng là A

Áp dụng công thức:

\(\left\{ \begin{array}{l}\frac{{0,{{48}^2}}}{{{\omega ^4}}} + \frac{{0,{{16}^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2}\\\frac{{0,{{64}^2}}}{{{\omega ^4}}} + \frac{{0,{{12}^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2}\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}A = 0,05\left( m \right)\\\omega = 4\left( {rad/s} \right)\end{array} \right.\)

Đáp án đúng là C

Nếu hai dao động ngược pha thì\(\Delta \varphi = (2n + 1)\pi \) với\[n = 0, + 1, \pm 2,{\rm{ }}...\]

Đáp án đúng là A

Từ công thức: \({x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2}\) suy ra:

\(\left| v \right| = \omega \sqrt {{A^2} - {x^2}} = \frac{{2\pi }}{T}\sqrt {{A^2} - {x^2}} = \frac{{2\pi }}{2}\sqrt {{{10}^2} - {5^2}} \approx 27,21\left( {cm/s} \right)\)

Đáp án đúng là D

Trong dao động tắt dần, vận tốc dao động vẫn biến thiên tuần hoàn theo thời gian, chỉ có vận tốc cực đại mới giảm dần theo thời gian.

Đáp án đúng là D

Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì.

Đáp án đúng là A

\[{W_d} = W - {W_t} = \frac{{k{A^2}}}{2} - \frac{{k{x^2}}}{2} = \frac{{100}}{2}\left( {0,{1^2} - 0,{{07}^2}} \right) = 0,255\left( J \right)\]

Đáp án đúng là D

Người đánh đu làm cho đu dao động với biên độ ổn định thì dao động của hệ lúc đó là dao động duy trì.

Đáp án đúng là B

Biên độ cộng hưởng phụ thuộc vào ma sát, cụ thể lực ma sát càng nhỏ thì biên độ khi xảy ra cộng hưởng càng lớn.

Đáp án đúng là C

\(\left\{ \begin{array}{l}\omega = \frac{{2\pi }}{T} = 20\left( {rad/s} \right) \Rightarrow k = m{\omega ^2} = 40\left( {N/m} \right)\\{{\rm{W}}_d} = W - \frac{{k{x^2}}}{2} = \frac{{k{A^2}}}{2} - \frac{{k{a^2}}}{{2{\omega ^4}}} = \frac{{40}}{2}\left( {0,{{05}^2} - \frac{{{{12}^2}}}{{{{20}^4}}}} \right) = 0,032\left( J \right)\end{array} \right.\)

Đáp án đúng là D

Sau khi xảy ra cộng hưởng nếu ta tăng độ lớn của lực ma sát thì biên độ dao động giảm.

Đáp án đúng là A

Tốc độ cực đại: v_max = \(\omega A\)= 9,4 cm/s

Đáp án đúng là D

Đối chiếu với các phương trình tổng quát ta tính được:

Đáp án đúng là B

Đối chiếu với các phương trình tổng quát ta tính được:

\[\left\{ \begin{array}{l}x = A\cos \left( {3\pi t + \varphi } \right)\\v = x' = - 3\pi A\sin \left( {3\pi t + \varphi } \right) = 3\pi A\cos \left( {3\pi t + \varphi + \frac{\pi }{2}} \right)\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\varphi = - \frac{\pi }{2}\\A = 1\left( {cm} \right)\end{array} \right.\]

\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_{\left( 0 \right)}} = 1\cos \left( {3\pi .0 - \frac{\pi }{2}} \right) = 0\\{v_{\left( 0 \right)}} = 3\pi \cos \left( {3\pi .0} \right) = 3\pi \left( {cm/s} \right)\end{array} \right. \Rightarrow \) Chọn B.

Đáp án đúng là C

Chu kỳ T = 0,4 s \( \Rightarrow \omega = \frac{{2\pi }}{T} = 5\pi \,rad/s \Rightarrow \) Chọn C.

a) – sai, động năng của vật biến thiên tuần hoàn theo thời gian.

b) – đúng

c) – sai, vì khi vật dao động điều hòa thì cơ năng được bảo toàn.

d) – đúng

Đáp án: a) Sai; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng.

a) – sai, vì trong dao động điều hòa thế năng và động năng biến thiên tuần hoàn theo thời gian.

b) – sai, vì trong dao động điều hòa cơ năng của vật được bảo toàn.

c) – đúng vì tại vị trí cân bằng x = 0 nên động năng cực đại.

d) – đúng vì \[{W_t} = \frac{1}{2}k{x^2}\] nên khi vật ở biên thì li độ x đạt cực đại.

Đáp án: a) Sai; b) Sai; c) Đúng; d) Đúng.

Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Khi chất điểm đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì:

+ Li độ giảm => thế năng giảm.

+ Vận tốc tăng => động năng tăng.

+ Cơ năng được bảo toàn.

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.

a) – Sai. Trong dao động tắt dần, cơ năng giảm dần theo thời gian

b) – Đúng

c) – Đúng

d) – Sai, vì biên độ của dao động tắt dần giảm dần theo thời gian.

Đáp án: a) Sai; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.

\(A = \sqrt {{x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}}} = \sqrt {{{\left( {\ell {\alpha _{\max }}} \right)}^2} + \frac{{{v^2}\ell }}{g}} = \sqrt {{{\left( {0,2.0,1} \right)}^2} + \frac{{0,{{14}^2}.3.0,2}}{{9,8}}} = 0,04\left( m \right) = 4\,cm.\)

\[{\rm{W}} = \frac{{mg\ell }}{2}\alpha _{\max }^2 \Rightarrow {\alpha _{\max }} = \sqrt {\frac{{2W}}{{mg\ell }}} = \sqrt {\frac{{2.0,2205}}{{2.9,8.4}}} = 0,075\left( {rad} \right) \approx 4,{3^0}.\]

\({T_{cb}} = {T_0} \Rightarrow \frac{{\Delta S}}{v} = 2\pi \sqrt {\frac{\ell }{g}} \Rightarrow \frac{{12,5}}{v} = 2\pi \sqrt {\frac{{0,3}}{{9,8}}} \Rightarrow v = 11,4\left( {m/s} \right) = 41\left( {km/h} \right)\).

Chu kì dao động của con lắc được tính bởi công thức: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} \)

Ta có: \[\frac{{{T_2}}}{{{T_1}}} = \frac{{2\pi \sqrt {\frac{{{m_2}}}{k}} }}{{2\pi \sqrt {\frac{{{m_1}}}{k}} }} = \sqrt {\frac{{{m_2}}}{{{m_1}}}} \Rightarrow \frac{1}{2} = \sqrt {\frac{{{m_2}}}{{200}}} \Rightarrow {m_2} = 50\left( {gam} \right)\]

Ta có: \[f = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{k}{m}} \Rightarrow k = {(2\pi f\sqrt m )^2}\]\[ = 4{\pi ^2}{f^2}m = {4.10.2^2}.0,1 = 16(N/m)\].

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{T_1} = 2\pi \sqrt {\frac{\ell }{g}} = \frac{{\Delta t}}{{12}}\\{T_2} = 2\pi \sqrt {\frac{{\ell - 0,16}}{g}} = \frac{{\Delta t}}{{20}}\end{array} \right. \Rightarrow \sqrt {\frac{{\ell - 0,16}}{\ell }} = \frac{{12}}{{20}}\)\( \Rightarrow \ell = 0,25\left( m \right) = 25(cm)\)