Đề kiểm tra Vật lý 12 giữa học kì I có đáp án (Mới nhất) (Đề 10)

rad/s là đơn vị đo của tần số góc ω

Chọn đáp án C

Phương trình dao động điều hòa:

x = 2√2.cos (5πt + 0,5π)(cm) ⇒ A = 2√2cm

Chọn đáp án C

Lực kéo về tác dụng lên vật dao động điều hòa luôn hướng về VTCB

Chọn đáp án A

Từ đồ thị ta thấy:

+ Biên độ dao động là A = 3cm

+ Thời gian từ t = 0,5s đến t = 2,5s là một chu kì ⇒ T = 2s ⇒ ω = π (rad/s)

+ Ban đầu vật ở biên dương ⇒ φ=0

Vậy phương trình dao động là: x = 3.cos(πt) cm

Chọn đáp án D

Số dao động toàn phần chất điểm thực hiện được trong 1s là: $f=\frac{\omega }{2\pi }=\frac{6\pi }{2\pi }=3$

Chọn đáp án A

Điều kiện có sóng dừng trên dây hai đầu cố định: l = kλ/2

Chọn đáp án D

Tốc độ truyền sóng là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường

Chọn đáp án B

Độ lệch pha:

 $∆\phi =\frac{2\pi d}{\lambda }=\frac{2\pi df}{v}=\frac{\pi }{3}$

$\Rightarrow v=6df=6d\frac{\omega }{2\pi }=6.0,5.\frac{4\pi }{2\pi }=6m/s$

Chọn đáp án D

Tốc độ dao động cực đại của phần tử môi trường là:

v_max = ωA = 100π.3 = 300π(cm/s)

Chọn đáp án A

Vận tốc dao động cực đại của mỗi phần tử môi trường gấp 4 lần vận tốc sóng:

$$\begin{gathered} v_{max}=4v\Rightarrow 2\pi f.y_0=4\lambda f \\ \Rightarrow \lambda =\frac{y_0\pi }{2} \end{gathered}$$

 Chọn đáp án A

Phương trình sóng là:  u = 5cos (6πt − πx) (cm)

Đối chiếu với phương trình sóng tổng quát, ta có: 

6π = 2πf ⇒ f = 3(Hz)

π = 2πλ ⇒ λ = 2(m)

Tốc độ truyền sóng là: v = λ/f = 2.3 = 6 (m/s)

Chọn đáp án D

Chu kì của con lắc là: $T=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}=2\pi \sqrt{\frac{0,1}{100}}=0,2s$

Trong thời gian 2019s con lắc thực hiện được số chu kì là:

 $n=\frac{2019}{T}=\frac{2019}{0,2}=10095$

Vậy sau 2019s, vật trở lại vị trí ở thời điểm t = 1s

Từ t = 0 đến t = 1s, vật đi từ vị trí có lực kéo về bằng một nửa giá trị cực đại (âm) đến nửa giá trị cực đại (dương), tức là nửa chu kì.

Vậy chu kì  T = 2s.

Giá trị cực đại của lực kéo về là 0,04N nên:

$F_{max}=kA\Rightarrow A=\frac{F_{max}}{k}=\frac{F_{max}}{m{\omega }^2}$

$\Rightarrow A=\frac{0,04}{0,1.{\left({\displaystyle \frac{2\pi }{T}}\right)}^2}=0,04 m=4 cm$

Lực đàn hồi cực đại có độ lớn cực đại gấp 1,5 lần trọng lượng của vật:

Fmax = 1,5P => k.(A+Δl) = 1,5mg => k.(A+Δl) = 1,5k.Δl => Δl = 2A

Tốc độ cực đại của vật:

 $v_{max}=\omega A=\sqrt{\frac{g}{∆l}}.\frac{∆l}{2}=\frac{\sqrt{g.∆l}}{2}$  v_max = ωA

$\Rightarrow ∆l=\frac{4{v^2}_{max}}{g}=\frac{4.0,{35}^3}{9,8}=0,05 m$

Tại VTCB:

$$\begin{gathered} mg=k∆l \\ \Rightarrow m=\frac{k.∆l}{g}=\frac{40.0,05}{9,8}=0,204kg=204 g \end{gathered}$$

Chọn đáp án D

Tần số góc của con lắc là:

 $$\begin{gathered} \omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{g}{∆l}} \\ \Rightarrow 10\sqrt{4}=\sqrt{\frac{k}{0,1}}=\sqrt{\frac{10}{∆l}} \\ \Rightarrow k=50N/m,∆l=0,02 m \end{gathered}$$

Biên độ dao động của con lắc: A = 1(cm) < Δl => lò xo luôn giãn trong quá trình vật dao động.

Độ biến dạng của lò xo:

 $$\begin{gathered} ∆l_{min}=∆l-A=0,02-0,01=0,01m \\ ∆l_{max}=∆l+A=0,02+0,01=0,03m \\ \Rightarrow F_{dhmin}=k.∆l_{min}=50.0,01=0,5N \\ F_{dhmax}=k.∆l_{max}=50.0,03=1,5N \end{gathered}$$

Chọn đáp án A

Chu kì của con lắc ứng với mỗi lò xo là:

 $T_1=2\pi \sqrt{\frac{m}{k_1}}\Rightarrow k_1=\frac{4{\pi }^{2}m}{T_1^2}$

$T_2=2\pi \sqrt{\frac{m}{k_2}}\Rightarrow k_2=\frac{4{\pi }^{2}m}{T_2^2}$

Hai lò xo ghép song song, độ cứng của hệ lò xo là: k = k₁ + k₂

Chu kì của con lắc mới là:

$$\begin{gathered} T=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}\Rightarrow k_1=\frac{4{\pi }^{2}m}{T^2}=k_1+k_2 \\ \Rightarrow \frac{4{\pi }^{2}m}{T^2}=\frac{4{\pi }^{2}m}{T_1^2}+\frac{4{\pi }^{2}m}{T_1^2} \\ \Rightarrow \frac{1}{T^2}=\frac{1}{T_1^2}+\frac{1}{T_1^2}=\frac{1}{0,{45}^2}+\frac{1}{0,6^2} \\ \Rightarrow T=0,36s \end{gathered}$$

 Chọn đáp án A

Điều kiện để M dao động với biên độ cực đại là: d₂ – d₁ = kλ

Chọn đáp án C

Trên dây có 4 bó sóng ⇒ k = 4

Điều kiện để có sóng dừng trên dây với hai đầu cố định

$$\begin{gathered} l=k.\frac{\lambda }{2}=k.\frac{v}{2f} \\ \Rightarrow v=\frac{2lf}{k}=\frac{2.0,8.10}{4}=4m/s \end{gathered}$$

 Chọn đáp án C

Giữa M là đường trung trực có 1 dãy cực đại khác vậy tại M là cực đại bậc 2 (k = 2)

 $d_{1M}-d_{2M}=k\lambda \Rightarrow 14-12=2\lambda \Rightarrow \lambda =1cm$

Tốc độ truyền sóng: v = λ.f = 1.50 = 50cm/s.

Chọn đáp án A

Bước sóng: λ = v/f = 150/50 = 3cm

Số cực đại giao thoa trên đoạn thẳng AB bằng số giá trị k nguyên thoả mãn:

$\frac{-AB}{\lambda }<k<\frac{AB}{\lambda }\Rightarrow \frac{-20}{3}<k<\frac{20}{3}$ => k = -6; -5; …; 6

Vậy cực đại gần AB nhất ứng với k = 6 (gần B).

Khi đó: MA – MB = 6λ = 18cm ⇒ MB = MA − 18cm = 20 – 18 = 2cm

Áp dụng định lí Pitago cho hai tam giác vuông AMH và BMH ta có:

 $$\begin{gathered} M{B}^2-H{B}^2=M{A}^2-{\left(AB-HB\right)}^2 \\ \Rightarrow 2^2-H{B}^2={20}^2-{\left(20-HB\right)}^2 \\ \Rightarrow HB=0,1cm \\ \Rightarrow MH=\sqrt{M{B}^2-H{B}^2}=\sqrt{2^2-0,1^2} \\ =1,997cm=19,97mm \end{gathered}$$

Chọn đáp án C

Ta có: $T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}\Rightarrow l=\frac{T^2.g}{4{\pi }^2}=\frac{2^2.10}{4.10}=1m$

Chọn đáp án C

Ta có: $T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ có chiều dài không đổi

⇒⇒ Chu kì con lắc đơn phụ thuộc vào gia tốc rơi tự do g

Xét các phương án, phương án C: tỉ số giữa khối lượng và trọng lượng của con lắc $\frac{m}{P}=\frac{m}{mg}=\frac{1}{g}$ thỏa mãn.

Chọn đáp án C

Chu kì dao động: $T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}=2\pi \sqrt{\frac{0,5}{9,8}}=1,42s$

Biểu diễn các vị trí trên VTLG:

Từ VTLG ta thấy góc quét được là: α = π/4

⇒ Thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí biên dương đến vị trí có li độ góc $\alpha =\frac{{\alpha }_0}{\sqrt{2}}$ là:

 $∆t=\frac{a}{\omega }=a.\frac{T}{2\pi }=\frac{\pi }{4}.\frac{T}{2\pi }=\frac{T}{8}=\frac{1,42}{8}=1,774s$

Chọn đáp án D

Chọn chiều dương hướng xuống

Chu kì của con lắc sau khi có điện trường là:

 $$\begin{gathered} T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g_{hd}}}\Rightarrow g_{hd}=12,026 m/s^2 \\ {g}_{hd}=g+\frac{Eq}{m} \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} \Rightarrow 12,026=9,87+\frac{E.\left(-9.{10}^{-6}\right)}{90.{10}^{-3}} \\ \Rightarrow E=-21560V/m \end{gathered}$$

Vậy điện trường hướng lên

Chọn đáp án C

+ Độ lớn lực điện tác dụng lên quả cầu bằng 0,2 trọng lượng của nó:

F_d = 0,2P ⇔ ma = 0,2.mg ⇒ a = 0,2g

+ Khi:

   $$\begin{gathered} \stackrel{\rightharpoonup }{E}\downarrow \Rightarrow \overrightarrow{F_d}\uparrow \Rightarrow \overrightarrow{F_d}\uparrow \downarrow \stackrel{\rightharpoonup }{P} \\ \Rightarrow g_{hd}=g-a=0,8g \end{gathered}$$

Chu kì dao động của con lắc: $T\text{'}=2\pi \sqrt{\frac{l}{h_{hd}}}=2\pi \sqrt{\frac{l}{0,8g}}$

+ Khi:

$$\begin{gathered} \stackrel{\rightharpoonup }{E}\uparrow \Rightarrow \stackrel{\rightharpoonup }{F_d}\downarrow \Rightarrow \overrightarrow{F_d} \downarrow \downarrow \overrightarrow{P} \\ \Rightarrow g_{hd}=g+a=1,2g \end{gathered}$$

Chu kì dao động của con lắc: $T\text{'}=2\pi \sqrt{\frac{l}{g_{hd}}}=2\pi \sqrt{\frac{l}{1,2g}}$

+ Lấy:

 $$\begin{gathered} \frac{T\text{'}}{T}=\frac{2\pi \sqrt{{\displaystyle \frac{l}{1,2g}}}}{2\pi \sqrt{{\displaystyle \frac{l}{0,8g}}}}\Rightarrow \frac{T\text{'}}{\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{3}} \\ \Rightarrow T\text{'}=\sqrt{2}s=1,41s \end{gathered}$$

Chọn đáp án D

Siêu âm là sóng cơ nên không thể truyền được trong chân không.

→ Kết luận siêu âm có thể truyền được trong chân không là sai.

Chọn đáp án A

Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lý phụ thuộc tần số âm.

Chọn đáp án C

Với dây hai đầu cố định thì chiều dài dây: l = k.λ/2 với k là số bụng.

Vì trên dây có 4 điểm đứng yên nên có 3 bụng, ta có: 1,2 = 3.λ/2 ⇒ λ = 0,8 m

Áp dụng công thức tính bước sóng: λ = v.T ⇒ T = λ/v = 0,8/8 = 0,1s

Khoảng thời gian liên tiếp giữa hai lần dây duỗi thẳng là nửa chu kì: Δt = T/2 = 0,05s

Chọn đáp án C

Vì tổng số điểm bụng và điểm nút trên dây là 16 nên dây có một đầu cố định, một đầu tự do.

Số bụng là: 16/2 = 8

Áp dụng điều kiện có sóng dừng trên dây một đầu cố định một đầu tự do ta có:

Ta có họa âm của nhạc cụ:  f_n = n.f₁ =370.n

Người chỉ nghe được âm cao nhất là  18000Hz

⇒ Để đàn phát ra âm mà người đó có thể nghe được

F_n ≤ 18000Hz ⇔ 370n ≤ 18000 ⇒ n ≤ 48,65 ⇒ n_max = 48

⇒ f_max = 48.370 = 17760Hz

Chọn đáp án C

Một vật dao động tắt dần có biên độ và năng lượng giảm liên tục theo thời gian

Chọn đáp án A

Ban đầu biên độ dao động của vật là A

Sau 1 dao động toàn phần biên độ dao động của vật là: A₁ = A − 0,02A = 0,98A

Sau 2 dao động toàn phần biên độ dao động của vật là:

A₂ = A₁ − 0,02A₁ = 0,98A − 0,02.0,98A = 0,9604A

Phần trăm cơ năng mất đi sau 2 dao động toàn phần liên tiếp là:

 $$\begin{gathered} ∆W=\frac{W-W_2}{W}.100\%=\frac{A^2-{A_2}^2}{A^2}.100\% \\ \Rightarrow ∆W=\frac{A^2-0,{9604}^2.{A_2}^2}{A^{}}.100\%=7,8\% \end{gathered}$$

Chọn đáp án A

Chu kì dao động riêng của con lắc đơn là: $T\text{'}=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}=2\pi \sqrt{\frac{0,16}{9,8}}=0,8s$

Để con lắc dao động mạnh nhất, thời gian đoàn tàu đi qua mỗi thanh ray là: 

t = T = 0,8 (s)

Tốc độ của đoàn tàu là: $v=\frac{L}{t}=\frac{12}{0,8}=15m/s$

Chọn đáp án A

Biên độ của dao động tổng hợp:

 $$\begin{gathered} A=\sqrt{A_1^2+A_2^2+2A_1{A}_2\cos ∆\phi } \\ =\sqrt{6^2+8^2+2.6.8.\cos \left(\frac{\pi }{6}-\frac{\pi }{2}\right)}=\sqrt{148}cm \end{gathered}$$

Tốc độ cực đại: v₀ = ωA = 10.√148 = 122 (cm/s) = 1,22 (m/s)

Chọn đáp án A

Biên độ dao động tổng hợp: $A=\sqrt{{A_1}^2+{A_2}^2+2A_1{A}_2\cos ∆\phi }$

Động năng cực đại:

 $$\begin{gathered} W_d=\frac{1}{2}.m.{\omega }^2.A^2 \\ =\frac{1}{2}.0,1.{10}^2.{\left(\frac{5\sqrt{2}}{100}\right)}^2=25.{10}^{-3}J=25mJ \end{gathered}$$

Chọn đáp án A

Từ đồ thị, ta thấy chu kì của âm 2 lớn hơn âm 1 ⇒ tần số của âm 1 lớn hơn âm 2 ⇒ độ cao của âm 1 lớn hơn âm 2

Chọn đáp án A

Trên dây có 3 bó sóng tức là  l = 3.λ/2 ⇒ λ = 90.2/3 = 60 cm

Phương trình sóng dừng: 

 $u=2A\sin \left(2\pi \frac{x}{\lambda }\right).\cos \left(\omega t+\frac{\pi }{2}\right)cm\Rightarrow u=3\sin \left(2\pi \frac{x}{\lambda }\right).\cos \left(\omega t+\frac{\pi }{2}\right)cm$

Có:   $$\begin{gathered} A_N=1,5cm\Rightarrow 3\sin \left(2\pi \frac{x}{\lambda }\right)=1,5 \\ \Rightarrow \sin \left(2\pi \frac{x}{\lambda }\right)=\frac{1}{2}\Rightarrow 2\pi \frac{x}{\lambda }=\frac{\pi }{6}\Rightarrow x=5cm \end{gathered}$$

Chọn đáp án C

Ta có:

+ Tần số góc của dao động:$\omega =\frac{2\pi }{T}=\pi \left(rad/s\right)$

Mặt khác, $\omega =\sqrt{\frac{g}{l}}\to l=\frac{g}{{\omega }^2}=\frac{10}{{\pi }^2}\approx 1$

+ Áp dụng hệ thức độc lập ta có:

$s_0^2=s^2+\frac{v^2}{{\omega }^2}={\left(la\right)}^2+\frac{v^2}{{\omega }^2}={\left(1.0,05\right)}^2+\frac{0,{157}^2}{{\pi }^2}\to s_0=0,07069m=7,0693cm$

Tại t=0:

 $\left\{\begin{array}{l}\alpha ={\alpha }_0\cos \phi =0,05\\ v=-\omega s_0\sin \phi >0\end{array}\right.\to \left\{\begin{array}{l}\cos \phi =0,7073\\ \sin \phi <0\end{array}\right.\to \phi \approx -\frac{\pi }{4}$

$\to s=7,069\cos \left(\pi t-\frac{\pi }{4}\right)cm$

 Chọn đáp án B