Đề khảo sát chất lượng thi THPT Quốc gia môn Vật lí Lớp 12 - Lần 1 - Năm học 2020-2021 - Trường THPT Yên Lạc (Có đáp án)

Nội dung text: Đề khảo sát chất lượng thi THPT Quốc gia môn Vật lí Lớp 12 - Lần 1 - Năm học 2020-2021 - Trường THPT Yên Lạc (Có đáp án)

1. SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KÌ KSCL THI THPTQG 2020 - LẦN 1 TRƯỜNG THPT YÊN LẠC 2 MÔN: Vật lý Thời gian làm bài: 50 phút; không kể thời gian phát đề Câu 1 (VD): Tốc độ ánh sáng trong không khí là v1; trong nước là v2. Một tia sáng chiếu từ nước ra ngoài không khí với góc tới là i, có góc khúc xạ là r. Kết luận nào dưới đây là đúng? A. v1 v2 ;i r B. v1 v2 ;i r C. v1 v2 ;i r D. v1 v2 ;i r Câu 2 (VD): Một con lắc lò xo nằm ngang có tần số góc dao động riêng 0 10rad / s . Tác dụng vào vật nặng theo phương của trục lò xo một ngoại lực biến thiên Fn F0.cos 20t N . Sau một thời gian vật dao động điều hoà với tần biên độ 5cm. Khi vật qua li độ x = 3cm thì tốc độ của vật là: A. 60cm/s B. 40cm/s C. 30cm/s D. 80cm/s Câu 3 (VD): Một vòng dây kín, phẳng được đặt trong từ trường đều. Trong khoảng thời gian 0,02s, từ thông qua vòng dây giảm đều từ giá trị 4.10 -3Wb về 0 thì suất điện động xuất hiện trong vòng dây có độ lớn: A. 2V B. 0,8V C. 0,2V D. 8V Câu 4 (TH): Một con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ 100 . Câu nào sau đây là sai đối với chu kì của con lắc ? A. Chu kì phụ thuộc chiều dài con lắc B. Chu kì phụ thuộc gia tốc trọng trường nơi có con lắc C. Chu kì không phụ thuộc vào khối lượng của con lắc D. Chu kì phụ thuộc biên độ dao động Câu 5 (TH): Phát biểu nào sau đây đúng? Trong từ trường, cảm ứng từ tại một điểm A. nằm theo hướng của lực từ. B. ngược hướng với lực từ. C. nằm theo hướng của đường sức từ. D. ngược hướng với đường sức từ. Câu 6 (VD): Khi nói về dao động điều hòa của một chất điểm, phát biểu nào sau đây là sai? A. Khi chất điểm đến vị trí cân bằng nó có tốc độ cực đại, gia tốc bằng 0. B. Khi chất điểm đến vị trí biên, nó có tốc độ bằng 0 và độ lớn gia tốc cực đại. C. Khi chất điểm đi qua vị trí cân bằng, gia tốc và vận tốc đổi chiều. D. Khi chất điểm qua vị trí biên, nó đổi chiều chuyển động nhưng gia tốc không đổi chiều. Câu 7 (VD): Một con lắc đơn có chiều dài dây treo là ℓ, dao động điều hòa với biên độ góc 0 rad . Biên độ dao động của con lắc đơn là : 0 l 2 A. B. 0.l C. D. 0.l l 0 Trang 1
2. Câu 8 (NB): Một chất điểm thực hiện đồng thời hai dao động có phương trình ly độ lần lượt là x1 A1.cos t 1 và x2 A2.cos t 2 . Biên độ dao động tổng hợp A được tính bằng biểu thức : 2 2 2 2 A. A A1 A2 2A1 A2.cos 2 1 B. A A1 A2 2A1 A2.cos 2 1 2 2 2 2 C. A A1 A2 2A1 A2.cos 2 1 D. A A1 A2 2A1 A2.cos 2 1 Câu 9 (VD): Cho một vật dao động điều hòa với biên độ A dọc theo trục Ox và quanh gốc tọa độ O. Một đại lượng Y nào đó của vật phụ thuộc vào li độ x của vật theo đồ thị có dạng một phần của đường pa – ra − bôn như hình vẽ bên. Y là đại lượng nào trong số các đại lượng sau? A. Thế năng B. Động năng C. Gia tốc D. Lực kéo về Câu 10 (TH): Một vật khối lượng m, dao động điều hòa với phương trình x A.cost . Mốc thế năng ở vị trí cân bằng, động năng cực đại của vật này bằng : 1 1 1 A. m.A2 B. m 2.A2 C. m 2.A2 D. m 2.A 2 2 2 Câu 11 (TH): Chọn câu đúng. Một vật dao động điều hòa đang chuyển động từ vị trí cân bằng đến vị trí biên âm thì A. vectơ vận tốc ngược chiều với vectơ gia tốc B. vận tốc và gia tốc cùng có giá trị âm C. độ lớn vận tốc và gia tốc cùng tăng. D. độ lớn vận tốc và gia tốc cùng giảm. Câu 12 (VD): Một vật dao động điều hòa trên trục Ox. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của li độ x vào thời gian t. Tần số góc của dao động là A. 10 rad/s. B. 5π rad/s. C. 10π rad/s. D. 5 rad/s. Câu 13 (NB): Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k gắn vật m dao động điều hòa với tần số góc ω. Tần số góc dao động của con lắc được xác định theo công thức là: m k 1 m 1 k A. B. C. D. k m 2 k 2 m Trang 2
3. Câu 14 (VD): Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo độ cứng k, khối lượng vật m với biên độ A . Mối liên hệ giữa vận tốc và li độ của vật ở thời điếm t là k k m m A. A2 x2 .v2 B. x2 A2 .v2 C. x2 A2 .v2 D. A2 x2 .v2 m m k k Câu 15 (VD): Hai con lắc đơn dao động điều hòa tại cùng một vị trí trên Trái Đất. Chiều dài và chu kì T1 1 dao động của con lắc đơn lần lượt là l1;l2 và T1;T2 . Biết . Hệ thức đúng là: T2 2 l l l 1 l 1 A. 1 2 B. 1 4 C. 1 D. 1 l2 l2 l2 4 l2 2 Câu 16 (TH): Xét hai dao động cùng phương, cùng tần số. Biên độ dao động tổng hợp không phụ thuộc vào yếu tố nào? A. Biên độ dao động thứ hai. B. Tần số dao động C. Biên độ dao động thứ nhất D. Độ lệch pha hai dao động. Câu 17 (VD): Một con lắc dao động tắt dần trong môi trường với lực ma sát rất nhỏ. Cứ sau mỗi chu kì, phần năng lượng của con lắc bị mất đi 8%. Trong một dao động toàn phần biên độ giảm đi bao nhiêu phần trăm? A. 4% B. 2 2% C. 6% D. 1,6% Câu 18 (VD): Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo thẳng đứng thì phát biểu nào sau đây là đúng? A. Với mọi giá trị của biên độ, lực đàn hồi luôn ngược chiều với trọng lực B. Lực đàn hồi luôn cùng chiều với chiều chuyển động khi vật đi về vị trí cân bằng C. Lực đàn hồi đổi chiều tác dụng khi vận tốc bằng không D. Khi vật ở vị trí lò xo có chiều dài ngắn nhất và dài nhất thì hợp lực tác dụng lên vật có độ lớn bằng nhau Câu 19 (TH): Phương trình dao động điều hòa của một chất điểm là x A.cos t cm . Hỏi gốc thời 2 gian được chọn lúc nào ? A. Lúc chất điểm đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm B. Lúc chất điểm đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương C. Lúc chất điểm ở vị trí biên x = - A D. Lúc chất điểm ở vị trí biên x = +A Câu 20 (TH): Lực kéo về tác dụng lên một chất điểm dao động điều hòa có độ lớn A. không đổi nhưng hướng thay đổi. B. và hướng không đổi. C. tỉ lệ với độ lớn của li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng. D. tỉ lệ với bình phương biên độ. Câu 21 (TH): Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học? Trang 3
4. A. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số của ngoại lực điều hoà bằng tần số dao động riêng của hệ. B. Tần số dao động tự do của một hệ cơ học là tần số dao động riêng của hệ ấy. C. Tần số dao động cưỡng bức của một hệ cơ học bằng tần số của ngoại lực điều hoà tác dụng lên hệ ấy. D. Biên độ dao động cưỡng bức của một hệ cơ học khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng (sự cộng hưởng) không phụ thuộc vào lực cản của môi trường. Câu 22 (TH): Một vật dao động điều hòa theo phương trình x 4.cos 20 t . Tần số dao động của vật là A. 15Hz B. 25Hz C. 20Hz D. 10Hz Câu 23 (NB): Trong dao động điều hoà, độ lớn cực đại của vận tốc là : 2 2 A. vmax A B. vmax A C. vmax A  D. vmax A Câu 24 (NB): Một tụ điện có điện dung C, được nạp điện đến hiệu điện thế U, điện tích của tụ là Q. Công thức nào sau đây không phải là công thức xác định năng lượng của tụ điện? 1 Q2 1 U 2 A. W CU 2 B. W C. W QU D. W 2 2C 2 2C Câu 25 (TH): Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động tắt dần? A. Dao động tắt dần là dao động chỉ chịu tác dụng của nội lực B. Lực cản môi trường tác dụng lên vật luôn sinh công dương C. Cơ năng của vật dao động tắt dần không đổi theo thời gian D. Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian Câu 26 (VD): Một vật nhỏ có chuyển động là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương. Hai dao động này có phương trình là x1 A1.cos t và x2 A2.cos t . Gọi E là cơ năng của vật. Khối 2 lượng của vật bằng : 2E E 2E E A. B. C. D. 2 2 2 2 2 2  2 A2 A2  2 A2 A2  A1 A2  A1 A2 1 2 1 2 Câu 27 (VD): Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, tại vị trí cân bằng lò xo dãn l , kích thích cho con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với chu kì T. Trong một chu kỳ khoảng thời gian để lực đàn T hồi tác dụng vào vật cùng chiều với trọng lực là . Biên độ dao động của vật là : 4 l A. 3. l B. 2. l C. 2. l D. 2 Câu 28 (VD): Một chất điểm tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số. Biết dao động thành phần thứ nhất có biên độ A1 4 3cm , dao động biên độ tổng hợp A 4cm . Dao động thành phần thứ hai sớm pha hơn dao động tổng hợp là . Dao động thành phần thứ hai có biên độ A là : 3 2 Trang 4
5. A. 4 cm B. 8 cm C. 4 3cm D. 6 3cm Câu 29 (VD): Ở một nơi trên Trái Đất, hai con lắc đơn có cùng khối lượng đang dao động điều hoà. Gọi l1;s01; F1 và l2 ;s02 ; F2 lần lượt là chiều dài, biên độ, độ lớn lực kéo về cực đại của con lắc thứ nhất và của F1 con lắc thứ hai. Biết 3l2 2l1;2s02 3s01 . Tỉ số là : F2 9 2 4 3 A. B. C. D. 4 3 9 2 Câu 30 (VD): Một vật dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O. Tại thời điểm t 1, vật đi qua vị trí cân 1 bằng. Trong khoảng thời gian từ thời điểm t 1 đến thời điểm t t s vật không đổi chiều chuyển 2 1 6 động và tốc độ của vật giảm còn một nửa. Trong khoảng thời gian từ thời điểm t2 đến thời điểm 1 t t s , vật đi được quãng đường 6 cm. Tốc độ cực đại của vật trong quá trình dao động là : 3 2 6 A. 0,38 m/s. B. 1,41 m/s. C. 37,7 m/s. D. 22,4 m/s. Câu 31 (VD): Một chất điểm dao động điều hòa theo một quỹ đạo thẳng dài 14cm với chu kì 1s. Tốc độ trung bình của chất điểm từ thời điểm t 0 chất điểm qua vị trí có li độ 3,5cm theo chiều dương đến thời điểm gia tốc của chất điểm có độ lớn cực đại lần thứ 3 (kể từ t0) là A. 28,0 cm/s. B. 27,0 cm/s. C. 26,7 cm/s. D. 27,3 cm/s. Câu 32 (VD): Một vật dao động diều hòa với biên độ A = 4 cm và chu kì T = 2s, chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua VTCB theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là A. x 4.cos t cm B. x 4.cos 2 t cm 2 2 C. x 4.cos t cm D. x 4.cos 2 t cm 2 2 Câu 33 (VD): Dao động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Biết dao động thứ nhất có biên độ A 1 = 6cm và trễ pha so với dao động tổng hợp. Tại thời điểm dao 2 động thứ hai có li độ bằng biên độ của dao động thứ nhất thì dao động tổng hợp có li độ 9cm. Biên độ dao động tổng hợp bằng A. 18cm B. 12cm C. 6 3cm D. 9 3cm Câu 34 (VDC): Một chất điểm dao động điều hòa vào ba thời điểm liên tiếp t1;t2 ;t3 vật có gia tốc lần lượt là a1;a2 ;a3 với a1 a2 a3 . Biết t3 t1 3 t3 t2 . Tại thời điểm t 3 chất điểm có vận tốc 3m / s và sau thời điểm này s chất điểm có li độ cực đại. Gia tốc cực đại của chất điểm bằng 30 A. 0,2m / s2 B. 5m / s2 C. 20m / s2 D. 0,1m / s2 Trang 5
6. Câu 35 (VD): Vật khối lượng m = 1kg gắn vào đầu lò xo được kích thích dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc ω = 10rad/s. Khi vận tốc vật bằng 60cm/s thì lực đàn hồi tác dụng lên vật bằng 8N. Biên độ dao động của vật là A. 10cm. B. 12cm. C. 5cm. D. 8cm. Câu 36 (VD): Tại nơi có gia tốc trọng trường g, một con lắc đơn có chiều dài l dao động điều hòa với chu kì 2,83s. Nếu chiều dài của con lắc là 0,5l thì con lắc dao động với chu kì là A. 2,00 s. B. 3,14 s. C. 1,42 s. D. 0,71 s. Câu 37 (VDC): Một con lắc đơn có khối lượng vật nặng là m = 100g, sợi dây mảnh. Từ vị trí cân bằng kéo vật sao cho dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 60 0 rồi thả nhẹ. Lấy g 10m / s2 , bỏ qua mọi lực cản. Khi độ lớn gia tốc của con lắc có giá trị nhỏ nhất thì lực căng sợi dây có độ lớn A. 1,5N. B. 2,0N. C. 0,5N. D. 1,0N. Câu 38 (VDC): Một lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m, đầu trên được treo vào một điểm cố định, đầu dưới gắn vào vặt nhỏ A có khối lượng 250g; vật A được nối với vật nhỏ B có khối lượng 250g bằng một sợi dây mềm, mảnh, nhẹ, không dãn và đủ dài. Từ vị trí cân bằng của hệ, kéo vật B thẳng đứng xuống dưới một đoạn 10cm rồi thả nhẹ để vật B đi lên với vận tốc ban đầu bằng không. Bỏ qua các lực cản, lấy giá trị gia tốc trọng trường g = 10m/s2. Quãng đường đi được của vật A từ khi thả tay cho đến khi vật A dừng lại lần đầu tiên là A. 22,5 cm. B. 21,6 cm. C. 19,1 cm. D. 20,0 cm. Câu 39 (VDC): Một chất điểm có khối lượng 200g thực hiện đồng thời hai dao động điểu hòa cùng tần 1 số, cùng biên độ có li độ phụ thuộc thời gian được biễu diễn như hình vẽ. Biết t t s . Lấy 2 10 . 2 1 3 Cơ năng của chất điểm có giá trị bằng 6,4 0,64 A. mJ B. mJ C. 64 J D. 6,4mJ 3 3 Câu 40 (VDC): Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100g được treo vào đầu tự do của một lò xo có độ cứng k = 20N/m . Vật nặng m được đặt trên một giá đỡ nằm ngang M tại vị trí lò xo không biến dạng. Cho giá đỡ M chuyển động nhanh dần đều xuống phía dưới với gia tốc a 2m / s2 . Lấy g 10m / s2 . Ở thời điểm lò xo dài nhất lần đầu tiên, khoảng cách giữa vật m và giá đỡ M gần giá trị nào nhất sau đây ? A. 14 cm. B. 3 cm. C. 5 cm. D. 16 cm. Trang 6
7. Đáp án 1-B 2-D 3-C 4-D 5-C 6-C 7-B 8-A 9-B 10-B 11-A 12-A 13-B 14-D 15-C 16-B 17-A 18-D 19-B 20-C 21-D 22-D 23-D 24-D 25-D 26-D 27-C 28-B 29-C 30-B 31-B 32-B 33-C 34-C 35-A 36-A 37-D 38-C 39-D 40-B LỜI GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đáp án B Phương pháp giải: Tốc độ ánh sáng trong không khí lớn hơn tốc độ ánh sáng trong nước Định luật khúc xạ ánh sáng: n1 sin i n2.sinr Giải chi tiết: Ta có tốc độ ánh sáng trong không khí lớn hơn tốc độ ánh sáng trong nước: v1 v2 1 Tia sáng truyền từ nước ra ngoài không khí. Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng ta có: nsin i sinr i r 2 Từ (1) và (2) ta có: v1 v2 ;i r Câu 2: Đáp án D Phương pháp giải: + Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức + Tốc độ dao động: v  A2 x2 Giải chi tiết: Phương trình của ngoại lực cưỡng bức tác dụng vào vật: Fn F0.cos 20t N Vậy tần số dao động của vật là:  20rad / s A 5cm Ta có: x 3cm Tốc độ của vật là: v  A2 x2 20. 52 32 80cm / s Câu 3: Đáp án C Phương pháp giải:  Độ lớn suất điện động cảm ứng : e c t Giải chi tiết: 3 1 4.10 Wb Ta có : 2 0 t 0,02s Trang 7
8. Suất điện động xuất hiện trong vòng dây có độ lớn là :  0 4.10 3 e 0,2V c t 0,02 Câu 4: Đáp án D Phương pháp giải: l Chu kì dao động điều hoà của con lắc đơn : T 2 g Giải chi tiết: Con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ 100 l T g;l Ta có công thức tính chu kì dao động là : T 2 g T m; A Vây chu kì không phụ thuộc biên độ dao động. Câu 5: Đáp án C Trong từ trường, cảm ứng từ tại một điểm nằm theo hướng của đường sức từ. Câu 6: Đáp án C Phương pháp giải: Vận tốc đổi chiều khi qua vị trí biên. Gia tốc đổi chiều khi vị trí cân bằng. Vận tốc có độ lớn cực đại khi qua vị trí cân bằng. Vận tốc có độ lớn bằng 0 khi qua vị trí biên. Gia tốc có độ lớn cực đại khi qua vị trí biên. Gia tốc có độ lớn bằng 0 khi qua vị trí cân bằng. Giải chi tiết: Ta có : + Vận tốc đổi chiều khi qua vị trí biên. + Gia tốc đổi chiều khi vị trí cân bằng. Vậy phát biểu sai là : Khi chất điểm đi qua vị trí cân bằng, gia tốc và vận tốc đổi chiều. Câu 7: Đáp án B Phương pháp giải: Công thức liên hệ giữa li độ góc và li độ cong là : s .l Giải chi tiết: Biên độ dao động của con lắc đơn là : S0 0.l Câu 8: Đáp án A Phương pháp giải: x1 A1.cos t 1 Phương trình hai dao động thành phần : x2 A2.cos t 2 Phương trình dao động tổng hợp : x x1 x2 A.cos t Trang 8
9. A A2 A2 2A A .cos 1 2 1 2 2 1 Với biên độ và pha ban đầu : Z Z tan L C R Giải chi tiết: x1 A1.cos t 1 Một chất điểm thực hiện đồng thời hai dao động : x2 A2.cos t 2 Biên độ A của dao động tổng hợp được xác định theo công thức : 2 2 A A1 A2 2A1 A2.cos 2 1 Câu 9: Đáp án B Phương pháp giải: 1 Công thức liên hệ giữa thế năng và li độ: W kx2 t 2 1 2 1 2 2 2 Công thức liên hệ giữa động năng và li độ: Wd .mv .m . A x 2 2 Công thức liên hệ giữa gia tốc và li độ: a  2 x Công thức liên hệ giữa lực kéo về và li độ: F k.x Giải chi tiết: Ta có công thức liên hệ giữa động năng và li độ là: 1 2 1 2 2 2 1 2 2 1 2 2 Wd .mv .m . A x .m .A .m .x 2 2 2 2 Có dạng của phương trình: Y A B.x2 có đồ thị Y theo x là đường pa – ra – bôn. Vậy Y là động năng. Câu 10: Đáp án B Phương pháp giải: 1 Động năng : W mv2 d 2 Tốc độ cực đại : vmax A Giải chi tiết: 1 1 Động năng cực đại của vật này là : W mv m 2 A2 d max 2 max2 2 Câu 11: Đáp án A Phương pháp giải: Vecto vận tốc cùng chiều chuyển động. Vecto gia tốc luôn hướng về VTCB. Vận tốc đổi chiều khi qua vị trí biên. Gia tốc đổi chiều khi vị trí cân bằng. Vận tốc có độ lớn cực đại khi qua vị trí cân bằng. Vận tốc có độ lớn bằng 0 khi qua vị trí biên. Gia tốc có độ lớn cực đại khi qua vị trí biên. Gia tốc có độ lớn bằng 0 khi qua vị trí cân bằng. Trang 9
10. Giải chi tiết: Một vật dao động điều hoà đang chuyển động từ vị trí cân bằng đến vị trí biên âm thì : + Vecto vận tốc có hướng từ phải sang trái + Vecto gia tốc có hướng từ trái sang phải Vậy vecto vận tốc ngược chiều với vecto gia tốc. Câu 12: Đáp án A Phương pháp giải: 2 Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị và công thức tần số góc:  T Giải chi tiết: T 2 2 Từ đồ thị ta thấy 0,2s T 0,4s  5 rad / s 2 T 0,4 Câu 13: Đáp án B Phương pháp giải: k Tần số góc của con lắc lò xo dao động điều hoà:  m Giải chi tiết: k Tần số góc dao động của con lắc được xác định theo công thức:  m Câu 14: Đáp án D Phương pháp giải: k Công thức xác định tần số góc của con lắc lò xo:  m v2 Hệ thức độc lập theo thời gian: A2 x2  2 Giải chi tiết: v2 Ta có hệ thức độc lập theo thời gian của x và v là: A2 x2 1  2 k k Lại có:   2 2 m m v2 m m Từ (1) và (2) suy ra: A2 x2 x2 .v2 A2 x2 .v2 k k k m Câu 15: Đáp án C Phương pháp giải: l Chu kì dao động của con lắc đơn dao động điều hoà: T 2 g Trang 10
11. Giải chi tiết: l1 T1 2 g T l 1 l 1 Ta có: 1 1 1 l T2 l2 2 l2 4 T 2 2 2 g Câu 16: Đáp án B Phương pháp giải: x1 A1.cos t 1 Phương trình hai dao động thành phần : x2 A2.cos t 2 Phương trình dao động tổng hợp : x x1 x2 A.cos t A A2 A2 2A A .cos 1 2 1 2 2 1 Với biên độ và pha ban đầu : Z Z tan L C R Giải chi tiết: x1 A1.cos t 1 Một chất điểm thực hiện đồng thời hai dao động : x2 A2.cos t 2 Biên độ A của dao động tổng hợp được xác định theo công thức : 2 2 A A1 A2 2A1 A2.cos 2 1 Vậy biên độ dao động tổng hợp không phụ thuộc vào tần số dao động. Câu 17: Đáp án A Phương pháp giải: 1 Công thức tính cơ năng : W kA2 2 Giải chi tiết: 1 W kA2 2 Ta có : 1 W kA 2 2 Sau 1 chu kì phần năng lượng của con lắc mất đi 8%, ta có : W W A2 A 2 .100% 8% 0,08 A 0,92.A W A2 Phần biên độ giảm đi sau 1 chu kì là : A A A 0,92.A .100% .100% 4% A A Câu 18: Đáp án D Trang 11
12. Phương pháp giải: Lực đàn hồi sinh ra do lò xo bị biến dạng, có xu hướng đưa lò xo về trạng thái không biến dạng. Lực đàn hồi của lò xo xuất hiện ở cả hai đầu của lò xo và tác dụng vào các vật tiếp xúc (hay gắn) với nó làm nó biến dạng. Khi bị dãn, lực đàn hồi của lò xo hướng vào trong, còn khi bị nén, lực đàn hồi của lò xo hướng ra ngoài. Công thức của lực hồi phục (hợp lực tác dụng lên vật) : Fhp k.x Giải chi tiết: Ta có công thức xác định lực hồi phục : Fhp k.x Vậy khi vật ở vị trí lò xo có chiều dài ngắn nhất và dài nhất thì hợp lực tác dụng lên vật có độ lớn bằng nhau. Câu 19: Đáp án B Phương pháp giải: Sử dụng VTLG Giải chi tiết: Ta có VTLG : Phương trình dao động điều hòa của một chất điểm là x A.cos t cm 2 Vậy gốc thời gian được chọn là lúc chất điểm đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Câu 20: Đáp án C Phương pháp giải: Công thức lực kéo về : Fkv k.x Vecto lực kéo về luôn hướng về VTCB Giải chi tiết: Lực kéo về tác dụng lên một chất điểm dao động điều hòa có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng. Trang 12
13. Câu 21: Đáp án D Phương pháp giải: - Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng nhanh đột ngột đến giá trị cực đại khi tần số fn của ngoại lực bằng tần số riêng f0 của vật dao động. - Điều kiện : + Tần số ngoại lực bằng tần số dao động riêng của vật + Lực cản nhỏ : biên độ lớn; Lực cản lớn : biên độ nhỏ Giải chi tiết: Phát biểu sai khi nói về dao động cơ học là : Biên độ dao động cưỡng bức của một hệ cơ học khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng (sự cộng hưởng) không phụ thuộc vào lực cản của môi trường. Câu 22: Đáp án D Phương pháp giải:  Tần số dao động : f 2 Giải chi tiết: Tần số góc của dao động :  20 rad / s  20 Tần số của dao động là : f 10Hz 2 2 Câu 23: Đáp án D Độ lớn cực đại của vận tốc là : vmax A Câu 24: Đáp án D Phương pháp giải: 1 Q2 1 Công thức xác định năng lượng của tụ : W CU 2 QU 2 2C 2 Giải chi tiết: 1 Q2 1 Các công thức xác định năng lượng của tụ : W CU 2 QU 2 2C 2 U 2 Công thức không phải là công thức xác định năng lượng của tụ điện là : W 2C Câu 25: Đáp án D Phương pháp giải: Dao động tắt dần là dao động có biên độ và cơ năng giảm dần theo thời gian do lực cản của môi trường. Giải chi tiết: Phát biểu đúng khi nói về dao động tắt dần là : Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian. Trang 13
14. Câu 26: Đáp án D Phương pháp giải: x1 A1.cos t 1 + Một chất điểm thực hiện đồng thời hai dao động : x2 A2.cos t 2 Biên độ A của dao động tổng hợp được xác định theo công thức : 2 2 A A1 A2 2A1 A2.cos 2 1 m 2 A2 + Công thức tính cơ năng : W 2 Giải chi tiết: 2 2 2 2 Biên độ của dao động tổng hợp là : A A1 A2 2A1 A2.cos 0 A1 A2 2 m 2 A2 2E 2E Cơ năng của vật : E m 2 2 2 2 2 2  A  A1 A2 Câu 27: Đáp án C Phương pháp giải: + Lực đàn hồi sinh ra do lò xo bị biến dạng, có xu hướng đưa lò xo về trạng thái không biến dạng. + Trọng lực có phương thẳng đứng, chiều hướng từ trên xuống. + Sử dụng VTLG Giải chi tiết: Ta có trọng lực tác dụng vào vật luôn có phương thẳng đứng, chiều hướng từ trên xuống. Lực đàn hồi tác dụng vào vật có xu hướng đưa lò xo về trạng thái không biến dạng, do đó lực đàn hồi có chiều hướng từ trên xuống khi lò xo bị nén. Biểu diễn trên hình vẽ ta có: Biểu diễn trên VTLG ta có: Trang 14
15. Trong một chu kỳ khoảng thời gian để lực đàn hồi tác dụng vào vật cùng chiều với trọng lực (vật quay từ T 2 T M đến N) là tương ứng với góc quét : . t . 4 T 4 2 Suy ra M· OH 4 OH l Xét ∆MOH có : cos M· OH cos A 2. l OM 4 A Câu 28: Đáp án B Phương pháp giải: x1 A1.cos t 1 Một chất điểm thực hiện đồng thời hai dao động : x2 A2.cos t 2 Dao động tổng hợp : x x1 x2 A.cos t 2 2 2 Biên độ dao động của thành thứ 1 là : A1 A A2 2AA2.cos 2 Giải chi tiết: A 4 3cm 1 Ta có : A 4cm rad 3 Dao động thành phần thứ 1 có biên độ được tính theo công thức: 2 2 2 A1 A A2 2AA2.cos 2 2 4 3 42 A2 2.4.A .cos 2 2 3 2 A2 4A2 32 0 A2 8cm t / m A2 8cm A2 4cm loai Câu 29: Đáp án C Trang 15
16. Phương pháp giải: s Công thức của lực kép về : F mg.sin mg. mg. m 2.s kv l m.g F m 2.s .s kvmax 0 l 0 Giải chi tiết: m.g Độ lớn lực kéo về cực đại : F m 2.s .s kvmax 0 l 0 m.g .s F l 01 s .l Ta có : 1 1 01 2 m.g F2 s02.l1 .s02 l2 3l2 2l1 l1 1,5l2 F s .l 4 Lại có : 1 01 2 2s02 3s01 s02 1,5.s01 F2 1,5s01.1,5l2 9 Câu 30: Đáp án B Phương pháp giải: Công thức tính tốc độ : v  A2 x2 Tốc độ cực đại : vmax A Sử dụng VTLG. Giải chi tiết: Thời điểm t1 vật qua vị trí cân bằng tốc độ của vật cực đại: x 0;vmax A 2 2 A 3 Thời điểm t2 tốc độ của vật giảm 1 nửa : v  A x x A 2 2 T 1 2 Thời gian vật đi từ t1 đến t2 là : s T 1s  2 rad / s 6 6 T 1 T A 3 Thời gian vật đi từ t2 đến t3 là : s nên tại t3 là vị trí x 6 6 2 Từ VTLG ta xác định được quãng đường đi được: A 3 A 3cm A 12 6 3 cm 2 Trang 16
17. Tốc độ cực đại: vmax 12 6 3 2 140,695cm / s 1,41m / s Câu 31: Đáp án B Phương pháp giải: s Tốc độ trung bình: v tb t Chiều dài quỹ đạo: L 2.A (A là biên độ dao động) Gia tốc có độ lớn cực đại khi qua vị trí biên. Giải chi tiết: L 14 Biên độ dao động: A 7cm 2 2 Tại thời điểm t0 chất điểm qua vị trí có li độ 3,5cm theo chiều dương. Gia tốc có độ lớn cực đại khi qua vị trí biên. Từ thời điểm t0 đến khi chất điểm có độ lớn cực đại lần thứ 3 góc quét được là: 7 T 7 T 7 2 rad t . . s 3 3  2 3 2 6 Và quãng đường chất điểm đi được là: s 3,5 4.7 31,5cm s 31,5 Tốc độ trung bình: v 27cm / s tb t 7 6 Câu 32: Đáp án B Phương pháp giải: Xác định A; ω; φ của phương trình x A.cos t Giải chi tiết: Biên độ: A 4cm 2 2 Tần số góc:  rad / s T 2 Trang 17
18. Gốc thời gian là lúc vật đi qua VTCB theo chiều dương rad 2 Vậy phương trình dao động: x 4.cos t cm 2 Câu 33: Đáp án C Phương pháp giải: x1 A1.cos t 1 Phương trình hai dao động thành phần : x2 A2.cos t 2 Phương trình dao động tổng hợp : x x1 x2 A.cos t Giải chi tiết: Dao động tổng hợp: x x1 x2 A.cos t x2 A1 6cm Ta có: x1 x x2 9 6 3cm x x1 x2 9cm Dao động thứ nhất trễ pha so với dao động tổng hợp nên: 2 2 2 2 2 x1 x 3 9 2 2 2 1 2 2 1 A 108 A 6 3cm A1 A 6 A Câu 34: Đáp án C Phương pháp giải: Sử dụng VTLG 2 Độ lớn gia tốc cực đại: amax  A .vmax Giải chi tiết: Ta có a1 a2 a3 , các thời điểm t1;t2 ;t3 lại liên tiếp nên ta có: Trang 18
19. 32 31 3 1 a amax 3. 2 2 31 32 21 3 3 Tại thời điểm t3 thì v v 3 v 2m / s 2 max max T Sau đó t s T s thì li độ của vật cực đại. 6 30 5 2 Tần số góc của dao động là:  10 rad / s T 2 Gia tốc cực đại của chất điểm: amax  A .vmax 10.2 20m / s Câu 35: Đáp án A Phương pháp giải: k Tần số góc:  k m. 2 m Độ lớn lực đàn hồi: Fdh k. x v2 Biên độ dao động: A x2  2 Giải chi tiết: k Độ cứng của lò xo:  k m. 2 1.102 100 N / m m F 8 Độ lớn lực đàn hồi tác dụng vào vật: F k. x x dh 0,08m 8cm dh k 100 v 60cm / s Có: x 8cm  10rad / s v2 602 Biên độ dao động của vật là: A x2 82 10cm  2 102 Trang 19
20. Câu 36: Đáp án A Phương pháp giải: l Chu kì dao động của con lắc đơn: T 2 g Giải chi tiết: l T 2 2,83s g T 1 Ta có: 0,5.l T 0,5 T 2 g T T. ,5 2,83. 0,5 2s Câu 37: Đáp án D Phương pháp giải: + Lực căng dây: T mg 3.cos 2.cos 0 + Gia tốc của con lắc đơn: Gia tốc tiếp tuyến: at g.sin Gia tốc pháp tuyến: an 2g. cos cos 0 2 2 2 2 2 2 Gia tốc toàn phần: a at an g .sin 4g . cos cos 0 Giải chi tiết: Gia tốc của con lắc đơn: 2 2 2 2 2 2 a at an g .sin 4g . cos cos 0 g sin2 4 cos cos60 2 10. sin2 4 cos2 cos 0,52 10 sin2 4cos2 4cos 1 10 sin2 cos2 3cos2 4cos 1 10 3cos2 4cos 2 2 2 2 2 2 Ta có: 3cos 4cos 2 3 cos 3 3 3 2 2 amin 3cos 4cos 2 min 3 2 2 Dấu “=” xảy ra khi 3 cos cos 3 3 Khi đó lực căng dây có độ lớn: Trang 20
21. 2 T mg 3.cos 2.cos 0 0,1.10. 3. 2.cos60 1N 3 Câu 38: Đáp án C Phương pháp giải: k Công thức tính tần số góc của con lắc lò xo:  m Công thức tính tốc độ: v  A2 x2 v2 Công thức tính biên độ dao động: A x2  2 Giải chi tiết: Độ giãn của lò xo tại vị trí cân bằng O của hệ hai vật là: 2mg 2.0,25.10 l 0,05m 5cm 0 k 100 Ta chia quá trình chuyển động của vật A thành các giai đoạn sau: + Giai đoạn 1: Khi kéo vật B xuống 1 đoạn 10cm (Vật A đến vị trí I) rồi buông nhẹ thì vật A dao động với biên độ A1 10cm k 100 Tần số góc:  10 2rad / s 1 2m 2.0,25 + Giai đoạn 2: Khi vật đến vị trí M tức là: xM O1 l 5cm 2 2 2 2 vM  A1 xM 10 2. 10 5 50 6cm / s Lúc này lực đàn hồi thôi tác dụng, sợi dây bị chùng, vật B xem như được ném lên với vận tốc ban đầu vM. Lúc này vật A dao động điều hoà với VTCB là O2 cao hơn O1 một đoạn: m .g 0,25.10 x O O B 2,5cm 0 1 2 k 100 Trang 21
22. xM O2 2,5cm k 100 Khi đó tần số góc là:  20rad / s 2 m 0,25 Biên độ dao động của vật A lúc này là: 2 2 50 6 2 vM 2 A2 xM 2 2,5 2 6,61cm 2 20 Quãng đường đi được của vật A từ khi thả tay cho đến khi vật A dừng lại lần đầu tiên, tức là vị trí P (biên âm) là: d IO2 O2 P A1 x0 A2 10 2,5 6,61 19,1cm Câu 39: Đáp án D Phương pháp giải: Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị Sử dụng VTLG xác định biên độ của dao động thành phần và độ lệch pha của x1 và x2 2 2 Công thức tính biên độ của dao động tổng hợp: Ath A1 A2 2A1 A2 cos 1 1 4 2 Cơ năng: W m 2 A2 m. .A2 2 2 T 2 Giải chi tiết: Từ đồ thị ta có: x2 4cm + Tại thời điểm t1 : x1 4cm x2 0cm + Tại thời điểm t2 : x1 4cm Gọi A và φ là biên độ dao động và độ lệch pha của hai dao động thành phần. Biểu diễn trên VTLG ta có : Trang 22
23. 4 cos 2 A Từ VTLG ta có: cos sin 4 2 sin A 8 cos cos A cm 2 2 3 3 Biên độ dao động tổng hợp hai dao động thành phần là: 2 2 Ath A A 2A.A.cos 2 2 8 8 8 8 Ath 2. . .cos 8cm 0,08m 3 3 3 3 3 T T Ta có: t . 3 1 2  3 2 6 T 1 t t s T 2s 2 1 6 3 Cơ năng của chất điểm có giá trị bằng: 1 1 4 2 W m 2 A2 m. .A2 2 2 T 2 1 4.10 W .0,2. .0,082 6,4.10 3 J 6,4mJ 2 22 Câu 40: Đáp án B Phương pháp giải: k Công thức tính tần số góc của con lắc lò xo:  m v v at 0 Công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều: 1 s v t at 2 0 2 Áp dụng định luật II Niuton. Khi vật dời giá đỡ thì N = 0. Giải chi tiết: k 20 Tần số góc của con lắc m:  10 2 rad / s m 0,1 Phương trình định luật II Niuton cho vật m là:  P N Fdh m.a * Chiếu (*) theo phương chuyển động ta có: P N Fdh ma Tại vị trí m dời khỏi giá đỡ thì: N 0 P Fdh ma mg k. l ma Trang 23
24. mg ma 0,1 10 2 l 0,04m 4cm k 20 1 1 Phương trình quãng đường chuyển động của m: s v t at 2 at 2 0 2 2 Tại vị trí vật m dời khỏi giá đỡ thì hai vật đã đi được một khoảng thời gian: 2s 2. l 2.0,04 t 0,2s a a 2 Vận tốc của vật m ngay sau khi dời giá đỡ là: v v0 at 0 2.0,2 0,4m / s 40cm / s Sau khi rời khỏi giá đỡ vật m sẽ dao động quanh vị trí cân bằng mới, tại vị trí này lò xo giãn: mg 0,1.10 l 0,05m 5cm 0 k 20 Ta sử dụng VTLG xác định thời gian từ khi M tách khỏi m đến khi lò xo dài nhất lần đầu tiên. Góc quét tương ứng là: 1090 tương ứng với khoảng thời gian: 109 t 180 0,1345s  10 2 Quãng đường vật M đi được trong khoảng thời gian này là: 1 1 S vt at 2 40.0,1345 .200.0,13452 7,2cm M 2 2 Quãng đường vật m đi được trong khoảng thời gian này là: Sm 3 1 4cm Khoảng cách giữa hai vật: S SM Sm 7,2 4 3,2cm Trang 24