Khi vật ở vị trí cân bằng, tốc độ của nó cực đại.. Gia tốc của vật dao động điều hoà có độ lớn cực đại khi vật ở vị trí biên?. Gia tốc của vật dao động điều hoà đạt cực đại khi vật ở vị
Trang 1TỔNG HỢP NGÂN HÀNG CÂU HỎI CHẤT LƯỢNG CAO – DAO ĐỘNG CƠ
(Trích: Sách BT CD, SBT KNTT, SBT CTST)
Họ và tên………Trường………
I TRẮC NGHIỆM
Câu 1 Khẳng định nào dưới đây là đúng khi nói về chuyển động của một vật dao động điều hoà?
A Khi vật ở vị trí biên, vận tốc của nó cực đại
B Khi vật ở vị trí cân bằng, gia tốc của nó cực đại
C Khi vật ở vị trí biên, gia tốc của nó bằng không
D Khi vật ở vị trí cân bằng, tốc độ của nó cực đại
Câu 2 Một vật dao động điều hoà với phương trình x = 4cos5t (cm) (t tính bằng s) Tốc độ của vật khi đi qua
vị trí cân bằng là
A 50 cm/s B 20 cm/s C 100 cm/s D 80 cm/s
Câu 3 Khi nói về gia tốc của vật dao động điều hoà, phát biểu nào dưới đây là đúng?
A Gia tốc của vật dao động điều hoà luôn không đổi theo thời gian
B Gia tốc của vật dao động điều hoà có độ lớn cực đại khi vật ở vị trí biên
C Gia tốc của vật dao động điều hoà tỉ lệ nghịch với li độ
D Gia tốc của vật dao động điều hoà đạt cực đại khi vật ở vị trí cân bằng
Câu 4 Cho đồ thị li độ theo thời gian của một vật dao động điều
hoà như hình vẽ Thông tin nào dưới đây là đúng?
A Biên độ của dao động là 10 cm
B Tần số của dao động là 10 Hz
C Chu kì của dao động là 10 s
D Tần số góc của dao động là 0,1 rad/s
Câu 5 Sau khi chạy một quãng đường ngắn, nhịp tim của một bạn
học sinh là 96 nhịp mỗi phút Tần số đập của tim bạn học sinh đó là
Câu 6 Trong ba đồ thị ở hình, đồ thị
nào mô tả vật dao động điều hoà?
A Không đồ thị nào B Đồ thị 3
C Đồ thị 2 D Đồ thị 1
Câu 7 Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k không đổi, dao động điều hoà Nếu
khối lượng m = 200g thì chu kì dao động của con lắc là 2 s Để chu kì con lắc là 1 s thì khối lượng m bằng
Câu 8 Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về dao động cưỡng bức?
A Biên độ của dao động cưỡng bức không đổi
B Tần số của dao động bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức
Trang 2C Tần số ngoại lực càng lớn thì biên độ của dao động càng lớn
D Với một tần số ngoại lực xác định, biên độ ngoại lực càng lớn thì biên độ của dao động cảng lớn
Câu 9 Một con lắc lò xo có chu kì dao động riêng T = 1 s Tác dụng các lực cưỡng bức biến đổi tuần hoàn
theo phương trùng với trục của lò xo Lực cưỡng bức nào dưới đây làm cho con lắc dao động mạnh nhất?
A F=3F0сosπt B F=F0сos2πt C F=3F0сos2πt D F=2F0сosπt
Câu 10 Treo quả cầu vào sợi dây mảnh không co giãn để tạo thành một con lắc đơn Trong quá trình dao động
điều hoà của con lắc đơn đó, có sự biến đổi qua lại giữa
A động năng và thế năng đàn hồi B thế năng đàn hồi và thế năng hấp dẫn
C thế năng đàn hồi và cơ năng D động năng và thế năng hấp dẫn
Câu 11 Trong thực hành, để đo gia tốc trọng trường, một học sinh dùng con lắc đơn có chiều dài dây treo 80,00 cm Khi cho con lắc dao động điều hoà, học sinh này thấy con lắc thực hiện được 20,00 dao động trong
thời gian 36,00 s Theo kết quả thí nghiệm trên, gia tốc trọng trường tại nơi học sinh làm thí nghiệm bằng
A 9,847 m/s² B 9,874 m/s² C 9,748 m/s² D 9,783 m/s²
Câu 12 Một con lắc lò xo gồm lò xo khối lượng không đáng kể, độ cứng k, một đầu cố định và một đầu gắn
với viên bi nhỏ khối lượng m Con lắc này đang dao động điều hoà có cơ năng
A tỉ lệ nghịch với độ cứng k của lò xo B tỉ lệ với bình phương biên độ dao động
C tỉ lệ với bình phương chu kì dao động D tỉ lệ nghịch với khối lượng m của viên bi
Câu 13 Một vật nhỏ khối lượng 0,10 kg dao động điều hoà theo phương trình x=8,0cos10,0t (x tính bằng cm;
t tính bằng s) Động năng cực đại của vật là
Câu 14 Phát biểu nào sau đây sai? Cơ năng của vật dao động điều hoà
A bằng thế năng khi vật ở vị trí biên B bằng động năng khi vật ở vị trí cân bằng
C bằng động năng khi vật ở vị trí biên D bằng tổng động năng và thế năng tại mọi vị trí
Câu 15 Khi nói về dao động tắt dần, phát biểu nào dưới đây là không đúng?
A Biên độ giảm dần theo thời gian
B Cơ năng dao động không thay đổi
C Tác dụng của lực cản môi trường là nguyên nhân chính làm cho dao động tắt dần
D Sự tắt dần của dao động diễn ra nhanh hay chậm phụ thuộc vào cơ năng ban đầu của dao động và lực cản
của môi trường
Câu 16 Con lắc lò xo gồm lò xo khối lượng không đáng kể, một đầu cố định và đầu kia gắn với một viên bi nhỏ Con lắc này đang dao động điều hoà theo phương nằm ngang Lực đàn hồi của lò xo tác dụng lên viên bi
luôn hướng
A theo chiều chuyển động của viên bi B về vị trí cân bằng của viên bi
C ngược chiều chuyển động của viên bi D về vị trí biên
Trang 3Câu 17 Tại một nơi xác định, chu kì của con lắc đơn tỉ lệ thuận với
A căn bậc hai gia tốc trọng trường B gia tốc trọng trường
C căn bậc hai chiều dài con lắc D chiều dài con lắc
Câu 18 Phát biểu nào sau đây đúng?
A Dao động của quả lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức
B Dao động cưỡng bức đang xảy ra cộng hưởng, nếu lực cản của môi trường tác dụng lên vật dao động giảm thì biên độ dao động cũng giảm
C Hiện tượng cộng hưởng trong dao động cưỡng bức luôn có hại
D Dao động cưỡng bức lúc ổn định, tốc độ cung cấp năng lượng của ngoại lực bằng tốc độ mất năng lượng
của dao động
Câu 19 Dao động của quả lắc đồng hồ không tắt dần là vì
A lực cản tác dụng lên quả lắc không đáng kể
B quả lắc có khối lượng lớn nên cơ năng dao động lớn, vì vậy sự tắt dần xảy ra rất chậm nên không phát hiện ra dao động của nó tắt dần
C trong đồng hồ có một nguồn năng lượng dự trữ, năng lượng mất đi sau mỗi chu kì dao động được bù lại
từ nguồn năng lượng dự trữ này
D trọng lực luôn thực hiện công lên quả lắc trong suốt quá trình nó dao động
II TỰ LUẬN
Câu 20 Thú nhún lò xo (Hình 1.12) là một loại đồ chơi của các em nhỏ So sánh chu kì dao
động của thú nhún nếu hai em bé có khối lượng khác nhau m1 > m2 lần lượt ngồi lên con thú
nhún này
Câu 21 Một con lắc lò xo treo thẳng đứng ở nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s2 Khi vật ở vị
trí cân bằng, lò xo giãn một đoạn 2,5 cm Tính chu kì dao động của con lắc lò xo này
Câu 22 Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng 0,500 kg mắc với lò xo nhẹ có độ cứng 70,0
N/m Con lắc dao động với biên độ 4,00 cm Tính tốc độ của vật khi qua vị trí cân bằng
Câu 23 Một con lắc đơn có chiều dài dây treo 1,2 m dao động điều hoà với biên độ 5,0 cm tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s2 Tính tốc độ và gia tốc của con lắc khi qua vị trí có li độ 2,5 cm
Câu 24 Trong các máy đo gia tốc thường có một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m gắn với một cặp lò
xo Vật sẽ dao động điều hoà khi máy chuyển động có gia tốc Một máy đo gia tốc gồm vật khối lượng 0,080
kg, gắn với cặp lò xo có độ cứng 4,0.103 N/m Biên độ của vật khi dao động là 2,0 cm Xác định:
a) Chu kì dao động của con lắc lò xo
b) Gia tốc cực đại của vật
Câu 25 Một vật có khối lượng 0,250 kg được gắn vào lò xo nhẹ để dao động với biên độ 0,125 m trên mặt bàn nằm ngang không ma sát Khi vật đi qua vị trí cân bằng, tốc độ của nó là 3,00 m/s
a) Tìm độ cứng của lò xo
b) Tìm tốc độ của vật khi nó ở vị trí có li độ x =A/2
Trang 4Câu 26 Cho đồ thị li độ theo thời gian của một vật dao
động điều hoà như hình Xác định:
a) Biên độ, chu kì, tần số và tần số góc của dao động
b) Vận tốc và gia tốc của vật tại các điểm A, B, C
Câu 27 Một con lắc đơn gồm vật nhỏ treo vào sợi dây có
chiều dài l và dao động điều hoà tại nơi có gia tốc trọng
trường 9,81 m/s2 Đồ thị li độ theo thời gian của vật được cho trong hình
Xác định:
a) Biên độ và chu kì của dao động
b) Chiều dài 1 của dây treo
c) Vận tốc của vật tại thời điểm t = 2,00 s
d) Gia tốc của vật tại thời điểm t = 3,00 s
Câu 28 Đồ thị hình bên mô tả sự thay đổi động năng của một vật
dao động điều hoà có khối lượng 0,40 kg theo thời gian Xác định:
a) Chu kì của dao động
b) Tốc độ cực đại của vật
c) Biên độ của dao động
d) Gia tốc cực đại của vật dao động
Câu 29 Đồ thị Hình 1.16 biểu diễn sự thay đổi động năng theo li
độ của một vật dao động điều hoà có chu kì 0,12 s Xác định:
a) Khối lượng của vật
b) Thế năng khi vật ở vị trí có li độ 1,0 cm
c) Vị trí tại đó vật có động năng bằng thế năng
Câu 30 Một nguyên tử trong tinh thể dao động điều hoà với tần số 1,0.1014 Hz Biên độ dao động của nguyên
tử đó là 2,0.10−12 m Xác định:
a) Tốc độ cực đại của nguyên tử
b) Gia tốc cực đại của nguyên tử
Câu 31 Cho hai dao động điều hoà (1) và (2) có đồ thị li độ – thời
gian như Hình 1.6 Xác định:
a) Biên độ, chu kì, tần số của mỗi dao động
b) Độ lệch pha của hai dao động tính theo đơn vị độ và rad
Trang 5Câu 32 Bố trí thí nghiệm như trong Hình 1.7 Vật có khối lượng m được gắn chặt vào một đầu thước kẻ và
cho dao động điều hoà tự do dưới tác dụng của cú gảy ban đầu Một máy đo gia tốc được gắn với vật giúp ta
xác định được gia tốc của nó ở các vị trí khác nhau Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của gia tốc vào li độ được
cho như trong Hình 1.8
a) Giải thích tại sao đồ thị có dạng đường thẳng với độ dốc âm
b) Từ đồ thị xác định biên độ và gia tốc cực đại của vật
c) Xác định tần số góc và chu kì dao động của vật
Câu 33 Một vật dao động điều hoà với tần số 60,0 Hz và biên độ 2,50 cm Tính tốc của vật khi nó ở li độ 0,800 cm
Câu 34 Bánh xe trong mô hình động cơ đơn giản ở hình vẽ
có bán kính A = 0,250 m Khi pít-tông dao động điều hoà theo
phương ngang với biên độ bằng A và tần số góc ω = 12,0 rad/s
thì bánh xe quay đều liên tục với tốc độ góc ω Tại thời điểm
t= 0, pít-tông đang ở vị trí x = A
a) Viết các phương trình li độ, vận tốc và gia tốc của pittông
b) Xác định vị trí, vận tốc và gia tốc của pít-tông tại thời điểm t= 1,15 s
c) Tính quãng đường pít-tông di chuyển được trong thời gian bánh xe quay 120 vòng
Câu 35 Cho đồ thị vận tốc – thời gian của một vật dao động điều hoà như Hình 1.11 Xác định:
a) Biên độ và tần số góc của dao động
b) Vị trí và gia tốc của vật tại các thời điểm t = 10,0
s và t= 15,0 s
Câu 36 Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật
có khối lượng m=0,20 kg gắn vào lò xo nhẹ có độ cứng k Trong quá trình vật dao động với chu kì 0,40 s, chiều
dài của lò xo thay đổi trong khoảng lmin = 0,20 m đến lmax = 0,24 m Gia tốc trọng trường tại nơi treo con lắc là
9,8 m/s2 Xác định:
a) Biên độ của dao động b) Tốc độ cực đại và gia tốc cực đại của vật
c) Chiều dài của lò xo khi chưa biến dạng d) Độ lớn lực đàn hồi của lò xo khi nó có chiều dài lớn nhất
Trang 6Câu 37 Một con lắc đơn gồm vật nhỏ treo vào sợi dây có
chiều dài 2,23 m tại nơi có gia tốc trọng trường g Đồ thị vận
tốc – thời gian của vật nhỏ khi con lắc dao động như ở Hình
1.15 Xác định:
a) Gia tốc trọng trường tại nơi treo con lắc
b) Gia tốc cực đại của vật
c) Li độ của vật tại thời điểm t = 2, 0 s
Câu 38 Một đồng hồ quả lắc chạy đúng giờ nếu con lắc đơn
của nó có chu kì 1,000 s, khi treo ở nơi có gia tốc trọng trường 9, 800 m/s2
a) Xác định chiều dài dây treo con lắc đơn của đồng hồ
b) Khi được vận chuyển tới một địa phương khác, đồng hồ này chạy chậm 90,00 s mỗi ngày Xác định gia tốc trọng trường tại nơi đó
c) Để đồng hồ chạy đúng giờ tại địa phương mới này, người ta cần điều chỉnh lại chiều dài dây treo con lắc như thế nào?
Câu 39 Một con lắc đơn gồm sợi dây có chiều dài 1,20 m và vật có khối lượng 0,500 kg Treo con lắc tại nơi
có gia tốc trọng trường 9.81 m/s2 Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng sao cho sợi dây tạo với phương thẳng đứng một góc α0 rồi thả tay cho vật dao động không vận tốc đầu Bỏ qua mọi lực cản Tính tốc độ của vật khi nó qua
vị trí cân bằng và độ lớn lực căng của dây treo khi đó trong trường hợp:
a) α0=8,00o
b) α0=30,0o
Câu 40 Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng 0,20 kg gắn vào lò xo nhẹ có độ cứng 50,0 N/m Tính cơ năng của con lắc khi nó dao động điều hoà với biên độ 4,0 cm
Câu 41 Một con lắc lò xo dao động điều hoà với cơ năng 1,0 J Biết rằng biên độ của vật dao động là 10,0 cm
và tốc độ cực đại của vật là 1,2 m/s Hãy xác định:
a) Khối lượng của vật gắn với lò xo
b) Độ cứng của lò xo
Câu 42 Một con lắc lò xo dao động điều hoà trên mặt bàn nằm ngang không ma sát với tần số 2,0 Hz Khối lượng của vật gắn với lò xo là 0,20 kg Tại thời điểm ban đầu, vật ở vị trí có li độ 5,0 cm và vận tốc – 0,30 m/s a) Viết phương trình li độ của vật
b) Xác định tốc độ cực đại và gia tốc cực đại của vật
c) Tìm vị trí của vật tại thời điểm 0,40 s
d) Tìm cơ năng dao động của con lắc
e) Tìm các vị trí mà tại đó con lắc có động năng gấp 3 lần thế năng
Trang 7Câu 43 Trong phân tử hydrochloric acid (HCl), nguyên tử chlorine (Cl)
và nguyên tử hydrogen (H) có thể được coi là kết nối với nhau giống như
có một lò xo nối giữa chúng Vì khối lượng của nguyên tử clorine lớn
hơn nhiều so với khối lượng của nguyên tử hydrogen nên có thể coi gần
đúng là nguyên tử chlorine đứng yên còn nguyên tử hydrogen dao động
điều hòa quanh một vị trí cân bằng
Hình 1.18 biểu diễn thế năng tương tác giữa hai nguyên tử trong phân
tử HCl Dựa vào đồ thị hãy xác định tần số dao động của nguyên tử
hydrogen Biết rằng khối lượng của nguyên tử hydrogen là
1,67.10−27 kg
Câu 44 Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng 0,500 kg gắn vào đầu tự do của một lò xo nhẹ có độ cứng 20,0 N/m Con lắc dao động theo phương nằm ngang với biên độ 4,00 cm
a) Tính tốc độ cực đại của vật dao động
b) Tính cơ năng dao động của con lắc
c) Tính động năng và tốc độ của vật khi nó ở vị trí có li độ 2,00 cm
Câu 45 Hình 1.19 là đồ thị vận tốc – thời gian của một con lắc đơn dao
động điều hoà với cơ năng 9,6 mJ Hãy xác định:
a) Khối lượng của vật nhỏ
b) Biên độ của dao động
c) Li độ của con lắc tại thời điểm 1,5 s
Câu 46 Hình 1.20 là đồ thị gia tốc – thời gian của một vật có khối lượng 0,15 kg đang dao động điều hoà Hãy xác định:
a) Biên độ của dao động
b) Vận tốc của vật tại thời điểm t = 1,0s
c) Động năng cực đại của vật
d) Thế năng và vị trí của vật tại thời điểm t = 2,0 s
Câu 47 Một con lắc lò xo nằm ngang, lò xo có khối lượng không đáng kể và có độ cứng k = 100,0 N/m Vật nhỏ m có khối lượng 0,20 kg Tác dụng vào vật m một ngoại lực F=Focos(2πft) với Fo không đổi còn f thay đổi được và có phương trùng với trục của lò xo Tìm f để biên độ dao động của vật m lớn nhất Bỏ qua sức cản tác dụng lên vật
Câu 48 Một con lắc lò xo treo trên trần của toa tàu ngay vị trí phía trên trục bánh xe Biết chiều dài mỗi thanh ray là L = 12m và khi tàu chạy thẳng đều với tốc độ v=20,0 m/s thì vật m gắn ở đầu dưới của lò xo dao động với biên độ lớn nhất Tìm chu kì dao động riêng T của con lắc
Trang 8Câu 49 Trong lịch sử có những trận động đất đã phá hủy các nhịp cầu của đường cao tốc trên cao Thực tế đã xảy ra là nhịp cầu ngang qua những nơi quan trọng được gia cố cẩn thận hơn thì bị sập; những nhịp cầu khác lại đứng vững Bằng hiểu biết của mình, em hãy dự đoán những nguyên nhân nào dẫn đến hiện tượng trên và bài học rút ra khi xây dựng cầu
Câu 50 Tháng 4 năm 1983, một lữ đoàn lính diễu hành bước đều qua cầu treo Broughton của Anh Theo các ghi chép vào thời điểm đó, cây cầu đã bị phá hủy làm nhiều người rơi xuống nước Hãy cho biết lí do gây ra tai nạn trên và cách phòng tránh sự cố tái diễn
Câu 51 Vào năm 2007, một hiện tượng gây hoảng loạn cho người dân ở một toà nhà
14 tầng tại Hà Nội Sàn của các phòng rung chuyển làm đĩa, cốc trên bàn dịch chuyển
rơi vỡ ở một số căn nhà Nguyên nhân sau đó được tìm ra là ở gần đó có một máy đầm
đất đang thi công (Hình 1.21) Hãy giải thích tại sao một máy đầm đất nhỏ mà có thể
làm rung chuyển các sàn nhà của một toà chung cư hàng ngàn tấn
Câu 52 Một người đi bộ mỗi bước dài ΔS= 0,4 m Người này xách một xô nước rồi bước đi đều Biết chu kì dao động riêng của nước trong xô là 0,5 s Người này đi với tốc độ bằng bao nhiêu thì nước trong xô sóng sánh mạnh nhất?
Câu 53 Quả lắc của đồng hồ cổ treo tường có tác dụng vận hành cho đồng hồ
chạy đúng giờ (Hình 1.22) Cứ sau mỗi chu kì dao động của quả lắc, do sức cản và
việc vận hành hệ thống bánh răng để các kim đồng hồ chạy nên nó tiêu hao một
năng lượng là ΔE =0,100 mJ Năng lượng này được lấy từ một quả tạ có trọng
lượng P = 50,0 N treo trong hoặc ngoài đồng hồ
a) Vì sao sau một thời gian dài đồng hồ chạy thì quả tạ bị hạ thấp xuống và ta
lại phải đưa nó lên cao?
b) Nếu chạy trong thời gian t = 10,0 ngày thì quả tạ sẽ giảm độ cao bao nhiêu
mét? Biết trong N = 30,0 chu kì dao động của quả lắc thì kim giây chuyển động
được một vòng
