Đề ôn tập kiểm tra 15 phút - phần Dao động điều hòa cho học sinh Vật lí 11 (bám sát nội dung của chương trình GDPT 2018)
Trang 1Họ và tên: ……….
Trường THPT: ………
Kiểm tra Năm học 2023-2024
Thời gian 90 phút
Ghi chú: - Học sinh không được sử dụng tài liệu.
- Đề gồm 11 câu, có 02 trang.
PHẦN I: TRẮC NGHIỆM (6,0đ)
Câu 1) Trong dao động điều hòa, đại lượng nào sau đây không phải là hằng số?
Câu 2) Số dao động mà vật thực hiện được trong một giây được gọi là
A Tần số góc B Chu kỉ C Pha ban đầu D Tần số.
Câu 3) Một vật dao động điều hòa với phương trình x = A cos(ωt + φ0) Đại lượng (ωt + φ0) được gọi là
A Biên độ dao động B Li độ dao động.
C Pha của dao động tại thời điểm t D Pha ban đầu của dao động.
Câu 4) Trong dao động điều hòa, tần số góc ω và chu kì T liên hệ với nhau theo công thức
A 2 T. B
2 T
C
T 2
Câu 5) Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động điều hoà?
A Dao động điều hòa là dao động tuần hoàn.
B Biên độ của dao động là giá trị cực đại của li độ.
C Vận tốc biến thiên cùng tần số với li độ.
D Dao động điều hoà có quỹ đạo là đường hình sin.
Câu 6) Một vật dao động điều hòa với phương trình x = A cos(ωt + φ0) Khi đó, gia tốc a và li độ x liên hệ với nhau theo công thức
A a = ωx B a = -ωx C a = ω2x D a = -ω2x
Câu 7) Vectơ gia tốc của một vật dao động điều hòa có đặc điểm là
A luôn hướng về vị trí cân bằng và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.
B luôn hướng theo chiều chuyển động và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.
C luôn hướng ra biên và có độ lớn không đổi.
D luôn hướng về vị trí cân bằng và có độ lớn không đổi.
Câu 8) Trong dao động điều hòa của một vật, kết luận nào sau đây là đúng khi nói về mối liên hệ
giữa pha của li độ, vận tốc và gia tốc?
A Vận tốc trễ pha 2
so với li độ B Vận tốc sớm pha 2
so với li độ
C Gia tốc trễ pha 2
so với vận tốc D Gia tốc cùng pha với li độ.
Câu 9) Hình chiếu của một chất điểm chuyển động tròn đều lên một đường kính quỹ đạo có chuyển động là dao động điều hòa Phát biểu nào sau đây sai?
A Tần số góc của dao động điều hòa bằng tốc độ góc của chuyển động tròn đều.
B Biên độ của dao động điều hòa bằng bán kính của chuyển động tròn đều.
Trang 2C Tốc độ của dao động điều hòa bằng tốc độ dài của chuyển động tròn đều
D Pha dao động của dao động điều hòa bằng tọa độ góc của chuyển động tròn đều.
Câu 10) Trong dao động điều hoà thì vectơ vận tốc và véctơ gia tốc luôn
A cùng hướng khi chuyển động về vị trí cân bằng.
B cùng hướng với chuyển động của vật.
C là những vectơ không đổi
D đổi chiều khi vật đi qua vị trí cân bằng.
Câu 11) Chuyển động nào sau đây không được gọi là dao động cơ?
A Chuyển động lên xuống của pittông trong xilanh của động cơ.
B Chuyển động qua lại của con lắc đồng hồ.
C Chuyển động của xe ô tô trên đường.
D Chuyển động của dây đàn khi được gảy.
Câu 12) Tốc độ của vật dao động điều hòa sẽ đạt cực đại khi
A qua biên dương B qua biên âm C qua vị trí cân bằng D gia tốc cực đại Câu 13) Một vật dao động điều hòa với tần số góc ω và biên độ A Trong quá trình dao động, tỉ số
giữa độ lớn gia tốc cực đại (amax) và tốc độ cực đại (vmax) bằng
Câu 14) Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox Đồ thị nào dưới đây biểu diễn đúng sự phụ
thuộc của gia tốc a vào li độ x của vật?
Đồ thị I Đồ thị II Đồ thị III Đồ thị IV
A Đồ thị I B Đồ thị II C Đồ thị III D Đồ thị IV.
Câu 15) Một vật dao động điều hòa có đồ thị
gia tốc - thời gian như hình vẽ Tại điểm nào
trên đồ thị thể hiện thời điểm khi đó vật qua
vị trí cân bằng?
A Điểm B B Điểm A.
C Điểm C D Điểm D.
PHẦN II: TRẢ LỜI NGẮN (4,0đ)
Trang 3Yêu cầu chung: Đối với những câu hỏi tự điền đáp án dưới dạng số, học sinh ghi đáp án kèm theo
đơn vị Nếu đáp án là số thập phân, học sinh cần làm tròn đến 2 chữ số sau dấu thập phân.
Câu 1) Một động cơ lớn đang hoạt động trong nhà máy làm cho mặt sàn dao động nhẹ, có thể xem
như gần đúng là dao động điều hòa với tần số 10 Hz Biên độ dao động của mặt sàn là khoảng 3 mm Tính độ lớn gia tốc cực đại của mặt sàn
Đáp án: 1200π2 // 11843,53 (mm/s2)
Câu 2) Khi tiến hành thí nghiệm khảo sát vị trí vật nặng của con lắc lò xo đang dao động điều hòa
bằng cách sử dụng thước thẳng, bạn học sinh thấy rằng vật nặng dao động từ vị trí vạch 4 cm đến vị trí vạch 10 cm trên thước Tính biên độ dao động của vật nặng trong con lắc lò xo
Đáp án: 3 (cm)
Câu 3) Một vật dao động điều hòa theo phương trình
2
x A cos 5 t
3
cm (t tính bằng s) Tần số dao động của vật có giá trị là bao nhiêu?
Đáp án: 2,5 (Hz)
Câu 4) Một vật dao động điều hòa theo phương trình
3
x 3cos 10t
4
cm (t tính bằng s) Xác định pha ban đầu của dao động
Đáp án:
3 4
(rad)
Câu 5) Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có phương trình li độ
x 8cos t
4
cm (t tính bằng s) Tính quãng đường vật đi được trong 4 chu kì dao động
Đáp án: 128 (cm)
Câu 6) Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox, gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng Biết phương
trình vận tốc của chất điểm là
5
v 10 cos 2 t
6
(cm/s) Tính biên độ dao động của vật
Đáp án: 5 (cm)
Câu 7) Một vật dao động điều hòa có đồ thị vận tốc
-thời gian như hình vẽ Xác định khoảng -thời gian ngắn
nhất vật đi từ biên dương đến biên âm trong quá trình
dao động
Đáp án: 2 (s)
Câu 8) Một vật dao động điều hòa theo phương trình
4
cm (t tính bằng s) Tại thời điểm t = 4 s, li độ của vật có giá trị là bao nhiêu?
Trang 4Đáp án:
3 2
// -0,87 (cm)
Câu 9) Một vật dao động điều hòa với gia tốc có biểu thức
a 10 3 cos 2t
5
cm/s2 (t tính bằng s) Pha ban đầu của dao động là
Đáp án:
4 5
(rad)
Câu 10) Một vật dao động điều hòa với biên độ 6 cm, tần số góc 8 rad/s Khi vật có tốc độ 16√3 cm/
s thì nó cách vị trí cân bằng một khoảng là bao nhiêu?
Đáp án: 4,90 (cm)
PHẦN III: TỰ LUẬN (10,0đ)
Câu 1) (1,0 điểm) Chọn một trong hai câu hỏi sau:
Câu 1a: Trong phòng thí nghiệm, một bạn học sinh làm thí nghiệm với con lắc đơn
và sử dụng một chiếc đồng hồ để bấm thời gian giữa hai lần liên tiếp quả nặng đi
qua vị trí thấp nhất của quỹ đạo và ghi nhận được thời gian đó là 0,4 s Từ đó, bạn
học sinh kết luận: "Chu kì dao động của con lắc đơn là 0,4 s vì khoảng thời gian
ngắn nhất vật quay về vị trí cũ là 0,4 s" Em có đồng ý với kết luận của bạn học
sinh này không? Vì sao?
Đáp án:
Kết luận của bạn học sinh chưa chính xác, vì chu kì dao động là khoảng thời gian ngắn nhất để vật lặp lại trạng thái (vị trí và vận tốc) cũ Tuy nhiên, khoảng thời gian 0,4 s bạn học sinh đo được chỉ
là khoảng thời gian ngắn nhất để trở về vị trí cũ, còn vận tốc (về hướng) chưa lặp lại như cũ
Câu 1b: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình:
x 3cos 4 t
3
cm ( t tính bằng s) Hãy tìm các thời điểm vật đến biên âm
Đáp án:
3
1 k t
3 2
(k = 0, 1, 2, 3,…))
Câu 2) (2,0 điểm) Một vật dao động điều hòa với biên độ 6 cm, tần số 25 Hz Chọn gốc thời gian là
lúc vật có li độ 3√3 cm và chuyển động cùng chiều với chiều dương đã chọn
a) Tính chu kì, tần số góc và chiều dài quỹ đạo của vật dao động
Trang 5b) Viết phương trình li độ của vật dao động.
Đáp án:
a) Chu kì:
Tần số góc: 2 f 2 25 50 (rad/s) //
50
(rad/s) Chiều dài quỹ đạo: L 2A 2.6 12 (cm)
b) Viết phương trình li độ - thời gian:
Phương pháp phương trình lượng giác Phương pháp giản đồ đường tròn
- Ta có:
0 0
0 0
x 6cos 50 t
- Theo đề, lúc t = 0, vật qua li độ x = 3√3 cm
theo chiều dương:
0
0
0 0
3 cos
2
0
0
6
- Phương trình li độ - thời gian của vật:
x 6cos 50 t
6
- Vẽ đường tròn tâm O, bán kính R = A = 6 cm
- Tại t = 0:
x(0) 3 3 (cm) v(0) 0
0
cos
v(0) 0
0 6
- Phương trình li độ - thời gian của vật:
x 6cos 50 t
6
Câu 3) (2,5 điểm) Một vật dao động điều hòa có phương trình li độ:
x 10cos 2t
3
cm (với t tính bằng s)
a) Xác định biên độ, tần số góc và pha ban đầu của dao động
b) Tính độ lớn cực đại của vận tốc và gia tốc trong quá trình vật dao động
c) Viết phương trình vận tốc và gia tốc theo thời gian của vật dao động
Đáp án:
a) Từ phương trình li độ:
x 10cos 2t
3
A 10 (cm)
2 (rad/s) /3 (rad)
Trang 6b) Độ lớn cực đại của vận tốc và gia tốc:
max
max
cm/s cm/s
c) Phương trình vận tốc và phương trình gia tốc theo thời gian:
3
cm/s)
cm/s
hoặc
0
2
0
5
2
cm/s)
(cm/s )
Câu 4) (1,5 điểm) Một con lắc đơn dao động điều hòa trên Trái Đất thực hiện
được 120 dao động trong 3 phút
a) Tính chu kì và tần số dao động của con lắc đơn
b) Tìm thời gian ngắn nhất để vật nặng đi từ vị trí cao nhất về vị trí thấp
nhất trên quỹ đạo chuyển động
c) Nếu cho con lắc đơn này thực hiện dao động điều hòa trên Hỏa tinh thì
chu kì con lắc đơn tăng lên 1,64 lần Hỏi phải mất bao lâu để con lắc
đơn thực hiện được 16 dao động trên Hỏa tinh?
Đáp án:
a)
b) Thời gian ngắn nhất để vật nặng đi từ vị trí cao nhất (biên) về vị trí thấp nhất (VTCB) là
T 1,5
0,375 (s)
4 4
c) Chu kì con lắc đơn trên sao Hỏa: T ' 1,64T 1, 64.(1,5) 2, 46 (s)
Thời gian để con lắc đơn thực hiện n' = 16 (dao động) trên Hỏa tinh:
t ' n '.T ' 16.(2, 46) 39,36 (s)
Câu 5) (1,75 điểm) Đồ thị li độ theo thời gian của hai vật dao động điều hòa được mô tả như hình
vẽ
a) Xác định biên độ, chu kì và tần số của mỗi dao động
b) Xác định độ lớn độ lệch pha của hai dao động
c) Tại thời điểm t = 0,38 s, vật (1) có tốc độ bằng bao nhiêu?
Trang 7Đáp án:
a) Vật (1):
1
1
Vật (2):
2
2
T
2
b) Độ lệch pha của hai dao động:
t
2 T
với
t 0, 4 0,1 0,3 (s)
T 0,8 (s)
3 (rad) 4
c) Tần số góc của vật (1): 1 1
2,5
(rad/s)
Dùng hệ thức độc lập theo thời gian Dùng phương trình li độ - thời gian
Từ đồ thị, tại t = 0,38 s, ta có: x12 (cm)
v1 1 A12 x12
2,5 10 2 22
10 6 76,95 (cm/s)
- Phương trình li độ và vận tốc của vật (1):
t 0
x (0) 10cos
- Từ đồ thị, lúc t = 0:
1 1
x (0) 0
v (0) 0
01 01
01
01
2
01 2 (rad)
v1 25 sin 2,5 t 2
Trang 8- Lúc t = 0,38s:
1
Câu 6) (1,25 điểm) Một chiếc xe được gắn vào một lò xo, sau đó được kéo ra khỏi vị trí cân bằng O
và thả nhẹ cho xe dao động điều hòa không ma sát trên mặt sàn nằm ngang (như Hình 1) Đồ thị biểu diễn li độ theo thời gian của chiếc xe được mô tả như hình 2
a) Xác định biên độ và tần số góc của dao động
b) Tính tốc độ trung bình của vật trong 1 chu kì dao động
c) Xác định pha ban đầu của dao động
Đáp án:
a) Từ đồ thị, ta có:
A 4,5 (cm)
T 1, 2 (s)
b) Trong 1 chu kì dao động, vật đi được quãng đường s1T = 4A
1T tb
(cm/s) c) Lúc t = 0, vật ở biên âm (rad)0
Hình 1
Hình 2
Trang 9Họ và tên: ……….
Trường THPT: ………
Kiểm tra Năm học 2023-2024
Thời gian 90 phút
Ghi chú: - Học sinh không được sử dụng tài liệu.
- Đề gồm 11 câu, có 02 trang.
PHẦN I: TRẮC NGHIỆM (6,0đ)
Câu 1) Trong một dao động điều hòa, những đại lượng nào sau đây có giá trị không thay đổi?
A Biên độ và li độ B Biên độ và tần số C Gia tốc và tần số D Gia tốc và li độ Câu 2) Trong dao động điều hòa, khoảng thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động của vật lặp lại
như cũ được gọi là
A tần số góc của dao động B pha ban đầu của dao động.
Câu 3) Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = Acos(ωt + φ0) (ω > 0) Tần số góc của dao động là
Câu 4) Trong mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều, cặp đại lượng nào dưới đây không tương ứng với nhau?
A Biên độ và bán kính B Chiều dài quỹ đạo và đường kính.
C Tần số góc và tốc độ góc D Pha dao động và góc quay.
Câu 5) Chuyển động của một vật dao động điều hòa từ biên về vị trí cân bằng là chuyển động
A nhanh dần đèu B chậm dần đều C chậm dần D nhanh dần.
Câu 6) Trong dao động điều hòa, độ lớn gia tốc của vật đạt cực đại khi
A vật qua vị trí cân bằng B vật đến vị trí biên.
C tốc độ của vật đạt cực đại D vật có li độ x = A/2.
Câu 7) Một vật dao động điều hòa với phương trình x = Acos(ωt + φ0) Tốc độ cực đại của vật trong quá trình dao động là
A vmax = ωA B vmax = ω 2A C vmax = ωA 2 D vmax = ω 2A2
Câu 8) Vận tốc của một chất điểm dao động điều hoà biến thiên
A cùng tần số và cùng pha với li độ B cùng tần số và ngược pha với li độ.
C khác tần số và vuông pha với li độ D cùng tần số và vuông pha với gia tốc Câu 9) Phát biểu nào sau đây sai khi nói về dao động điều hòa của một vật?
A Biên độ dao động không đổi theo thời gian.
B Pha của dao động là hàm bậc nhất theo thời gian.
C Li độ của vật dao động là một hàm côsin (hay sin) của thời gian.
D Dao động tuần hoàn là dao động điều hòa.
Câu 10) Một vật dao động điều hòa với phương trình x = Acos(ωt + φ0) Phương trình gia tốc của vật theo thời gian là
A a A cos t 0 B 2
0
a A cos t
C a 2A sin t 0 D a A sin t 0
Trang 10Câu 11) Trong một trò chơi bắn súng, một khẩu súng bắn vào tấm bia di động (đặt đủ xa) Súng tự
nhả đạn theo thời gian một cách ngẫu nhiên Người chơi phải chĩa súng theo một hướng nhất định, còn tấm bia dao động điều hòa theo phương ngang Người chơi cần chĩa súng vào vùng nào để có thể ghi được số lần trúng nhiều nhất?
C 2 hoặc 4 D Bất kì vùng nào: 1, 2, 3, 4 và 5.
Câu 12) Khi nói về một vật đang dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây đúng?
A Vectơ gia tốc của vật đổi chiều khi vật có li độ cực đại.
B Vectơ vận tốc của vật luôn hướng về vị trí cân bằng.
C Vectơ gia tốc của vật luôn hướng về vị trí cân bằng.
D Vectơ vận tốc của vật đổi chiều khi vật qua vị trí cân bằng.
Câu 13) Nếu bỏ qua lực cản, chuyển động nào sau đây là dao động tự do?
A Một con muỗi đang đập cánh.
B Tòa nhà rung chuyển trong trận động đất.
C Mặt trống rung động sau khi gõ.
D Bông hoa rung rinh trong gió nhẹ.
Câu 14) Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của vận tốc theo li độ của một vật dao động điều hòa có dạng
A hình elip B đường tròn C đường hình sin D đường thẳng Câu 15) Một vật dao động điều hòa có đồ thị gia tốc - thời gian như hình vẽ Tại điểm nào trên đồ thị
thể hiện thời điểm khi đó vật bắt đầu đổi chiều chuyển động?
PHẦN II: TRẢ LỜI NGẮN (4,0đ)
Yêu cầu chung: Đối với những câu hỏi tự điền đáp án dưới dạng số, học sinh ghi đáp án kèm theo
đơn vị Nếu đáp án là số thập phân, học sinh cần làm tròn đến 2 chữ số sau dấu thập phân Nếu đáp
án là phân số, học sinh viết đáp án theo dạng a/b.
Trang 11Câu 1) Loa là thiết bị phát ra âm thành, tạo ra các nốt trầm, bổng trong các bài nhạc Khi loa hoạt
động, màng loa dao động điều hòa và phát ra âm thanh có tần số 100 Hz Khi phát ra âm thanh lớn, màng loa dao động với biên độ 2 mm Hãy tính tốc độ cực đại của màng loa
Đáp án: 400π // 1256,64 (mm/s)
Câu 2) Khi tiến hành thí nghiệm khảo sát vị trí vật nặng của con lắc lò xo đang dao động điều hòa
bằng cách sử dụng thước thẳng, bạn học sinh thấy rằng vật nặng dao động từ vị trí vạch 2 cm đến vị trí vạch 14 cm trên thước Tính biên độ dao động của vật nặng trong con lắc lò xo
Đáp án: 6 (cm)
Câu 3) Một vật dao động điều hòa theo phương trình
x 3cos 4t
3
cm (t tính bằng s) Chu kì dao động của vật có giá trị là bao nhiêu?
Đáp án: 2
// 1,57 (s)
Câu 4) Một vật dao động điều hòa theo phương trình
5
x 2 cos 10t
6
cm (t tính bằng s) Xác định pha ban đầu của dao động
Đáp án:
5 6
(rad)
Câu 5) Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có phương trình li độ
x 3cos 5 t
4
(t tính bằng s) Tính quãng đường vật đi được trong 3 chu kì dao động
Đáp án: 36 (cm)
Câu 6) Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox, gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng Biết phương
trình gia tốc của chất điểm là a 18 cos 3 t 2 (cm/s 2) Tính biên độ dao động của vật
Đáp án: 2 (cm)
Câu 7) Một vật dao động điều hòa có đồ thị gia tốc - thời
gian như hình vẽ Xác định khoảng thời gian giữa 2 lần liên
tiếp vật đi qua vị trí cân bằng
Đáp án: 6 (s)
Câu 8) Một vật dao động điều hòa theo phương trình
2
x cos 6 t
cm (t tính bằng s) Tại thời điểm t = 3 s, li độ của vật có giá trị là bao nhiêu?
Đáp án:
1
7 (cm)