Tốc độ góc tức thời (t)gọi tắt là vận tốc góc): '(t)t)dt
Đơn vị: rad/s; Tốc đọ góc có thể dơng hoặc âm.
3) Khi quay đều: = const; Phơng trình chuyển động của vật rắn: = 0 + t.
4) Gia tốc góc: Đặc trng cho độ biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc góc.
Gia tốc góc trung bình trong khoảng thời gian t = t2 - t1 là:
Gia tốc góc tức thời: '(t) ''(t)dt
Đơn vị là: rad/s2.
5) Chuyển động quay biến đổi đều:
Gia tốc góc : tb = =
= const Tốc độ góc : = 0 + t
Phơng trình chuyển động quay biến đổi đều: 0 t221t
Khi đó: 2 - 0 = 2(t) - 0)
6/ Khi chuyển động quay không đều: aaht at aht = an = Rv2
= 2R ; at = .R.+ an vuông góc với v ; nó đặc trng cho biến thiên nhanh hay chậm về hớng vận tốc.+ at theo phơng của v ; nó đặc trng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của tốc độ góc.
7/ Với bánh xe lăn trên đờng không trợt thì:
+ Bánh xe quay một vòng, xe đi đợc đoạn đờng bằng chu vi bánh xe Tốc độ xe cũng là tốc độ trục bánh xe.
+ Tốc độ dài một điểm M ở ngoài bánh có giá trị bằng tốc độ xe nh phơng tiếp tuyến với bánh, chiều theo chiềuquay của bánh So với mặt đất thì vận tốc là v: vv0vM; v0 là tốc độ trục bánh xe hay tốc độ xe với mặt đờng, vMlà tốc độ của điểm M so với trục.
II) Động lực học vật rắn:
1) Mô men lực: M đặc trng cho tác dụng làm quay của lực M = F.d.sin
: góc giữa véc tơ r & F: r.F); Cánh tay đòn d: khoảng cách từ trục quay đến giá của lực nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay.
Quy ớc: Mô men lực có giá trị dơng nếu nó làm cho vật quay theo chiều dơng và ngợc lại.
2) Quy tắc mô men lực: Muốn vật rắn quay quanh một trục cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng đại số các mô men
đối với trục quay đó của các lực tác dụng vào vật phải bằng không M0
3) Mô men quán tính:
+ Mô men quán tính của chất điểm đối với một trục quay đặc trng cho mức quán tính (t)sức ì) của chất điểm đối vớichuyển động quay quanh trục đó Nó đo bằng biểu thức I = m.r2; với r là khoảng cách chất điểm với trục quay Đơn vị:kg.m2.
+ Mô men quán tính của vật rắn đối với một trục quay đặc trng cho mức quán tính (t)sức ì) của vật rắn đối với trụcquay đó
+ Thanh mảnh, chiều dài l , trục quay là trung trực của thanh: I = m l 2/12;
+ Thanh mảnh, chiều dài l , trục quay đi qua một đầu và vuông góc với thanh: I = m l 2/3;+ Vành tròn bán kính R: I = m.R2 + Đĩa tròn mỏng: I = m.R2/2 + Hình cầu đặc: I = 2m.R2/5.
+ Định lí về trục song song: Mômen quán tính của một vật đối với một trục quay bất kỳ bằng momen quán tính
của nó đối với một trục đi qua trọng tâm cộng với momen quán tính đối với trục đó nếu nh hoàn toàn khối lợng của vật
G m.dI
I d là khoảng cách vuông góc giữa hai trục song song.
4) Momen động lợng của vật rắn đối với một trục quay bằng tích số của mô men quán tính đối với trục đó và vận tốc
góc của vật quay quanh trục đó L = I..
5) Chuyển động tròn của chất điểm:
+ Chất điểm M khối lợng m chuyển động trên quỹ đạo tròn bán kính r chịu lực F không đổi.
Trang 2+ Mô men M gia tốc góc là Ta có: M = m.r = I. (t)Dạng khác của định luật II Niu tơn).
6) Phơng trình động lực học của vật rắn:
+ M = I. (t)Tơng tự nh phơng trình F = m.a) Dạng khác:
là mô men động lợng: L = I hoặc: M
* Mô men ngoại lực đặt lên vật rắn có trục quay cố định bằng đạo hàm theo thời gian của mô men động l ợng củavật rắn đối với trục quay đó M = L’(t)t)
7) Định luật bảo toàn mô men động lợng:
+ Khi tổng đại số các mô men ngoại lực đối với trục quay bằng không (t)hay các mô men ngoại lực triệt tiêu nhau),
thì mômen động lợng của vật rắn đối với trục đó là không đổi Trong trờng hợp vật rắn có momen quán tính đối với trụcquay không đổi thì vật rắn không quay hay quay đều quanh trục đó.
+ M = 0 => L = 0 và L = const Nếu tổng các momen lực tác dụng lên vật (t)hay hệ vật) bằng không thì momenđộng lợng của vật (t)hay hệ vật) đợc bảo toàn I11 = I12 hay I = const.
8) Vật rắn chuyển động tịnh tiến: áp dụng định luật II Niutơn: F m.a;
9) Động năng của vật rắn:
+ Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định: Wđ = I 221
+ Định lí về động năng: Wd = I.2 - I.1 = A
+ Động năng của vật rắn trong chuyển động song phẳng: 22C
W (t)vC = R.2.)m là khối lợng của vật, vC là vận tốc khối tâm.
II Câu hỏi và bài tập
1 Chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định
1.1 Chọn câu Đúng Một cánh quạt của một động cơ điện có tốc độ góc không đổi là = 94rad/s, đrad/s, đờng kính 4rad/s, đ0cm.
Tốc độ dài của một điểm ở đầu cánh bằng:
A 37,6m/s; B 23,5m/s; C 18,8m/s; D 4rad/s, đ7m/s.
1.2 Hai học sinh A và B đứng trên một đu quay tròn, A ở ngoài rìa, B ở cách tâm một nửa bán kính Gọi A, B, A, B lần
lợt là tốc độ góc và gia tốc góc của A và B Phát biểu nào sau đây là Đúng?
A A = B, A = B B A > B, A > B C A < B, A = 2B D A = B, A > B.
1.3 Chọn phơng án Đúng Một điểm ở trên vật rắn cách trục quay một khoảng R Khi vật rắn quay đều quanh trục,
điểm đó có tốc độ dài là v Tốc độ góc của vật rắn là:
A
1.4 Chọn phơng án Đúng Bánh đà của một động cơ từ lúc khởi động đến lúc đạt tốc độ góc 14rad/s, đ0rad/s phải mất 2 phút.
Biết động cơ quay nhanh dần đều.Góc quay của bánh đà trong thời gian đó là:
1.5 Chọn phơng án Đúng Một bánh xe quay nhanh dần đều quanh trục Lúc t = 0 bánh xe có tốc độ góc 5rad/s Sau 5s
tốc độ góc của nó tăng lên 7rad/s Gia tốc góc của bánh xe là:
A 0,2rad/s2 B 0,4rad/s, đrad/s2 C 2,4rad/s, đrad/s2 D 0,8rad/s2.
1.6 Chọn phơng án Đúng Trong chuyển động quay biến đổi đều một điểm trên vật rắn, vectơ gia tốc toàn phần (t)tổng
vectơ gia tốc tiếp tuyến và vectơ gia tốc hớng tâm) của điểm ấy:
A có độ lớn không đổi B Có hớng không đổi.C có hớng và độ lớn không đổi D Luôn luôn thay đổi.
1.7 Chọn câu Đúng.
A Vật chuyển động quay nhanh dần khi gia tốc góc dương, chậm dần khi gia tốc góc âm.
B Khi vật quay theo chiều dương đã chọn thì vật chuyển động nhanh dần, khi vật quay theo chiều ngược lại thì vậtchuyển động chậm dần.
C Chiều dương của trục quay là chiều làm với chiều quay của vật một đinh vít thuận.
D Khi gia tốc góc cùng dấu với tốc độ góc thì vật quay nhanh dần, khi chúng ngợc dấu thì vật quay chậm dần.
1.8 Phát biểu nào sau đây là không đúng? Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật
A có cùng góc quay.B có cùng chiều quay.
C đều chuyển động trên các quỹ đạo tròn.
D đều chuyển động trong cùng một mặt phẳng.
1.9 Chọn câu đúng: Trong chuyển động quay có vận tốc góc ω và gia tốc góc chuyển động quay nào sau đây là
nhanh dần?
Trang 3A ω = 3 rad/s và = 0; B ω = 3 rad/s và = - 0,5 rad/sC ω = - 3 rad/s và = 0,5 rad/s2; D ω = - 3 rad/s và = - 0,5 rad/s2
1.10 Một vật rắn quay đều xung quanh một trục, một điểm M trên vật rắn cách trục quay một khoảng R thì có
A tốc độ góc ω tỉ lệ thuận với R; B tốc độ góc ω tỉ lệ nghịch với R
C tốc độ dài v tỉ lệ thuận với R; D tốc độ dài v tỉ lệ nghịch với R
1.11 Kim giờ của một chiếc đồng hồ có chiều dài bằng 3/4rad/s, đ chiều dài kim phút Coi nh các kim quay đều Tỉ số tốc độ
góc của đầu kim phút và đầu kim giờ là
1.12 Kim giờ của một chiếc đồng hồ có chiều dài bằng 3/4rad/s, đ chiều dài kim phút Coi nh các kim quay đều Tỉ số giữa
vận tốc dài của đầu kim phút và đầu kim giờ là
1.13 Kim giờ của một chiếc đồng hồ có chiều dài bằng 3/4rad/s, đ chiều dài kim phút Coi nh các kim quay đều Tỉ số gia tốc
hớng tâm của đầu kim phút và đầu kim giờ là
A 92; B 108; C 192; D 204rad/s, đ
1.14 Một bánh xe quay đều xung quanh một trục cố định với tần số 3600 vòng/min Tốc độ góc của bánh xe này là:
A 120π rad/s; B 160π rad/s; C 180π rad/s; D 24rad/s, đ0π rad/s
1.15 Một bánh xe quay đều xung quanh một trục cố định với tần số 3600 vòng/min Trong thời gian 1,5s bánh xe quay
đợc một góc bằng:
A 90π rad; B 120π rad; C 150π rad; D 180π rad
1.16 Một bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái đứng yên sau 2s nó đạt tốc độ góc 10rad/s Gia tốc góc của bánh
xe là
A 2,5 rad/s2; B 5,0 rad/s2; C 10,0 rad/s2; D 12,5 rad/s2
1.17 Một bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái đứng yên sau 2s nó đạt tốc độ góc 10rad/s Góc mà bánh xe quay
đợc trong thời gian đó là
1.18 Một vật rắn quay nhanh dần đều xung quanh một trục cố định Sau thời gian t kể từ lúc vật bắt đầu quay thì góc
A 4rad/s, đ rad/s B 8 rad/s; C 9,6 rad/s; D 16 rad/s
1.20 Một bánh xe có đờng kính 4rad/s, đm quay với gia tốc góc không đổi 4rad/s, đ rad/s2, t0 = 0 là lúc bánh xe bắt đầu quay Gia tốchớng tâm của một điểm P trên vành bánh xe ở thời điểm t = 2s là
1.25 Một bánh xe quay nhanh dần đều trong 4rad/s, đs tốc độ góc tăng từ 120vòng/phút lên 360vòng/phút Gia tốc góc của
bánh xe là
A 2π rad/s2; B 3π rad/s2; C 4rad/s, đπ rad/s2; D 5π rad/s2
1.26 Một bánh xe có đờng kính 50cm quay nhanh dần đều trong 4rad/s, đs tốc độ góc tăng từ 120vòng/phút lên 360vòng/phút.
Gia tốc hớng tâm của điểm M ở vành bánh xe sau khi tăng tốc đợc 2s là
A 157,8 m/s2; B 162,7 m/s2; C 183,6 m/s2; D 196,5 m/s2
1.27 Một bánh xe có đờng kính 50cm quay nhanh dần đều trong 4rad/s, đs tốc độ góc tăng từ 120 vòng/phút lên 360
vòng/phút Gia tốc tiếp tuyến của điểm M ở vành bánh xe là
1.28 Một bánh xe quay nhanh dần đều trong 4rad/s, đs tốc độ góc tăng từ 120 vòng/phút lên 360 vòng/phút Tốc độ góc của
điểm M ở vành bánh xe sau khi tăng tốc đợc 2s là
2 Phơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục.
1.29 Chọn câu Sai Đại lợng vật lí nào có thể tính bằng kg.m2/s2?
1.30 Phát biểu nào dưới đây sai, không chính xác, hãy phân tích chỗ sai:
A Momen lực dương làm vật quay có trục quay cố định quay nhanh lên, momen lực âm làm cho vật có trục quaycố định quay chậm đi.
B Dấu của momen lực phụ thuộc vào chiều quay của vật: dấu dương khi vật quay ngược chiều kim đồng hồ, dấuâm khi vật quay cùng chiều kim đồng hồ.
C Tuỳ theo chiều dương được chọn của trục quay, dấu của momen của cùng một lực đối với trục đó có thể làdương hay âm.
D Momen lực đối với một trục quay có cùng dấu với gia tốc góc mà vật đó gây ra cho vật.
Trang 41.31 Một chất điểm chuyển động tròn xung quanh một trục có mômen quán tính đối với trục là I Kết luận nào sau đâylà không đúng?
A Tăng khối lợng của chất điểm lên hai lần thì mômen quán tính tăng lên hai lần
B Tăng khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần thì mômen quán tính tăng 2 lần
C Tăng khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần thì mômen quán tính tăng 4rad/s, đ lần
D Tăng đồng thời khối lợng của chất điểm lên hai lần và khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần thìmômen quán tính tăng 8 lần
1.32 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Mômen quán tính của vật rắn đối với một trục quay lớn thì sức ì của vật trong chuyển động quay quanh trục đólớn
B Mômen quán tính của vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay và sự phân bố khối lợng đối với trục quayC Mômen lực tác dụng vào vật rắn làm thay đổi tốc độ quay của vật
D Mômen lực dơng tác dụng vào vật rắn làm cho vật quay nhanh dần
1.33 Tác dụng một mômen lực M = 0,32 Nm lên một chất điểm chuyển động trên một đờng tròn làm chất điểm
chuyển động với gia tốc góc không đổi = 2,5rad/s2 Mômen quán tính của chất điểm đối với trục đi qua tâm và vuônggóc với đờng tròn đó là
A 0,128 kgm2; B 0,214rad/s, đ kgm2; C 0,315 kgm2; D 0,4rad/s, đ12 kgm2
1.34 Tác dụng một mômen lực M = 0,32 Nm lên một chất điểm chuyển động trên một đ ờng tròn làm chất điểm
chuyển động với gia tốc góc không đổi = 2,5rad/s2 Bán kính đờng tròn là 4rad/s, đ0cm thì khối lợng của chất điểm là:A m = 1,5 kg; B m = 1,2 kg; C m = 0,8 kg; D m = 0,6 kg
1.35 Một mômen lực không đổi tác dụng vào vật có trục quay cố định Trong các đại lợng sau đại lợng nào khôngphải là hằng số?
A Gia tốc góc; B Vận tốc góc; C Mômen quán tính; D Khối lợng
1.36 Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có thể quay đợc xung quanh một trục đi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng
đĩa Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục với gia tốc góc 3rad/s2.Mômen quán tính của đĩa đối với trục quay đó là
A I = 160 kgm2; B I = 180 kgm2; C I = 24rad/s, đ0 kgm2; D I = 320 kgm2
1.37 Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có bán kính 2m có thể quay đợc xung quanh một trục đi qua tâm và vuông góc
với mặt phẳng đĩa Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục với gia tốc góc3rad/s2 Khối lợng của đĩa là
A m = 960 kg; B m = 24rad/s, đ0 kg; C m = 160 kg; D m = 80 kg
1.38 Một ròng rọc có bán kính 10cm, có mômen quán tính đối với trục là I =10-2 kgm2 Ban đầu ròng rọc đang đứngyên, tác dụng vào ròng rọc một lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngoài của nó Gia tốc góc của ròng rọc là
A 14rad/s, đ rad/s2; B 20 rad/s2; C 28 rad/s2; D 35 rad/s2
1.39 Một ròng rọc có bán kính 10cm, có mômen quán tính đối với trục là I =10-2 kgm2 Ban đầu ròng rọc đang đứngyên, tác dụng vào ròng rọc một lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngoài của nó Sau khi vật chịu tác dụng lực đ ợc3s thì tốc độ góc của nó là
3 Momen động lợng, định luật bảo toàn momen động lợng1.40 Phát biểu nào sau đây là đúng?
A Khi một vật rắn chuyển động tịnh tiến thẳng thì mômen động lợng của nó đối với một trục quay bất kỳ khôngđổi
B Mômen quán tính của vật đối với một trục quay là lớn thì mômen động lợng của nó đối với trục đó cũng lớnC Đối với một trục quay nhất định nếu mômen động lợng của vật tăng 4rad/s, đ lần thì mômen quán tính của nó cũng tăng4rad/s, đ lần.
D Mômen động lợng của một vật bằng không khi hợp lực tác dụng lên vật bằng không
1.41 Các vận động viên nhảy cầu xuống nớc có động tác "bó gối" thật chặt ở trên không là nhằm:
A Giảm mômen quán tính để tăng tốc độ quay;
B Tăng mômen quán tính để tăng tốc độ quayC Giảm mômen quán tính để tăng mômen động lợngD Tăng mômen quán tính để giảm tốc độ quay
1.42 Con mèo khi rơi từ bất kỳ một t thế nào, ngửa, nghiêng, hay chân sau xuống trớc, vẫn tiếp đất nhẹ nhàng bằng
bốn chân Chắc chắn khi rơi không có một ngoại lực nào tạo ra một biến đổi momen động lợng Hãy thử tìm xem bằngcách nào mèo làm thay đổi t thế của mình.
A Dùng đuôi.
B Vặn mình bằng cách xoắn xơng sống.
C Chúc đầu cuộn mình lại.
D Duỗi thẳng các chân ra sau và ra trớc.
1.43 Các ngôi sao đợc sinh ra từ những khối khí lớn quay chậm và co dần thể tích lại do tác dụng của lực hấp dẫn Tốc
độ góc quay của sao
1.44 Một thanh nhẹ dài 1m quay đều trong mặt phẳng ngang xung quanh trục thẳng đứng đi qua trung điểm của thanh.
Hai đầu thanh có hai chất điểm có khối lợng 2kg và 3kg Tốc độ của mỗi chất điểm là 5m/s Mômen động lợng của thanhlà
A L = 7,5 kgm2/s; B L = 10,0 kgm2/s; C L = 12,5 kgm2/s; D L = 15,0 kgm2/s
1.45 Một đĩa mài có mômen quán tính đối với trục quay của nó là 12kgm2 Đĩa chịu một mômen lực không đổi 16Nm,sau 33s kể từ lúc khởi động tốc độ góc của đĩa là
A 20rad/s; B 36rad/s; C 4rad/s, đ4rad/s, đrad/s; D 52rad/s
1.46 Một đĩa mài có mômen quán tính đối với trục quay của nó là 12 kgm2 Đĩa chịu một mômen lực không đổi16Nm, Mômen động lợng của đĩa tại thời điểm t = 33s là
A 30,6 kgm2/s; B 52,8 kgm2/s; C 66,2 kgm2/s; D 70,4rad/s, đ kgm2/s
1.47 Coi trái đất là một quả cầu đồng tính có khối lợng M = 6.1024rad/s, đkg, bán kính R = 64rad/s, đ00 km Mômen động lợng củatrái đất trong sự quay quanh trục của nó là
A 5,18.1030 kgm2/s; B 5,83.1031 kgm2/s; C 6,28.1032 kgm2/s; D 7,15.1033 kgm2/s
Trang 51.48 Mờt ngởi Ẽựng tràn mờt chiếc ghế Ẽang quay, hai tay cầm hai quả tỈ Khi ngởi ấy dang tay theo phÈng ngang, ghế
vẾ ngởi quay vợi tộc Ẽờ gọc Ma sÌt ỡ trừc quay nhõ khẬng ẼÌng kể Sau Ẽọ ngởi ấy co tay lỈi kÐo hai quả tỈ gần ngởisÌt vai Tộc Ẽờ gọc mợi cũa hệ “ngởi + ghế”
C Lục Ẽầu tẨng, sau Ẽọ giảm dần bÍng 0 D Lục Ẽầu giảm sau Ẽọ bÍng 0.
1.49 Hai Ẽịa mõng nÍm ngang cọ củng trừc quay thỊng Ẽựng Ẽi qua tẪm cũa chụng ưịa 1 cọ mẬmen quÌn tÝnh I1 Ẽangquay vợi tộc Ẽờ ω0, Ẽịa 2 cọ mẬmen quÌn tÝnh I2 ban Ẽầu Ẽựng yàn Thả nhẹ Ẽịa 2 xuộng Ẽịa 1 sau mờt khoảng thởi gianng¾n hai Ẽịa củng quay vợi tộc Ẽờ gọc ω
1.50 Mờt Ẽịa Ẽặc cọ bÌn kÝnh 0,25m, Ẽịa cọ thể quay xung quanh trừc Ẽội xựng Ẽi qua tẪm vẾ vuẬng gọc vợi mặt
phỊng Ẽịa ưịa chÞu tÌc dừng cũa mờt mẬmen lỳc khẬng Ẽỗi M = 3Nm Sau 2s kể tử lục Ẽịa b¾t Ẽầu quay vận tộc gọc cũaẼịa lẾ 24rad/s, Ẽ rad/s MẬmen quÌn tÝnh cũa Ẽịa lẾ
A I = 3,60 kgm2; B I = 0,25 kgm2; C I = 7,50 kgm2; D I = 1,85 kgm2
1.51 Mờt Ẽịa Ẽặc cọ bÌn kÝnh 0,25m, Ẽịa cọ thể quay xung quanh trừc Ẽội xựng Ẽi qua tẪm vẾ vuẬng gọc vợi mặt
phỊng Ẽịa ưịa chÞu tÌc dừng cũa mờt mẬmen lỳc khẬng Ẽỗi M = 3Nm.
MẬmen Ẽờng lùng cũa Ẽịa tỈi thởi Ẽiểm t = 2s kể tử khi Ẽịa b¾t Ẽầu quay lẾA 2 kgm2/s; B 4rad/s, Ẽ kgm2/s; C 6 kgm2/s; D 7 kgm2/s
4 ường nẨng cũa vật r¾n quay quanh mờt trừc.
1.52 Chồn phÈng Ìn ưụng Mờt bÌnh ẼẾ cọ momen quÌn tÝnh 2,5kg.m2 quay vợi tộc Ẽờ gọc 8 900rad/s ường nẨng cũabÌnh ẼẾ bÍng:
A 9,1.108J B 11 125J C 9,9.107J D 22 250J.
1.53 Mờt Ẽịa tròn cọ momen quÌn tÝnh I Ẽang quay quanh mờt trừc cộ ẼÞnh cọ tộc Ẽờ gọc 0 Ma sÌt ỡ trừc quayMa Ma sÌt ỡ trừc quaysÌt Ma sÌt ỡ trừc quayỡ Ma sÌt ỡ trừc quaytrừc Ma sÌt ỡ trừc quayquaynhõ Ma sÌt ỡ trừc quaykhẬng Ma sÌt ỡ trừc quayẼÌng Ma sÌt ỡ trừc quaykể Ma sÌt ỡ trừc quayNếu Ma sÌt ỡ trừc quaytộc Ma sÌt ỡ trừc quayẼờ Ma sÌt ỡ trừc quaygọc Ma sÌt ỡ trừc quaycũa Ma sÌt ỡ trừc quayẼịa Ma sÌt ỡ trừc quaygiảm Ma sÌt ỡ trừc quayẼi Ma sÌt ỡ trừc quayhai Ma sÌt ỡ trừc quaylần Ma sÌt ỡ trừc quaythỨ Ma sÌt ỡ trừc quayẼờng Ma sÌt ỡ trừc quaynẨng Ma sÌt ỡ trừc quayquay Ma sÌt ỡ trừc quayvẾ Ma sÌt ỡ trừc quaymomenẼờng Ma sÌt ỡ trừc quaylùng Ma sÌt ỡ trừc quaycũa Ma sÌt ỡ trừc quayẼịa Ma sÌt ỡ trừc quayẼội Ma sÌt ỡ trừc quayvợi Ma sÌt ỡ trừc quaytrừc Ma sÌt ỡ trừc quayquay Ma sÌt ỡ trừc quaytẨng Ma sÌt ỡ trừc quayhay Ma sÌt ỡ trừc quaygiảm Ma sÌt ỡ trừc quaythế Ma sÌt ỡ trừc quaynẾo?
Momen Ẽờng lùngường nẨng quay
1.54 Hai Ẽịa tròn cọ củng momen quÌn tÝnh Ẽội vợi củng mờt trừc quay Ẽi qua tẪm cũa cÌc Ẽịa Lục Ẽầu Ẽịa 2 (t)ỡ bàn
tràn) Ẽựng yàn, Ẽịa 1 quay vợi tộc Ẽờ gọc khẬng Ẽỗi 0 Ma sÌt ỡ trừc quay nhõ khẬng ẼÌng kể Sau Ẽọ cho hai Ẽịa dÝnhvẾo nhau, hệ quay vợi tộc Ẽờ gọc ường nẨng cũa hệ hai Ẽịa lục sau tẨng hay giảm so vợi lục Ẽầu?
A TẨng 3 lần B Giảm 4rad/s, Ẽ lần C TẨng 9 lần D Giảm 2 lần.
1.55 Hai bÌnh xe A vẾ B cọ củng Ẽờng nẨng quay, tộc Ẽờ gọc A = 3B tì sộ momen quÌn tÝnh AB
Ẽội vợi trừc quayẼi qua tẪm A vẾ B nhận giÌ trÞ nẾo sau ẼẪy?
1.56 Tràn mặt phỊng nghiàng gọc α so vợi phÈng ngang, thả vật 1 hỨnh trừ khội lùng m bÌn kÝnh R lẨn khẬng trùt tử
Ẽình mặt phỊng nghiàng xuộng chẪn mặt phỊng nghiàng Vật 2 khội lùng bÍng khội lùng vật 1, Ẽùc Ẽùc thả trùt khẬng masÌt xuộng chẪn mặt phỊng nghiàng Biết rÍng tộc Ẽờ ban Ẽầu cũa hai vật Ẽều bÍng khẬng Tộc Ẽờ khội tẪm cũa chụng ỡchẪn mặt phỊng nghiàng cọ
A v1 > v2; B v1 = v2 ; C v1 < v2; D Cha Ẽũ Ẽiều kiện kết luận.
1.57 XÐt mờt vật r¾n Ẽang quay quanh mờt trừc cộ ẼÞnh vợi tộc Ẽờ gọc ω Kết luận nẾo sau ẼẪy lẾ Ẽụng?
A Tộc Ẽờ gọc tẨng 2 lần thỨ Ẽờng nẨng tẨng 4rad/s, Ẽ lần
B MẬmen quÌn tÝnh tẨng hai lần thỨ Ẽờng nẨng tẨng 2 lầnC Tộc Ẽờ gọc giảm hai lần thỨ Ẽờng nẨng giảm 4rad/s, Ẽ lần
D Cả ba ẼÌp Ìn tràn Ẽều sai vỨ Ẽều thiếu dứ kiện
1.58 Mờt bÌnh xe cọ mẬmen quÌn tÝnh Ẽội vợi trừc quay cộ ẼÞnh lẾ 12kgm2 quay Ẽều vợi tộc Ẽờ 30vòng/phụt ườngnẨng cũa bÌnh xe lẾ
A EẼ = 360,0J; B EẼ = 236,8J; C EẼ = 180,0J; D EẼ = 59,20J
1.59 Mờt mẬmen lỳc cọ Ẽờ lợn 30Nm tÌc dừng vẾo mờt bÌnh xe cọ mẬmen quÌn tÝnh Ẽội vợi trừc bÌnh xe lẾ 2kgm2.Nếu bÌnh xe quay nhanh dần Ẽều tử trỈng thÌi nghì thỨ gia tộc gọc cũa bÌnh xe lẾ
A = 15 rad/s2; B = 18 rad/s2; C = 20 rad/s2; D = 23 rad/s2
1.60 Mờt mẬmen lỳc cọ Ẽờ lợn 30Nm tÌc dừng vẾo mờt bÌnh xe cọ mẬmen quÌn tÝnh Ẽội vợi trừc bÌnh xe lẾ 2kgm2.Nếu bÌnh xe quay nhanh dần Ẽều tử trỈng thÌi nghì thỨ tộc Ẽờ gọc mẾ bÌnh xe ẼỈt Ẽùc sau 10s lẾ
A ω = 120 rad/s; B ω = 150 rad/s; C ω = 175 rad/s; D ω = 180 rad/s
1.61 Mờt mẬmen lỳc cọ Ẽờ lợn 30Nm tÌc dừng vẾo mờt bÌnh xe cọ mẬmen quÌn tÝnh Ẽội vợi trừc bÌnh xe lẾ 2kgm2.Nếu bÌnh xe quay nhanh dần Ẽều tử trỈng thÌi nghì thỨ Ẽờng nẨng cũa bÌnh xe ỡ thởi Ẽiểm t = 10s lẾ:
A EẼ = 18,3 kJ; B EẼ = 20,2 kJ; C EẼ = 22,5 kJ; D EẼ = 24rad/s, Ẽ,6 kJ
ưÌp Ìn ChÈng 1
Trang 621A22B23D24rad/s, đD25A26A27A28A29C30A31B32D33A34rad/s, đC35B36D37C38B39A4rad/s, đ0A4rad/s, đ1A4rad/s, đ2B4rad/s, đ3B4rad/s, đ4rad/s, đC4rad/s, đ5C4rad/s, đ6B4rad/s, đ7D4rad/s, đ8A4rad/s, đ9D50B51C52C53D54rad/s, đD55B56C57D58D59A60B
tt
21t
Thay số =14rad/s, đ0 rad
1.5 Chọn B.Hớng dẫn: áp dụng công thức:
tt
1.6 Chọn D.Hớng dẫn: aaht at an không đổi at luông thay đổi vì tốc độ thay đổi, nên a luôn thay đổi.
1.7 Chọn D.Hớng dẫn: Chuyển động quang nhanh dần đều thì gia tốc góc cùng dấu với vận tốc góc.
1.8 Chọn D.Hớng dẫn: Vật rắn có dạng hình học bất kỳ nên trong quá trình chuyển động của vật rắn quanh một trục
cố định thì mỗi điểm chuyển động trên một mặt phẳng quỹ đạo, các mặt phẳng quỹ đạo có thể không trùng nhau nên phát biểu: “mọi điểm của vật rắn đều chuyển động trong cùng một mặt phẳng” là không đúng.
1.9 Chọn D.Hớng dẫn: Chuyển động quay nhanh dần khi vận tốc góc và gia tốc góc có cùng dấu Chuyển động quay
chậm dần khi vận tốc góc và gia tốc góc trái dấu nhau.
1.10 Chọn C.Hớng dẫn: Mối quan hệ giữa vận tốc dài và bán kính quay: v = ωR Nh vậy tốc độ dài v tỉ lệ thuận với
bán kính R.
1.11 Chọn A.Hớng dẫn: Chu kỳ quay của kim phút là Tm = 60min = 1h, chu kỳ quay của kim giờ là Th = 12h Mối quan hệ giữa vận tốc góc và chu kỳ quay là
1.12 Chọn B.Hớng dẫn: Mối quan hệ giữa vận tốc góc, vận tốc dài và bán kính là: v = ωR Ta suy ra
1.13 Chọn C.Hớng dẫn: Công thức tính gia tốc hớng tâm của một điểm trên vật rắn là R
1.17 Chọn C.Hớng dẫn: Gia tốc góc đợc xác định theo câu 1.15, bánh xe quay từ trạng thái nghỉ nên vận tốc góc ban
đầu ω0 = 0, góc mà bánh xe quay đợc trong thời gian t = 2s là φ = ω0 + t2/2 = 10rad.
1.18 Chọn B.Hớng dẫn: Phơng trình chuyển động của vật rắn quay quanh một trục cố định là
φ = φ0 + ω0 + t2/2 Nh vậy góc quay tỷ lệ với t2.
1.19 Chọn B Hớng dẫn: Vận tốc góc tính theo công thức ω = ω0 + t = 8rad/s.
1.20 Chọn D.Hớng dẫn: Gia tốc hớng tâm của một điểm trên vành bánh xe R
, vận tốc góc đợc tính theo câu 1.18, thay vào ta đợc a = 128 m/s2
1.21 Chọn A.Hớng dẫn: Mối quan hệ giữa vận tốc dài và vận tốc góc: v = ωR, vận tốc góc đợc tính theo câu 191.22 Chọn B Hớng dẫn: Mối liên hệ giữa gia tốc tiếp tuyến và gia tốc góc at = .R = 8m/s2
1.23 Chọn D.Hớng dẫn: Vận tốc góc tính theo công thức ω = ω0 + t, khi bánh xe dừng hẳn thì ω = 0.
1.24 Chọn D.Hớng dẫn: Dùng công thức mối liên hệ giữa vận tốc góc, gia tốc góc và góc quay: 2 2
bánh xe dừng hẳn thì ω = 0, bánh xe quay chậm dần đều thì = - 3rad/s2.
1.25 Chọn A.Hớng dẫn: Gia tốc góc đợc tính theo công thức ω = ω0 + t → = (t)ω - ω0)/t Chú ý đổi đơn vị.
1.26 Chọn A.Hớng dẫn: Gia tốc góc đợc tính giống câu 1.25 Vận tốc góc tại thời điểm t = 2s đợc tính theo công thức
ω = ω0 + t Gia tốc hớng tâm tính theo công thức a = ω2R.
1.27 Chọn A.Hớng dẫn: Gia tốc góc đợc tính giống câu 1.25 Gia tốc tiếp tuyến at = β.R
1.28 Chọn A.Hớng dẫn: Gia tốc góc đợc tính giống câu 1.25 Vận tốc góc tại thời điểm t = 2s đợc tính theo công thức
ω = ω0 + t.
1.29 Chọn C.Hớng dẫn: Từ công thức các đại lợng ta thấy momen quán tính đơn vị là kg.m2.
1.30 Chọn A Hớng dẫn: Momen dơng hay âm là do quy ớc ta chọn.
1.31 Chọn B.Hớng dẫn: Mômen quán tính của chất điểm chuyển động quay quanh một trục đợc xác định theo công
thức I = mR2 Khi khoảng cách từ chất điểm tới trục quay tăng lên 2 lần thì mômen quán tính tăng lên 4rad/s, đ lần.
1.32 Chọn D.Hớng dẫn: Dấu của mômen lực phụ thuộc vào cách chọn chiều dơng, mômen lực dơng không có nghĩa là
mômen đó có tác dụng tăng cờng chuyển động quay.
1.33 Chọn A.Hớng dẫn: áp dụng phơng trình động lực học vật rắn ta có M = I suy ra I = M/ β = 0,128 kgm2.
1.34 Chọn C.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 1.27, mômen quán tính I = mR2 từ đó tính đợc m = 0,8 kg.
Trang 71.35 Chọn B.Hớng dẫn: Vận tốc góc đợc tính theo công thức ω = ω0 + t, = hằng số, → ω thay đổi theo thời gian.
1.36 Chọn D Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 1.271.37 Chọn C Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 1.28
1.38 Chọn B.Hớng dẫn: Mômen của lực F = 2N là M = F.d = 2.0,1 = 0,2Nm, áp dụng phơng trình động lực học vật rắn
chuyển động quay M = I suy ra = m/ I = 20rad/s2.
1.39 Chọn A.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 1.35,
sau đó áp dụng công thức ω = ω0 + t = 60rad/s.
1.40 Chọn A.Hớng dẫn: áp dụng định luật bảo toàn mômen động lợng: Khi vật chuyển động tịnh tiến thẳng tức là
không quay thì mômen lực đối với một trục quay bất kỳ có giá trị bằng không, do đó L đợc bảo toàn.
1.41 Chọn A.Hớng dẫn: Mômen quán tính đợc tính theo công thức I = mR2, mômen quán tính tỉ lệ với bình phơng khoảng cánh từ chất điểm tới trục quay, nh vậy động tác “bó gối” làm giảm mômen quán tính Trong quá trình quay thì lực tác dụng vào ngời đó không đổi (t)trọng lực) nên mômen động lợng không đổi khi thực hiện động tác “bó gối”, áp dụng công thức L = I.ω = hằng số, khi I giảm thì ω tăng.
1.42 Chọn B Hớng dẫn: Khi đó khối tâm chuyển động theo quỹ đạo không đổi.
1.43 Chọn B.Hớng dẫn: Khi các sao co dần thể tích thì mômen quán tính của sao giảm xuống, mômen động lợng của
sao đợc bảo toàn nên tốc độ quay của các sao tăng lên, các sao quay nhanh lên.
1.44 Chọn C.Hớng dẫn: Mômen quán tính của thanh có hai vật m1 và m2 là I = m1R2 + m2R2 = (t)m1 + m2)R2 Mômen động lợng của thanh là L = I.ω = (t)m1 + m2)R2.ω= (t)m1 + m2)Rv = 12,5kgm2/s.
1.45 Chọn C.Hớng dẫn: áp dụng phơng trình động lực học vật rắn chuyển động quay M = I suy ra = M/I, sau đó áp
dụng công thức ω = ω0 + t = 4rad/s, đ4rad/s, đrad/s.
1.46 Chọn B.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 1.39, và vận dụng công thức tính mômen động lợng L = I.ω
= 52,8kgm2/s.
1.47 Chọn D.Hớng dẫn: Mômen quán tính của một quả cầu đồng chất khối lợng m bán kính R đối với trục quay đi qua
tâm quả cầu là I = 2mR5
2 , Trái Đất quay đều quanh trục của nó với chu kỳ T = 24rad/s, đh, suy ra vận tốc góc
Mômen động lợng của Trái Đất đối với trục quay của nó là L = I.ω =
= 7,15.1033 kgm2/s.
1.48 Chọn A Hớng dẫn: Vật gần trục quay I giảm => tăng.
1.49 Chọn D.Hớng dẫn: áp dụng định luật bảo toàn mômen động lợng I1ω0+I2.0 = (t)I1+I2)ω
1.50 Chọn B.Hớng dẫn: Gia tốc góc = (t)ω - ω0)/t = 12rad/s2 áp dụng phơng trình động lực học vật rắn chuyển động
quay M = Iβ suy ra I = M/ β = 0,25 kgm2.
1.51 Chọn C.Hớng dẫn: Mômen động lợng đợc tính theo công thức: L= Iω = It = M.t = 6kgm2/s.
1.52 Chọn A.Hớng dẫn: áp dụng của Wd = I.2/2.
1.53 Chọn D.Hớng dẫn: L = I.; của Wd = I.2/2 Nên giảm thì L giảm 2 lần, W tăng 4rad/s, đ lần.
1.54 Chọn D.Hớng dẫn: Tìm liên hệ 0 và sau đó tìm liên hệ W0 và W.
1.55 Chọn B.Hớng dẫn: Lập công thức động năng lúc đầu và sau.
1.56 Chọn C.Hớng dẫn: Vật 1 vừa có động năng chuyển động tịnh tiến vừa có động năng chuyển động quay, vật 2 chỉ
có động năng chuyển động tịnh tiến, mà động năng mà hai vật thu đợc là bằng nhau (t)đợc thả cùng độ cao) Nên vận tốc của khối tâm vật 2 lớn hơn vận tốc khối tâm vật 1.
1.57 Chọn D.Hớng dẫn: Thiếu dữ kiện cha đủ để kết luận.
1.58 Chọn D.Hớng dẫn: Động năng chuyển động quay của vật rắn Wđ = Iω2/2 = 59,20J
1.59 Chọn A.Hớng dẫn: áp dụng phơng trình động lực học vật rắn chuyển động quay M = I
suy ra = M/I = = 15 rad/s2.
1.60 Chọn B Hớng dẫn: áp dụng phơng trình động lực học vật rắn chuyển động quay M = I
suy ra = M/I = = 15 rad/s2, sau đó áp dụng công thức ω = ω0 + t = 150rad/s.
1.61 Chọn C.
Hớng dẫn: áp dụng phơng trình động lực học vật rắn chuyển động quay M = I
suy ra = M/I = = 15 rad/s2, vận tốc góc của vật rắn tại thời điểm t = 10s là ω = ω0 + t = 150rad/s và động năngcủa nó khi đó là Eđ = Iω2/2 = 22,5 kJ
ơng 2 - Dao động cơ học
I -
Hệ thống kiến thức trong ch ơng
I) Dao động điều hoà:
1) Dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hoà:
a) Dao động là chuyển động trong không gian hẹp, vật lặp đi lặp lại nhiều lần quang vị trí cân bằng; hoặc là chuyểnđộng tuần hoàn xung quang vị trí cân bằng.
b) Dao động tuần hoàn:
+ Là dao động mà sau khoảng thời gian nhất định vật trở lại trạng thái cũ.
+ Chu kì dao động: là khoảng thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại nh cũ hoặc là khoảng thời gian vậtthực hiện một lần dao động Kí hiệu T, đơn vị giây (t)s).
+ Tần số là số lần vật dao động trong một đơn vị thời gian hoặc là đại l ợng nghịch đảo của chu kì Kí hiệu f, đơn vịhéc (t)Hz)
hay f
+ φ) trong đó A, và là các hằng số.
Trang 8x là li độ dao động(t)m, cm); A là biên độ(t)m, cm); ω là tần số góc(t)rad/s); (t)ωt + φ) là pha dao động (t)rad); φ là pha ban đầu(t)rad).
d) Vận tốc, gia tốc :
+ v = x’ = - Asin(t)(t)ωt + φ) = Acos(t)ωt + φ + 2
) Vận tốc sớm pha 2
so với li độ.+ a = x’’ = v’ = - A2cos(t)ωt + φ) = - 2x.
Gia tốc ngợc pha so với li độ; gia tốc sớm pha 2
so với vận tốc.e) Năng lợng: Là cơ năng E: Với E = Et + Eđ
Et = 2 kA2cos2
(t)t + ) ; Eđ = 2 mA2
2.sin2(t)t + ) = kA2sin22
(t)t + ) E =
kA2 = 21
mA22 = E0 = const Mặt khác:
Nên Et = cos(t)2t2)
Biên độ dao động A và pha ban đầu φ phụthuộc vào cách kích thích ban đầu và cách chọn gốc thời gian.
2) Mỗi dao động điều hoà đợc biểu diễn bằng một véc tơ quay: Vẽ vectơOMcó độ dài bằng biên độ A, lúc đầuhợp với trục Ox làm góc Cho véc tơ quay quanh O với vận tốc góc ω thì hình chiếu của véc tơ quay OM ở thời điểmbất kỳ lên trục Ox là dao động điều hoà x = Acos(t)ωt + φ).
3) Dao động tự do là dao động xảy ra trong một hệ dới tác dụng của nội lực, sau khi hệ đợc kích thích ban đầu Hệ có
khả năng thực hiện dao động tự do gọi là hệ (t)tự) dao động Mọi dao động tự do của một hệ dao động đều có cùng tần sốgóc ωo gọi là tần số góc riêng của hệ ấy
Ví dụ con lắc lò xo 0 = k/m; con lắc đơn 0 = gl;
5) Tổng hợp 2 dao động điều hoà cùng phơng, cùng tần số là cộng hai hàm x1 và x2 dạng cosin Nếu hai hàm có cùngtần số thì có thể dùng phơng pháp Fresnel: vẽ các véc tơ quay biểu diễn cho các dao động thành phần, xác định véc tơtổng, suy ra dao động tổng hợp.
x1 = A1 cos(t)ωt + φ1); x2 = A2 cos(t)ωt + φ2); x = x1 + x2 = Acos(t)ωt + φ); Với: A A A2 2A1A2cos( 2 1)
; A1 + A2 > A > A1 – A2
6) Dao động tự do không có ma sát là dao động điều hoà, khi có ma sát là dao động tắt dần, khi ma sát lớn dao động
tắt nhanh, ma sát quá lới thì dao động không xảy ra.
7) Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian.
9) Dao động cỡng bức là dao động chịu tác dụng ngoại lực tuần hoàn theo thời gian: f = F cos(t)ωt+φ).
Tần số f tác dụng lên một hệ dao động có tần số riêng f0 thì sau một thời gian chuyển tiếp, hệ sẽ dao động với tần sốf của ngoại lực.
Biên độ dao động cỡng bức phụ thuộc vào vào mối quan hệ giữa tần số của ngoại lực và tần số dao động riêng Khi tần số của lực cỡng bức bằng tần số dao động riêng của hệ thì biên độ dao động đạt giá trị cực đại, đó là hiện t -
ợng cộng hởng Biên độ dao động cộng hởng phụ thuộc vào lực cản của môi trờng.
II) Con lắc lò xo; con lắc đơn và Trái Đất; con lắc vật lý và Trái Đất Ma sát ở trục quaylà Ma sát ở trục quaynhững Ma sát ở trục quayhệ Ma sát ở trục quaydao Ma sát ở trục quayđộng Ma sát ở trục quayDới Ma sát ở trục quayđây Ma sát ở trục quaylàbảng Ma sát ở trục quaycác Ma sát ở trục quayđặc Ma sát ở trục quaytrng Ma sát ở trục quaychính Ma sát ở trục quaycủa Ma sát ở trục quaymột Ma sát ở trục quaysố Ma sát ở trục quayhệ Ma sát ở trục quaydao Ma sát ở trục quayđộng.
Cấu trúc Hòn bi (t)m) gắn vào lò xo (t)k). Hòn bi (t)m) treo vào đầu sợi dây(t)l). Vật rắn (t)m, I) quay quanhtrục nằm ngang.
- Con lắc lò xo ngang: lò xokhông giãn
- Con lắc lò xo dọc: lò xobiến dạng
kmgl
Dây treo thẳng đứng QG (t)Q là trục quay, G làtrọng tâm) thẳng đứng
Lực tác dụng Lực đàn hồi của lò xo:F = - kxx là li độ dài
Trọng lực của hòn bi và lực căng
lgmFs là li độ cung
Mô men của trọng lực củavật rắn và lực của trụcquay:
M = - mgdsinαα là li giácPhơng trình
động lực họccủa chuyển
động
Trang 9Tần số góc
ImgdPhơng trình
dao động x = Acos(t)ωt + φ) s = s0cos(t)ωt + φ) α = α0cos(t)ωt + φ)
Câu hỏi và bài tập
Chủ đề 1: Đại cơng về dao động điều hoà.2.1 Vật tốc của chất điểm dao động điều hoà có độ lớn cực đại khi nào?
A) Khi li độ có độ lớn cực đại B) Khi li độ bằng không C) Khi pha cực đại; D) Khi gia tốc có độ lớn cực đại.
2.2 Gia tốc của chất điểm dao động điều hoà bằng không khi nào?
A) Khi li độ lớn cực đại B) Khi vận tốc cực đại C) Khi li độ cực tiểu; D) Khi vận tốc bằng không.
2.3 Trong dao động điều hoà, vận tốc biến đổi nh thế nào?
A) Cùng pha với li độ B) Ngợc pha với li độ; C) Sớm pha
so với li độ
2.4 Trong dao động điều hoà, gia tốc biến đổi nh thế nào?
A) Cùng pha với li độ B) Ngợc pha với li độ; C) Sớm pha
so với li độ; D) Trễ pha 2
so với li độ
2.5 Trong dao động điều hoà, gia tốc biến đổi:
A) Cùng pha với vận tốc B) Ngợc pha với vận tốc ; C) Sớm pha /2 so với vận tốc ; D) Trễ pha /2 so với vận tốc.
2.6 Động năng trong dao động điều hoà biển đổi theo thời gian:
A) Tuần hoàn với chu kỳ T; B) Nh một hàm cosin;
2.7 Tìm đáp án sai: Cơ năng của dao động điều hoà bằng:
A) Tổng động năng và thế năng vào thời điểm bất kỳ; B) Động năng vào thời điểm ban đầu;
C) Thế năng ở vị trí biên; D) Động năng ở vị trí cân bằng.
2.8 Dao động duy trì là dao động tắt dần mà ngời ta đã:
A) Làm mất lực cản của môi trờng đối với vật chuyển động.
B) Tác dụng ngoại lực biến đổi điều hoà theo thời gian vào dao động.
C) Tác dụng ngoại lực vào vật dao động cùng chiều với chuyển động trong một phần của từng chu kỳ.D) Kích thích lại dao động sau khi dao động bị tắt dần.
2.9 Biên độ của dao động cỡng bức không phụ thuộc:
A) Pha ban đầu của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.B) Biên độ của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.C) Tần số của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.D) Hệ số lực cản (t)của ma sát nhớt) tác dụng lên vật.
2.10 Đối với cùng một hệ dao động thì ngoại lực trong dao động duy trì và trong dao động c ỡng bức cộng hởng khác
nhau vì:
A) Tần số khác nhau; B) Biên độ khác nhau; C) Pha ban đầu khác nhau;
D) Ngoại lực trong dao động cỡng bức độc lập với hệ dao động, ngoại lực trong dao động duy trì đợc điều khiển bởimột cơ cấu liên kết với hệ dao động.
2.11 Xét dao động tổng hợp của hai dao động hợp thành có cùng tần số Biên độ của dao động tổng hợp không phụ
A) Dao động tụ do; B) dao động duy trì;
C) dao động cỡng bức cộng hởng; D) không phải là một trong 3 loại dao động trên.
2.13 Dao động cơ học là
A chuyển động tuần hoàn quanh một vị trí cân bằng.B chuyển động lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân bằng.C chuyển động đung đa nhiều lần quanh vị trí cân bằng.D chuyển động thẳng biến đổi quanh một vị trí cân bằng.
2.14 Phơng trình tổng quát của dao động điều hoà là
A x = Acotg(t)ωt + φ) B x = Atg(t)ωt + φ).C x = Acos(t)ωt + φ) D x = Acos(t)ω + φ).
2.15 Trong phơng trình dao động điều hoà x = Acos(t)ωt + φ), mét(t)m) là thứ nguyên của đại lợng
C Pha dao động (t)ωt + φ) D Chu kỳ dao động T.
2.16 Trong phơng trình dao động điều hoà x = Acos(t)ωt + φ), radian trên giây(t)rad/s) là thứ nguyên của đại lợng
C Pha dao động (t)ωt + φ) D Chu kỳ dao động T.
Trang 102.17 Trong phơng trình dao động điều hoà x = Acos(t)ωt + φ), radian(t)rad) là thứ nguyên của đại lợng
C Pha dao động (t)ωt + φ).D Chu kỳ dao động T.
2.18 Trong các lựa chọn sau, lựa chọn nào không phải là nghiệm của phơng trình x” + ω2x = 0?A x = Asin(t)ωt + φ) B x = Acos(t)ωt + φ).
C x = A1sinωt + A2cosωt.D x = Atsin(t)ωt + φ).
2.19 Trong dao động điều hoà x = Acos(t)ωt + φ), vận tốc biến đổi điều hoà theo phơng trình
A v = Acos(t)ωt + φ) B v = Aωcos(t)ωt + φ).C v = - Asin(t)ωt + φ) D v = - Aωsin(t)ωt + φ).
2.20 Trong dao động điều hoà x = Acos(t)ωt + φ), gia tốc biến đổi điều hoà theo phơng trình
A a = Acos(t)ωt + φ) B a = Aω2cos(t)ωt + φ).
C a = - Aω2cos(t)ωt + φ) D a = - Aωcos(t)ωt + φ).
2.21 Trong dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Cứ sau một khoảng thời gian T(t)chu kỳ) thì vật lại trở về vị trí ban đầu.B Cứ sau một khoảng thời gian T thì vận tốc của vật lại trở về giá trị ban đầu.C Cứ sau một khoảng thời gian T thì gia tốc của vật lại trở về giá trị ban đầu.
D Cứ sau một khoảng thời gian T thì biên độ vật lại trở về giá trị ban đầu.
2.22 Trong dao động điều hòa, giá trị cực đại của vận tốc là
2.23 Trong dao động điều hòa, giá trị cực đại của gia tốc là
A amax = ωA B amax = ω2A C amax = - ωA D amax = - ω2A.
2.24 Trong dao động điều hòa, giá trị cực tiểu của vận tốc là
A vmin = ωA B vmin = 0 C vmin = - ωA D vmin = - ω2A.
2.25 Trong dao động điều hòa, giá trị cực tiểu của gia tốc là
A amin = ωA B amin = 0 C amin = - ωA D amin = - ω2A.
2.26 Trong dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Vận tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
B Gia tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
C Vận tốc của vật đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên.D Gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
2.27 Trong dao động điều hoà của chất điểm, chất điểm đổi chiều chuyển động khi
A lực tác dụng đổi chiều B lực tác dụng bằng không.
C lực tác dụng có độ lớn cực đại D lực tác dụng có độ lớn cực tiểu.
2.28 Vận tốc của vật dao động điều hoà có độ lớn cực đại khi
A vật ở vị trí có li độ cực đại B gia tốc của vật đạt cực đại.
C vật ở vị trí có li độ bằng không.D vật ở vị trí có pha dao động cực đại.
2.29 Gia tốc của vật dao động điều hoà bằng không khi
A vật ở vị trí có li độ cực đại B vận tốc của vật đạt cực tiểu.
C vật ở vị trí có li độ bằng không.D vật ở vị trí có pha dao động cực đại.
2.30 Trong dao động điều hoà
A vận tốc biến đổi điều hoà cùng pha so với li độ.B vận tốc biến đổi điều hoà ngợc pha so với li độ.
C vận tốc biến đổi điều hoà sớm pha π/2 so với li độ.
D vận tốc biến đổi điều hoà chậm pha π/2 so với li độ.
2.31 Trong dao động điều hoà
A gia tốc biến đổi điều hoà cùng pha so với li độ.
B gia tốc biến đổi điều hoà ngợc pha so với li độ.
C gia tốc biến đổi điều hoà sớm pha π/2 so với li độ.D gia tốc biến đổi điều hoà chậm pha π/2 so với li độ.
2.32 Trong dao động điều hoà
A gia tốc biến đổi điều hoà cùng pha so với vận tốc.B gia tốc biến đổi điều hoà ngợc pha so với vận tốc.
C gia tốc biến đổi điều hoà sớm pha π/2 so với vận tốc.
D gia tốc biến đổi điều hoà chậm pha π/2 so với vận tốc.
2.33 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
Cơ năng của dao động tử điều hoà luôn bằngA tổng động năng và thế năng ở thời điểm bất kỳ.
B động năng ở thời điểm ban đầu.
C thế năng ở vị trí li độ cực đại.D động năng ở vị trí cân bằng.
2.34 Một vật dao động điều hoà theo phơng trình x = 6cos(t)4rad/s, đπt)cm, biên độ dao động của vật là
A A = 4rad/s, đcm B A = 6cm C A = 4rad/s, đm D A = 6m
2.35 Một chất điểm dao động điều hoà theo phơng trình: t )cm3
x , biên độ dao động của chất điểm là:A A = 4rad/s, đm B A = 4rad/s, đcm C A = 2/3(t)m) D A = 2/3(t)cm).
2.36 Một vật dao động điều hoà theo phơng trình x = 6cos(t)4rad/s, đπt)cm, chu kỳ dao động của vật là
Trang 11A f = 6Hz B f = 4rad/s, đHz C f = 2Hz D f = 0,5Hz.
2.39 Một chất điểm dao động điều hoà theo phơng trình:xt )cm
A a = 0 B a = 94rad/s, đ7,5cm/s2 C a = - 94rad/s, đ7,5cm/s2 D a = 94rad/s, đ7,5cm/s.
2.44 Một chất điểm dao động điều hoà có phơng trình x = 2cos10πt(t)cm) Khi động năng bằng ba lần thế năng thì chất
điểm ở vị trí
A x = 2cm B x = 1,4rad/s, đcm C x = 1cm D x = 0,67cm.
2.45 Một vật dao động điều hoà với biên độ A = 4rad/s, đcm và chu kỳ T = 2s, chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua VTCB theo
chiều dơng Phơng trình dao động của vật làA x = 4rad/s, đcos(t)2πt -
)cm B x = 4rad/s, đcos(t)πt -
)cm.C x = 4rad/s, đcos(t)2πt +
)cm D x = 4rad/s, đcos(t)πt + 2
2.46 Phát biểu nào sau đây về động năng và thế năng trong dao động điều hoà là không đúng?
A Động năng và thế năng biến đổi điều hoà cùng chu kỳ.
B Động năng biến đổi điều hoà cùng chu kỳ với vận tốc.
C Thế năng biến đổi điều hoà với tần số gấp 2 lần tần số của li độ.D Tổng động năng và thế năng không phụ thuộc vào thời gian.
2.47 Phát biểu nào sau đây về động năng và thế năng trong dao động điều hoà là không đúng?
A Động năng đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua VTCB.B Động năng đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên.C Thế năng đạt giá trị cực đại khi vận tốc của vật đạt giá trị cực tiểu.
D Thế năng đạt giá trị cực tiểu khi gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu.
2.48 Phát nào biểu sau đây là không đúng?
A Công thức kA221
E cho thấy cơ năng bằng thế năng khi vật có li độ cực đại.B Công thức mv2max
E cho thấy cơ năng bằng động năng khi vật qua VTCB.C Công thức m 2A2
E cho thấy cơ năng không thay đổi theo thời gian.
E cho thấy thế năng không thay đổi theo thời gian.
2.49 Động năng của dao động điều hoà
A biến đổi theo thời gian dới dạng hàm số sin.
B biến đổi tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ T/2.
C biến đổi tuần hoàn với chu kỳ T.D không biến đổi theo thời gian.
2.50 Một vật khối lợng 750g dao động điều hoà với biên độ 4rad/s, đcm, chu kỳ 2s, (t)lấy π2 = 10) Năng lợng dao động của vậtlà
2.51 Phát biểu nào sau đây với con lắc đơn dao động điều hoà là không đúng?
A Động năng tỉ lệ với bình phơng tốc độ góc của vật.B Thế năng tỉ lệ với bình phơng tốc độ góc của vật.
C Thế năng tỉ lệ với bình phơng li độ góc của vật.
D Cơ năng không đổi theo thời gian và tỉ lệ với bình phơng biên độ góc.
2.52 Phát biểu nào sau đây về sự so sánh li độ, vận tốc và gia tốc là đúng?
Trong dao động điều hoà, li độ, vận tốc và gia tốc là ba đại lợng biến đổi điều hoà theo thời gian và cóA cùng biên độ B cùng pha C cùng tần số góc D cùng pha ban đầu.
2.53 Phát biểu nào sau đây về mối quan hệ giữa li độ, vận tốc, gia tốc là đúng?
A Trong dao động điều hoà vận tốc và li độ luôn cùng chiều.B Trong dao động điều hoà vận tốc và gia tốc luôn ngợc chiều.
C Trong dao động điều hoà gia tốc và li độ luôn ngợc chiều.
D Trong dao động điều hoà gia tốc và li độ luôn cùng chiều.
Chủ đề 2: Con lắc lò xo2.54 Phát biểu nào sau đây là không đúng với con lắc lò xo ngang?
A Chuyển động của vật là chuyển động thẳng.
B Chuyển động của vật là chuyển động biến đổi đều.
C Chuyển động của vật là chuyển động tuần hoàn.
Trang 12D Chuyển động của vật là một dao động điều hoà.
2.55 Con lắc lò xo ngang dao động điều hoà, vận tốc của vật bằng không khi vật chuyển động qua
2.57 Trong dao động điều hoà của con lắc lò xo, phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Lực kéo về phụ thuộc vào độ cứng của lò xo.
B Lực kéo về phụ thuộc vào khối lợng của vật nặng.
C Gia tốc của vật phụ thuộc vào khối lợng của vật.D Tần số góc của vật phụ thuộc vào khối lợng của vật.
2.58 Con lắc lò xo gồm vật khối lợng m và lò xo có độ cứng k, dao động điều hoà với chu kỳ
A
lg2T
2 59 Con lắc lò xo dao động điều hoà, khi tăng khối lợng của vật lên 4rad/s, đ lần thì tần số dao động của vật
A tăng lên 4rad/s, đ lần B giảm đi 4rad/s, đ lần C tăng lên 2 lần D giảm đi 2 lần.
2.60 Con lắc lò xo gồm vật m = 100g và lò xo k = 100N/m,(t)lấy π2 = 10) dao động điều hoà với chu kỳ là:A T = 0,1s B T = 0,2s C T = 0,3s D T = 0,4rad/s, đs.
2.61 Con lắc lò xo gồm vật m = 200g và lò xo k = 50N/m,(t)lấy π2 = 10) dao động điều hoà với chu kỳ làA T = 0,2s B T = 0,4rad/s, đs C T = 50s D T = 100s.
2.62 Một con lắc lò xo dao động điều hoà với chu kỳ T = 0,5s, khối lợng của quả nặng là m = 4rad/s, đ00g, (t)lấy π2 = 10) Độcứng của lò xo là
A k = 0,156N/m B k = 32N/m C k = 64rad/s, đN/m D k = 64rad/s, đ00N/m.
2.63 Con lắc lò xo ngang dao động với biên độ A = 8cm, chu kỳ T = 0,5s, khối lợng của vật là
m = 0,4rad/s, đkg, (t)lấy π2 = 10) Giá trị cực đại của lực đàn hồi tác dụng vào vật là
A Fmax = 525N B Fmax = 5,12N C Fmax = 256N D Fmax = 2,56N.
2.64 Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lợng 0,4rad/s, đkg gắn vào đầu lò xo có độ cứng 4rad/s, đ0N/m Ngời ta kéo quả nặng ra
khỏi VTCB một đoạn 4rad/s, đcm rồi thả nhẹ cho nó dao động Phơng trình dao động của vật nặng là
A x = 4rad/s, đcos(t)10t)cm B x = 4rad/s, đcos(t)10t - 2
)cm.C x = 4rad/s, đcos(t)10πt -
)cm D x = 4rad/s, đcos(t)10πt + 2
2.65 Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lợng 0,4rad/s, đkg gắn vào đầu lò xo có độ cứng 4rad/s, đ0N/m Ngời ta kéo quả nặng ra
khỏi VTCB một đoạn 4rad/s, đcm rồi thả nhẹ cho nó dao động Vận tốc cực đại của vật nặng là:
A vmax = 160cm/s B vmax = 80cm/s C vmax = 4rad/s, đ0cm/s D vmax = 20cm/s.
2.66 Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lợng 0,4rad/s, đkg gắn vào đầu lò xo có độ cứng 4rad/s, đ0N/m Ngời ta kéo quả nặng ra
khỏi VTCB một đoạn 4rad/s, đcm rồi thả nhẹ cho nó dao động Cơ năng dao động của con lắc là:A E = 320J B E = 6,4rad/s, đ.10-2J C E = 3,2.10-2J D E = 3,2J.
2.67 Con lắc lò xo gồm lò xo k và vật m, dao động điều hoà với chu kỳ T = 1s Muốn tần số dao động của con lắc là f’
= 0,5Hz, thì khối lợng của vật m phải là
A m’ = 2m B m’ = 3m C m’ = 4rad/s, đm D m’ = 5m.
2.68 Một con lắc lò xo gồm một quả nặng có khối lợng m = 4rad/s, đ00g và một lò xo có độ cứng k = 4rad/s, đ0N/m Ngời ta kéo quả
nặng ra khỏi VTCB một đoạn bằng 8cm và thả cho nó dao động Phơng trình dao động của quả nặng làA x = 8cos(t)0,1t)(t)cm) B x = 8cos(t)0,1πt)(t)cm).
C x = 8cos(t)10πt)(t)cm) D x = 8cos(t)10t)(t)cm).
2.69 Một con lắc lò xo gồm quả nặng khối lợng 1kg và một lò xo có độ cứng 1600N/m Khi quả nặng ở VTCB, ngời ta
truyền cho nó vận tốc ban đầu bằng 2m/s Biên độ dao động của quả nặng là
2.70 Một con lắc lò xo gồm quả nặng khối lợng 1kg và một lò xo có độ cứng 1600N/m Khi quả nặng ở VTCB, ngời ta
truyền cho nó vận tốc ban đầu bằng 2m/s theo chiều dơng trục toạ độ Phơng trình li độ dao động của quả nặng làA x = 5cos(t)4rad/s, đ0t -
)m B x = 0,5cos(t)4rad/s, đ0t +2
Chủ đề 3: Con lắc đơn, con lắc vật lí.
2.74 Con lắc đơn gồm vật nặng khối lợng m treo vào sợi dây l tại nơi có gia tốc trọng trờng g, dao động điều hoà với
chu kỳ T phụ thuộc vào
2.75 Con lắc đơn chiều dài l dao động điều hoà với chu kỳ
Trang 13A
lg2T
P2 Chu kỳ của con lắc vật lí đợc xác định bằng công thức nào dới đây?
A
T2 D
2.76 Con lắc đơn dao động điều hoà, khi tăng chiều dài của con lắc lên 4rad/s, đ lần thì tần số dao động của con lắc:
A tăng lên 2 lần B giảm đi 2 lần C tăng lên 4rad/s, đ lần D giảm đi 4rad/s, đ lần.
2.77 Trong dao động điều hoà của con lắc đơn, phát biểu nào sau đây là đúng?
A Lực kéo về phụ thuộc vào chiều dài của con lắc.B Lực kéo về phụ thuộc vào khối lợng của vật nặng.C Gia tốc của vật phụ thuộc vào khối lợng của vật.D Tần số góc của vật phụ thuộc vào khối lợng của vật.
2.78 Con lắc đơn (t)chiều dài không đổi), dao động với biên độ nhỏ có chu kỳ phụ thuộc vào
A khối lợng của con lắc.B trọng lợng của con lắc.
C tỉ số giữa khối lợng và trọng lợng của con lắc.D khối lợng riêng của con lắc.
2.79 Con lắc đơn dao động điều hoà với chu kỳ 1s tại nơi có gia tốc trọng trờng 9,8m/s2, chiều dài của con lắc làA l = 24rad/s, đ,8m B l = 24rad/s, đ,8cm C l= 1,56m D l= 2,4rad/s, đ5m.
2.80 Con lắc đơn dao động điều hoà tại nơi có gia tốc trọng trờng 9,81m/s2, với chu kỳ T = 2s Chiều dài của con lắc làA l = 3,120m B l = 96,60cm C l= 0,993m D l= 0,04rad/s, đ0m.
2.81 ở nơi mà con lắc đơn đếm giây (t)chu kỳ 2s) có độ dài 1m, thì con lắc đơn có độ dài 3m sẽ dao động với chu kỳ là
A T = 6s B T = 4rad/s, đ,24rad/s, đs C T = 3,4rad/s, đ6s D T = 1,5s.
2.82 Một con lắc đơn có độ dài l1 dao động với chu kỳ T1 = 0,8s Một con lắc đơn khác có độ dài l2 dao động với chukỳ T1 = 0,6s Chu kỳ của con lắc đơn có độ dài l1 + l2 là
A T = 0,7s B T = 0,8s C T = 1,0s D T = 1,4rad/s, đs.
2.83 Một con lắc đơn có độ dài l, trong khoảng thời gian Δt nó thực hiện đợc 6 dao động Ngời ta giảm bớt độ dài của
nó đi 16cm, cũng trong khoảng thời gian Δt nh trớc nó thực hiện đợc 10 dao động Chiều dài của con lắc ban đầu là
2.84 Tại một nơi có hai con lắc đơn đang dao động với các biên độ nhỏ Trong cùng một khoảng thời gian, ngời ta
thấy con lắc thứ nhất thực hiện đợc 4rad/s, đ dao động, con lắc thứ hai thực hiện đợc 5 dao động Tổng chiều dài của hai con lắclà 164rad/s, đcm Chiều dài của mỗi con lắc lần lợt là
A l1= 100m, l2 = 6,4rad/s, đm B l1= 64rad/s, đcm, l2 = 100cm.
C l1= 1,00m, l2 = 64rad/s, đcm D l1= 6,4rad/s, đcm, l2 = 100cm.
2.85 Một đồng hồ quả lắc chạy đúng tại một nơi trên mặt đất Ngời ta đa đồng hồ từ mặt đất lên độ cao h = 5km, bán
kính Trái đất là R = 64rad/s, đ00km (t)coi nhiệt độ không đổi) Mỗi ngày đêm đồng hồ đó chạy
A nhanh 68s B chậm 68s C nhanh 34rad/s, đs D chậm 34rad/s, đs.
2.86 Một con lắc đơn có chu kỳ dao động T = 4rad/s, đs, thời gian để con lắc đi từ VTCB đến vị trí có li độ cực đại là:
2.89 Một vật rắn khối lợng 1,5kg có thể quay quanh một trục nằm ngang Dới tác dụng của trọng lực, vật dao động
nhỏ với chu kỳ 0,5s Khoảng cách từ trục quay đến khối tâm của vật là 10cm, lấy g = 10m/s2 Mômen quán tính của vậtđối với trục quay đó là
A I = 94rad/s, đ,9.10-3kgm2 B I = 18,9.10-3kgm2.C I = 59,6.10-3kgm2 D I = 9,4rad/s, đ9.10-3kgm2.
Chủ đề 4: Tổng hợp dao động2.90 Hai dao động điều hoà cùng pha khi độ lệch pha giữa chúng là
A Δφ = 2nπ (t)với nZ)) B Δφ = (t)2n + 1)π (t)với nZ)).C Δφ = (t)2n + 1)
(t)với nZ)) D Δφ = (t)2n + 1)4
2.92 Nhận xét nào sau đây về biên độ dao động tổng hợp là không đúng?
Dao động tổng hợp của hai dao động điều hoà cùng phơng, cùng tần sốA có biên độ phụ thuộc vào biên độ của dao động hợp thành thứ nhất.B có biên độ phụ thuộc vào biên độ của dao động hợp thành thứ hai.
Trang 14C có biên độ phụ thuộc vào tần số chung của hai dao động hợp thành.D có biên độ phụ thuộc vào độ lệch pha giữa hai dao động hợp thành.
2.93 Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà cùng phơng, cùng tần số có biên độ lần lợt là 8cm và 12cm.
2.98 Cho 3 dao động điều hoà cùng phơng, x1 = 1,5sin(t)100πt)cm, x2 = 2
sin(t)100πt + /2)cm và x3 = 3sin(t)100πt + 5/6)cm Phơng trình dao động tổng hợp của 3 dao động trên là
A x = 3sin(t)100πt)cm B x = 3sin(t)200πt)cm.C x = 3cos(t)100πt)cm D x = 3cos(t)200πt)cm.
2.99 Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà cùng phơng, theo các phơng trình: x14sin(t)cmvàcm
x2 Biên độ dao động tổng hợp đạt giá trị lớn nhất khi
A α = 0(t)rad) B α = π(t)rad) C α = π/2(t)rad) D α = - π/2(t)rad).
2.100 Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà cùng phơng, theo các phơng trình: x14sin(t)cmvàcm
x2 Biên độ dao động tổng hợp đạt giá trị nhỏ nhất khi
A α = 0(t)rad) B α = π(t)rad) C α = π/2(t)rad) D α = - π/2(t)rad).
2.101 Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà cùng phơng, theo các phơng trình: x1 4sin(t)cmvàcm
x2 Phơng trình của dao động tổng hợp làA x = 8sin(t)πt + π/6)cm B x = 8cos(t)πt + π/6)cm.
C x = 8sin(t)πt - π/6)cm D x = 8cos(t)πt - π/6)cm.
Chủ đề 5: Dao động tắt dần2.102 Nhận xét nào sau đây là không đúng?
A Dao động tắt dần càng nhanh nếu lực cản của môi trờng càng lớn.B Dao động duy trì có chu kỳ bằng chu kỳ dao động riêng của con lắc.C Dao động cỡng bức có tần số bằng tần số của lực cỡng bức.
D Biên độ của dao động cỡng bức không phụ thuộc vào tần số lực cỡng bức.
2.103 Nguyên nhân gây ra dao động tắt dần của con lắc đơn dao động trong không khí là
A do trọng lực tác dụng lên vật.B do lực căng của dây treo.C do lực cản của môi trờng.
D do dây treo có khối lợng đáng kể.
2.104 Chọn câu Đúng Dao động duy trì là điện tắt dần mà ngời ta
A làm mất lực cản của môi trờng đối với vật chuyển động.
B tác dụng ngoại lực biến đổi điều hoà theo thời gian vào vật chuyển động.
C tác dụng ngoại lực vào vật dao động cùng chiều với chuyển động trong một phần của từng chu kỳ
D kích thích lại dao động sau khi dao động bị tắt dần.
2.105 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Biên độ của dao động riêng chỉ phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu để tạo lên dao động.B Biên độ của dao động tắt dần giảm dần theo thời gian.
C Biên độ của dao động duy trì phụ thuộc vào phần năng lợng cung cấp thêm cho dao động trong mỗi chu kỳ.D Biên độ của dao động cỡng bức chỉ phụ thuộc vào biên độ của lực cỡng bức.
2.106 Phát biểu nào sau đây là đúng?
A Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành nhiệt năng.B Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành hoá năng.C Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành điện năng.D Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành quang năng.
2.107 Con lắc lò xo ngang gồm lò xo có độ cứng k = 100N/m và vật m = 100g, dao động trên mặt phẳng ngang, hệ số
ma sát giữa vật và mặt ngang là μ = 0,01, lấy g = 10m/s2 Sau mỗi lần vật chuyển động qua VTCB biên độ dao động giảm1 lợng là
A ΔA = 0,1cm B ΔA = 0,1mm C ΔA = 0,2cm D ΔA = 0,2mm.
2.108 Một con lắc lò xo ngang gồm lò xo có độ cứng k = 100N/m và vật m = 100g, dao động trên mặt phẳng ngang, hệ
số ma sát giữa vật và mặt ngang là μ = 0,02 Kéo vật lệch khỏi VTCB một đoạn 10cm rồi thả nhẹ cho vật dao động Quãngđờng vật đi đợc từ khi bắt đầu dao động đến khi dừng hẳn là
Trang 152.110 Phát biểu nào sau đây là đúng? Hiện tợng cộng hởng chỉ xảy ra với:
A dao động điều hoà.B dao động riêng.C dao động tắt dần.D với dao động cỡng bức.
2.111 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A tần số góc lực cỡng bức bằng tần số góc dao động riêng.B tần số lực cỡng bức bằng tần số dao động riêng.
C chu kỳ lực cỡng bức bằng chu kỳ dao động riêng.D biên độ lực cỡng bức bằng biên độ dao động riêng.
2.112 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Tần số của dao động cỡng bức luôn bằng tần số của dao động riêng.B Tần số của dao động cỡng bức bằng tần số của lực cỡng bức.
C Chu kỳ của dao động cỡng bức không bằng chu kỳ của dao động riêng D Chu kỳ của dao động cỡng bức bằng chu kỳ của lực cỡng bức.
2.113 Một ngời xách một xô nớc đi trên đờng, mỗi bớc đi đợc 50cm Chu kỳ dao động riêng của nớc trong xô là 1s.
Để nớc trong xô sóng sánh mạnh nhất thì ngời đó phải đi với vận tốc
A v = 100cm/s B v = 75cm/s C v = 50cm/s D v = 25cm/s.
2.114 Một ngời đèo hai thùng nớc ở phía sau xe đạp và đạp xe trên một con đờng lát bê tông Cứ cách 3m, trên đờng
lại có một rãnh nhỏ Chu kỳ dao động riêng của nớc trong thùng là 0,6s Để nớc trong thùng sóng sánh mạnh nhất thì ngờiđó phải đi với vận tốc là
A v = 10m/s B v = 10km/h C v = 18m/s D v = 18km/h.
2.115 Một hành khách dùng dây chằng cao su treo một chiếc ba lô lên trần toa tầu, ngay phía trên một trục bánh xe
của toa tầu Khối lợng ba lô là 16kg, hệ số cứng của dây chằng cao su là 900N/m, chiều dài mỗi thanh ray là 12,5m, ở chỗnối hai thanh ray có một khe hở nhỏ Để ba lô dao động mạnh nhất thì tầu phải chạy với vận tốc là
A v ≈ 27km/h B v ≈ 54rad/s, đkm/h C v ≈ 27m/s D v ≈ 54rad/s, đm/s.
Chủ đề 7: Thí nghiệm vật lí
2.116 Chọn câu Đúng Trong thí nghiệm với con lắc đã làm, khi thay quả nặng 50g bằng quả nặng 20g thì:
A chu kỳ của nó tăng lên rõ rệt B Chu kỳ của nó giảm đi rõ rệt
C Tần số của nó giảm đi nhiều D Tần số của nó hầu nh không đổi.
2.117 Chọn phát biểu Đúng Trong thí nghiệm với con lắc lò xo thẳng đứng và con lắc lò xo nằm ngang thì gia tốc
trọng trờng g
A chỉ ảnh hởng tới chu kỳ dao động của con lắc thẳng đứng.
B không ảnh hởng tới chu kỳ dao động của cả con lắc thẳng đứng và con lắc nằm ngang.C chỉ ảnh hởng tới chu kỳ dao động của con lắc lò xo nằm ngang.
D chỉ không ảnh hởng tới chu kỳ con lắc lò xo nằm ngang.
2.118 Cùng một địa điểm, ngời ta thấy trong thời gian con lắc A dao động đợc 10 chu kỳ thì con lắc B thực hiện đợc 6
chu kỳ Biết hiệu số độ dài của chúng là 16cm Độ dài của mỗi con lắc là:A 6cm và 22cm B 9cm và 25cm
C 12cm và 28cm D 25cm và 36cm.
2.119 Một con lắc lò xo dao động điều hoà theo phơng tạo thành 4rad/s, đ50 so với phơng nằm ngang thì gia tốc trọng trờngA không ảnh hởng đến tần số dao động của con lắc.
B không ảnh hởng đến chu kỳ dao động của con lắc.
C làm tăng tần số dao động so với khi con lắc dao động theo phơng nằm ngang.D làm giảm tần số dao động so với khi con lắc dao động theo phơng nằm ngang.
Các câu hỏi và bài tập tổng hợp kiến thức
2.120 Con lắc lò xo gồm vật m và lò xo k dao động điều hoà, khi mắc thêm vào vật m một vật khác có khối l ợng gấp 3
lần vật m thì chu kỳ dao động của chúng
A tăng lên 3 lần B giảm đi 3 lần C tăng lên 2 lần D giảm đi 2 lần.
2.121 Một chất điểm dao động điều hoà với biên độ 8cm, trong thời gian 1min chất điểm thực hiện đ ợc 4rad/s, đ0 lần dao
động Chất điểm có vận tốc cực đại là
A vmax = 1,91cm/s B vmax = 33,5cm/s C vmax = 320cm/s D vmax = 5cm/s.
2.122 Một chất điểm dao động điều hoà với tần số f = 5Hz Khi pha dao động bằng
thì li độ của chất điểm là3cm, phơng trình dao động của chất điểm là
A x23cos(10t)cm. B x23cos(5t)cm.C x23cos(10t)cm. D x23cos(5t)cm.
2.123 Vật dao động điều hoà theo phơng trình: x = 2cos(t)4rad/s, đπt - π/3)cm Quãng đờng vật đi đợc trong 0,25s đầu tiên là
Trang 162.124 Con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà, khi vật ở vị trí cách VTCB một đoạn 4rad/s, đcm thì vận tốc của vật
bằng không và lúc này lò xo không bị biến dạng, (t)lấy g = π2) Vận tốc của vật khi qua VTCB là:A v = 6,28cm/s B v = 12,57cm/s C v = 31,4rad/s, đ1cm/s D v = 62,83cm/s.
2.125 Con lắc lò xo ngang dao động điều hoà, lực đàn hồi cực đại tác dụng vào vật là 2N, gia tốc cực đại của vật là
2m/s2 Khối lợng của vật là
2.126 Một chất điểm dao động điều hoà có phơng trình dao động x = 4rad/s, đcos(t)4rad/s, đπt)cm Thời gian chất điểm đi đợc quãng
đờng 6cm kể từ lúc bắt đầu dao động là
A t = 0,750s B t = 0,375s C t = 0,185s D t = 0,167s.
2.127 Khi treo vật m vào lò xo k thì lò xo dãn ra 2,5cm, kích thích cho m dao động, (t)lấy g = π2m/s2) Chu kỳ dao độngtự do của vật là
2.128 Một chất điểm khối lợng m = 100g, dao động điều điều hoà dọc theo trục Ox với phơng trình x = 4rad/s, đcos(t)2t)cm.
Cơ năng trong dao động điều hoà của chất điểm là
Đáp án chơng 2
2.1 Chọn B.
Hớng dẫn: Vật dao động điều hoà ở vị trí li độ bằng không thì động năng cực đại.
2.2 Chọn C Hớng dẫn: ở vị trí li độ bằng không lực tác dụng bằng không nên gia tốc nhỏ nhất.2.3 Chọn C Hớng dẫn: Biến đổi vận tốc về hàm số cos thì đợc kết quả
2.4 Chọn B Hớng dẫn: Tơng tự cách làm câu 2.3.2.5 Chọn C Hớng dẫn: Tơng tự cách làm câu 2.3.2.6 Chọn D Hớng dẫn: Nh phần tóm tắt lí thuyết.
2.7 Chọn B Hớng dẫn: Thời điểm ban đầu có thể động năng bằng không.
2.8 Chọn C Hớng dẫn: Dao động tắt dần mà đợc cung cấp năng lợng theo nhịp mất đi sẽ dao động duy trì2.9 Chọn A Hớng dẫn: Biên độ dao động cờng bức phụ thuộc đáp án B, C, D.
2.10 Chọn D Hớng dẫn: Dao động duy trì, cơ cấu tác dụng ngoại lực gắn với hệ dao động.
2.11 Chọn C Hớng dẫn: Biên độ dao động tổng hợp phụ thuộc biên độ 2 dao động thành phần và độ lệch pha của 2
dao động.
2.12 Chọn D Hớng dẫn: Có lúc ở một trong 3 đáp án A, B, C Nên chọn D.2.13 Chọn A Hớng dẫn: Theo định nghĩa SGK.
2.14 Chọn C Hớng dẫn: Hai lựa chọn A và B không phải là nghiệm của phơng trình vi phân x” + ω2x = 0 Lựa chọn D trong phơng trình không có đại lợng thời gian.
2.15 Chọn A.
Hớng dẫn: Thứ nguyên của tần số góc ω là rad/s (t)radian trên giây) Thứ nguyên của pha dao động (t)ωt + φ) là rad
(t)radian) Thứ nguyên của chu kỳ T là s (t)giây) Thứ nguyên của biên độ là m (t)mét).
2.16 Chọn B Hớng dẫn: Xem câu 2.152.17 Chọn C Hớng dẫn: Xem câu 2.15
2.18 Chọn D Hớng dẫn: Tính đạo hàm bậc hai của toạ độ x theo thời gian rồi thay vào phơng trình vi phân x” + ω2x = 0 thấy lựa chọn D không thoả mãn.
2.19 Chọn D.
Hớng dẫn: Lấy đạo hàm bậc nhất của phơng trình dao động x = Acos(t)ωt + φ) theo thời gian ta đợc
vận tốc v = - Aωsin(t)ωt + φ).
2.20 Chọn C.
Hớng dẫn: Lấy đạo hàm bậc nhất của phơng trình dao động x = Acos(t)ωt + φ) theo thời gian ta đợc
vận tốc v = - Aωsin(t)ωt + φ) Sau đó lấy đạo hàm của vận tốc theo thời gian ta đợc gia tốc a = - Aω2cos(t)ωt + φ).
2.21 Chọn D Hớng dẫn: Biên độ dao động của vật luôn không đổi.2.22 Chọn A
Hớng dẫn: Từ phơng trình vận tốc v = - Aωsin(t)ωt + φ) ta suy ra độ lớn của vận tốc là v= Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay│Aωsin(t)ωt + φ)│ vận tốc
của vật đạt cực đại khi Ma sát ở trục quay│sin(t)ωt + φ)│=1 khi đó giá trị cực đại của vận tốc là vmax = ωA.
2.23 Chọn B Hớng dẫn: gia tốc cực đại của vật là amax = ω2A, đạt đợc khi vật ở hai vị trí biên.
2.24 Chọn B
Hớng dẫn: Trong dao động điều hoà vận tốc cực tiểu của vật bằng không khi vật ở hai vị trí biên Vận tốc có giá trị
âm, khi đó dấu âm chỉ thể hiện chiều chuyển động của vật ngợc với chiều trục toạ độ.
2.25 Chọn B.
Hớng dẫn: Trong dao động điều hoà gia tốc cực tiểu của vật bằng không khi chuyển động qua VTCB Gia tốc có giá
trị âm, khi đó dấu âm chỉ thể hiện chiều của gia tốc ngợc với chiều trục toạ độ.
2.26 Chọn B Hớng dẫn: Gia tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật ở hai vị trí biên, gia tốc của vật ở VTCB có giá trị
bằng không.
2.27 Chọn C.
Hớng dẫn: Vật đổi chiều chuyển động khi vật chuyển động qua vị trí biên độ, ở vị trí đó lực phục hồi tác dụng lên
vật đạt giá trị cực đại.
Trang 172.28 Chọn C Hớng dẫn: áp dụng công thức độc lập với thời gian 22
v ta thấy vận tốc của vật đạt cực đại khi vật chuyển động qua vị trí x = 0.
2.29 Chọn C.
động qua vị trí x = 0(t)VTCB).
2.30 Chọn C.
Hớng dẫn: Phơng trình dao động x = Acos(t)ωt + φ) và phơng trình vận tốc v = x’ = -ωAsin(t)ωt + φ) = ωAcos(t)ωt + φ
+ π/2) Nh vậy vận tốc biến đổi điều hoà sớm pha hơn li độ một góc π/2.
2.31 Chọn B.
Hớng dẫn: Phơng trình dao động x = Acos(t)ωt + φ) và phơng trình gia tốc a = x” = -ωAcos(t)ωt + φ) = ωAcos(t)ωt + φ
+ π) Nh vậy vận tốc biến đổi điều hoà ngợc pha với li độ.
2.32 Chọn C
Hớng dẫn: Phơng trình dao động x = Acos(t)ωt + φ), phơng trình vận tốc v = x’ = -ωAsin(t)ωt + φ) = ωAcos(t)ωt + φ +
π/2), và phơng trình gia tốc a = x” = -ωAcos(t)ωt + φ) = ωAcos(t)ωt + φ + π) Nh vậy gia tốc biến đổi điều hoà sớm pha hơnvận tốc một góc π/2.
2.33 Chọn B.
Hớng dẫn: Thời điểm ban đầu có thể vật vừa có động năng và thế năng do đó kết luận cơ năng luôn bằng động năng
ở thời điểm ban đầu là không đúng.
2.34 Chọn B.
Hớng dẫn: So sánh phơng trình dao động x = 6cos(t)4rad/s, đπt)cm với phơng trình tổng quát của dao
động điều hoà x = Acos(t)ωt + φ) ta thấy biên độ dao động của vật là A = 6cm.
2.35 Chọn B Hớng dẫn: So sánh phơng trình dao động xt )cm
động điều hoà x = Acos(t)ωt + φ) ta thấy biên độ dao động của vật là A = 4rad/s, đcm.
2.36 Chọn D.
Hớng dẫn: So sánh phơng trình dao động x = 6cos(t)4rad/s, đπt)cm với phơng trình tổng quát của dao động điều hoà x =
Acos(t)ωt + φ) ta thấy tần số góc của dao động là ω = 4rad/s, đπrad/s Suy ra chu kỳ dao động của vật là T 2 0,5s
2.37 Chọn A Hớng dẫn: Tơng tự câu 2.36.
2.38 Chọn C.
Hớng dẫn: So sánh phơng trình dao động x = 6cos(t)4rad/s, đπt)cm với phơng trình tổng quát của dao
động điều hoà x = Acos(t)ωt + φ) ta thấy tần số góc của dao động là ω = 4rad/s, đπrad/s Suy ra tần số dao động của vật làHz
2.39 Chọn C.
với phơng trình tổng quát của dao động điều hoà x= Acos(t)ωt + φ) ta thấy pha dao động của vật là (t)ωt + φ) =
, thay t = 1s ta đợc kết quả 1,5π(t)rad).
Hớng dẫn: Từ phơng trình dao động x = 6cos(t)4rad/s, đπt)cm ta suy ra phơng trình vận tốc v = x’ = - 24rad/s, đπsin(t)4rad/s, đπt)cm/s Thay
t = 7,5s vào phơng trình v = - 24rad/s, đπsin(t)4rad/s, đπt)cm/s ta đợc kết quả v = 0.
2.43 Chọn C.
Hớng dẫn: Từ phơng trình dao động x = 6cos(t)4rad/s, đπt)cm ta suy ra phơng trình gia tốc
a = x” = - 96π2cos(t)4rad/s, đπt)cm/s2 Thay t = 5s vào phơng trình a = - 96π2cos(t)4rad/s, đπt)cm/s2 ta đợc kết quả a = - 94rad/s, đ7,5cm/s2.
2.44 Chọn C.
Et, theo bài ra Eđ = 3Et suy ra E = 4rad/s, đEt, áp dụng công thức tính thế năng 2
E và công thức tính cơ năng 2
kA21E → x = ± A/2 = ± 1cm.
2.45 Chọn B.
Hớng dẫn: Vật dao động theo phơng trình tổng quát x = Acos(t)ωt + φ), A = 4rad/s, đcm, chu kỳ T = 2s →
T2
Trang 18Hớng dẫn: Gia tốc của vật đạt cực đại khi vật ở vị trí biên, ở vị trí biên thế năng của vật đạt cực đại,
E , đổi đơn vị của khối lợng và biên độ:750g = 0,75kg, 4rad/s, đcm = 0,04rad/s, đm, thay vào công thức tính cơ năng ta đợc E = 6.10-3J.
2.51 Chọn B.
Hớng dẫn: Chú ý cần phân biệt khái niệm tần số góc ω trong dao động điều hoà với tốc độ góc là đạo hàm bậc nhất
của li độ góc theo thời gian α’ = v’/R trong chuyển động tròn của vật.
2.52 Chọn C.
Hớng dẫn: Trong dao động điều hoà, li độ, vận tốc và gia tốc là ba đại lợng biến đổi điều hoà theo thời gian và có
cùng tần số góc, cùng chu kỳ, tần số.
2.53 Chọn C.
2.54 Chọn B Hớng dẫn: Với con lắc lò xo ngang vật chuyển động thẳng, dao động điều hoà.
T (t)*) Đổi đơn vị0,8cm = 0,008m rồi thay vào công thức(t)*) ta đợc T = 0,178s.
2.59 Chọn D Hớng dẫn: Tần số dao động của con lắc là
thay m = 100g = 0,1kg; k = 100N/m và π2 = 10 ta đợc T = 0,2s.
2.61 Chọn B Hớng dẫn: Tơng tự câu 1.60.2.62 Chọn C
Hớng dẫn: áp dụng công thức tính chu kỳ
T 2 ta suy ra k = 64rad/s, đN/m (t)Chú ý đổi đơn vị)
2.63 Chọn B.
Hớng dẫn: Trong con lắc lò xo ngang lực đàn hồi tác dụng lên vật khi vật ở vị trí x là F = -kx, lực
đàn hồi cực đại có độ lớn Fmax = kA, với
Tm4rad/s, đ
k , thay A = 8cm = 0,8m; T = 0,5s; m = 0,4rad/s, đkg; π2 = 10 tađợc Fmax = 5,12N.
2.64 Chọn A.
Hớng dẫn: Vật dao động theo phơng trình tổng quát x = Acos(t)ωt + φ) Tần số góc
= 10rad/s Từ cách kích thích ban đầu để tạo nên dao động ta có Acosφ = 4rad/s, đcm và Asinφ = 0, từ đó tính đợc A =4rad/s, đcm, φ = 0 Thay vào phơng trình tổng quát ta đợc x = 4rad/s, đcos(t)10t)cm.
2.65 Chọn B.
Hớng dẫn: Vận tốc cực đại trong dao động điều hoà đợc tính theo định luật bảo toàn cơ năng
E , đổi đơn vị và thay số tađợc E = 3,2.10-2J.
2.67 Chọn C.
Hớng dẫn: Con lắc gồm lò xo k và vật m dao động với chu kỳ
T , con lắc gồm lò xo k và
Trang 19vật m’ dao động với tần số
, kết hợp với giả thiết T = 1s, f’ = 0,5Hz suy ra m’ = 4rad/s, đm.
2.68 Chọn D Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 2.64rad/s, đ.
2.69 Chọn B.
= 4rad/s, đ0rad/s Từ cách kíchthích ban đầu để tạo nên dao động ta có Acosφ = 0cm và - Asinφ = 200cm/s, từ đó tính đợc A = 5cm, φ = - π/2 Thay vàophơng trình tổng quát ta đợc x = 5cos(t)4rad/s, đ0t -
1 , khi con lắc có khối lợng m2 nó daođộng với chu kỳ
2 , khi gắn đồng thời m1 và m2 vào lò xo đó thì chu kỳ dao động của chúng là
T ,
khi độ cứng của lò xo là k2 thì chu kỳ dao động của con lắc là
T , khi hai lò xo k1 và k2 mắc nối
tiếp thì chu kỳ dao động của con lắc là
T với
T , khi độ
cứng của lò xo là k2 thì chu kỳ dao động của con lắc là
T , khi hai lò xo k1 và k2 mắc song song thì chu kỳ dao
động của con lắc là
T với k = k1 + k2, suy ra 2221
T 2 , do đó T chỉ phụ thuộc vào l và g.
2.75 Chọn C Hớng dẫn: Chu kỳ của con lắc đơn là
2.76 Chọn B Hớng dẫn: Tần số dao động của con lắc đơn là
, khi tăng chiều dài lên 4rad/s, đ lần thì tần số giảm đi 2 lần.
2.77 Chọn B.
Hớng dẫn: Lực kéo về (t)lực hồi phục) trong con lắc đơn là thành phần trọng lực tác dụng lên vật
đợc chiếu lên phơng tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động, và có giá trị P2 = Psinα = mgsinα do đó lực kéo về phụ thuộc vàokhối lợng của vật
2.78 Chọn C Hớng dẫn: Tỉ số giữa trọng lợng và khối lợng của con lắc chính là gia tốc trọng trờng tại nơi vật dao
2.79 Chọn B Hớng dẫn: Chu kỳ của con lắc đơn
T 2 , suy ra chiều dài của con lắc là l = T2g/(t)4rad/s, đπ2) = 0,24rad/s, đ8m = 24rad/s, đ,8cm.
2.80 Chọn C Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 2.79.2.81 Chọn C.
Trang 20Hớng dẫn: Con lắc đơn khi chiều dài là l1 = 1m dao động với chu kỳ
1 = 2s Con lắc đơn khi chiều dài
là l2 = 3m dao động với chu kỳ
→ T2 = 4rad/s, đ,4rad/s, đ6s.
2.82 Chọn C.
1 Con lắc đơn khi chiều dài là l2 daođộng với chu kỳ
2 Con lắc đơn khi chiều dài là l1 + l2 dao động với chu kỳ
2.83 Chọn B.
Hớng dẫn: Khi con lắc đơn có độ dài l, trong khoảng thời gian Δt nó thực hiện đợc 6 dao động Ngời ta giảm bớt độ
dài của nó đi 16cm = 0,16m, cũng trong khoảng thời gian Δt nh trớc nó thực hiện đợc 10 dao động Ta có biểu thức sau:g
2.84 Chọn C Hớng dẫn: Con lắc đơn có độ dài l1, trong khoảng thời gian Δt nó thực hiện đợc 4rad/s, đ dao động
Con lắc đơn có độ dài l2 = 1,6 – l1 cũng trong khoảng thời gian Δt nh trớc nó thực hiện đợc 5 dao động Ta có biểu thứcsau:
gl6,12.5gl2.4rad/s, đT5T4rad/s, đ
giải phơng trình ta đợc l1= 1,00m, và suy ra l2 = 0,64rad/s, đm = 64rad/s, đcm.
2.85 Chọn B Hớng dẫn: Chu kỳ của con lắc khi ở mặt đất là
T , khi con lắc ở độ cao h = 5km thì chu kỳ daođộng là
T với g’ = g
, suy ra g’<g → T’ > T → đồng hồ chạy chậm Trong mỗi ngày đêm đồng hồ chạy chậm một lợng là
'TT3600.24rad/s, đ
2.86 Chọn B Hớng dẫn: Thời gian con lắc đi từ VTCB đến vị trí có li độ cực đại là T/4rad/s, đ.2.87 Chọn A.
Hớng dẫn: Vận dụng quan hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động
điều hoà, ta có thời gian vật chuyển động từ VTCB đến vị trí có li độ x = A/2là
x2 có cùng tần số, cùng pha ban đầu nênchúng là hai dao động cùng pha.
2.92 Chọn C.
≤ A ≤ A1 + A2 Thay số ta đợc 4rad/s, đcm ≤ A ≤ 20cm → biên độ dao động có thể là A = 5cm Do cha biết độ lệch pha giữa haidao động hợp thành nên ta không thể tính biên độ dao động tổng hợp một cách cụ thể.
2.94 Chọn D Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 2.93.2.95 Chọn A Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 2.93.2.96 Chọn B.
= 1cm, φ = - π/2 và từ phơng trình x = 2,4rad/s, đcos2t (t)cm) suy ra A = 2,4rad/s, đcm,
x A/2 Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quayπ/6 Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quayΔ Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay Ma sát ở trục quay- Ma sát ở trục quayA
Trang 21φ2 = 0 áp dụng công thức tính biên độ dao động tổng hợp A A1 A22A1A2costa đợcA = 2,60cm.
2.97 Chọn A.
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 1.96 để tính biên độ dao động Tính pha ban đầu dựa vào hai công
thức
một dao động điều hoà x12 sau đó tổng hợp dao động x12 với x3 ta đợc dao động tổng hợp cần tìm.Cách 2: Dùng công thức tổng hợp n dao động diều hoà cùng phơng, cùng tần số:
Biên độ:
Pha ban đầu:
2.99 Chọn C.
Hớng dẫn: Đa các phơng trình dao động về cùng dạng sin hoặc cos tìm pha ban đầu của mỗi dao động thành phần,
sau đó vận dụng công thức tính biên độ dao động tổng hợp A A A 2A A cos
1 , Amax = A1 + A2 khi Δφ = 0,Amin = │A1 – A2│khi Δφ = π Từ đó ta tìm đợc α theo yêu cầu.
2.100 Chọn D Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 1.99.2.101 Chọn B Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 1.97.2.102 Chọn D.
Hớng dẫn: Biên độ của dao động cỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cỡng bức và mối quan hệ giữa tần số của
lực cỡng bức với tần số dao động riêng Khi tần số của lực cỡng bức bằng tần số dao động riêng thì biên độ dao động cỡngbức đạt giá trị cực đại (t)hiện tợng cộng hởng).
2.103 Chọn C.
Hớng dẫn: Nguyên nhân gây ra dao động tắt dần là do lực ma sát và lực cản của môi trờng.
2.104 Chọn C.
Hớng dẫn: Trong thực tế bao giờ cũng có ma sát, do đó dao động thờng là dao động tắt dần Muốn tạo ra một dao
động trong thời gian dài với tần số bằng tần số dao động riêng ngời ta phải cung cấp cho con lắc phần năng lợng bằngphần năng lợng bị mất sau mỗi chu kỳ.
2.105 Chọn D Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 2.102.2.106 Chọn A.
Hớng dẫn: Do có ma sát và lực cản môi trờng nên có một phần cơ năng đã biến đổi thành nhiệt năng.
2.107 Chọn D.
μmg Gọi biên độ của dao động ở thời điểm trớc khi đi qua VTCB là A1 sau khi đi qua VTCB là A2, độ giảm cơ năng saumỗi lần vật chuyển động qua VTCB bằng độ lớn công của lực ma sát khi vật chuyển động từ x = A1 đến x = - A2 tức là
2.108 Chọn B.
μmg Biên độ dao động ban đầu là A0 = 10cm =0,1m, khi dao động tắt hẳn biên độ dao động bằng không Độ giảm cơnăng bằng độ lớn công của lực ma sát sinh ra từ khi vật bắt đầu dao động đến khi dừng hẳn: kA mgS
21 2
0 với S làquãng đờng chuyển động Ta tính đợc S = 25m.
Hớng dẫn: Điều kiện xảy ra hiện tợng cộng hởng là tần số góc lực cỡng bức bằng tần số góc dao động riêng hoặc,
tần số lực cỡng bức bằng tần số dao động riêng, hoặc chu kỳ lực cỡng bức bằng chu kỳ dao động riêng.
2.112 Chọn A.
Hớng dẫn: Tần số của dao động cỡng bức bằng tần số của lực cỡng bức.
2.113 Chọn C.
Hớng dẫn: Mỗi bớc đi ngời đó lại tác dụng lên nớc trong xô một lực do đó trong quá trình bớc đi ngời đó tác dụng
lên nớc trong xô một lực tuần hoàn với chu kỳ bằng chu kỳ của bớc đi Để nớc trong xô sóng sánh mạnh nhất thì dao độngcủa nớc trong xô phải xảy ra hiện tợng cộng hởng, tức là mỗi bớc đi ngời đó phải mất một thời gian bằng chu kỳ dao độngriêng của nớc trong xô Vận tốc của ngời đó là v = 50cm/s.
2.114 Chọn D Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 1.113 ta đợc v = 5m/s = 18km/h.2.115 Chọn B.
Trang 22Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 1.113 Chu kỳ dao động riêng của ba lô là
T (t)Chú ý đổi đơn vị)
2.117 Chọn B.
4rad/s, đ060N
T , vận tốc cực đại của chất điểm là vmax= AT2
2.118 Chọn A.
Hớng dẫn: Phơng trình dao động của chất điểm là x = Acos(t)ωt + φ), tần số góc dao động của chất điểm là
ω = 2πf = 10π(t)rad/s), thay pha dao động (t)ωt + φ) = 32
và li độ của chất điểm là x = 3cm, ta tìm đợc A, thaytrở lại phơng trình tổng quát đợc x23cos(10t)cm.
2.119 Chọn A.
Hớng dẫn: Từ phơng trình x = 2cos(t)4rad/s, đπt –π/3)cm ta có phơng trình vận tốc v = - 8πsin(t)4rad/s, đπt –π/3)cm/s, chu kỳ dao
động của chất điểm T = 0,5s Tại thời điểm ban đầu t = 0 ta tìm đ ợc x0 = 1cm và v0 = 4rad/s, đπcm/s > 0 chứng tỏ tại thời điểm t =0 chất điểm chuyển động qua vị trí 1cm theo chiều dơng trục toạ độ Tại thời điểm t = 0,25s ta có x = -1cm và v = - 4rad/s, đπcm/s < 0 chứng tỏ tại thời điểm t = 0,25s chất điểm chuyển động qua vị trí -1cm theo chiều âm trục toạ độ Lại thấy 0,25s <0,5s = T tức là đến thời điểm t = 0,25s chất điểm cha trở lại trạng thái ban đầu mà chất điểm chuyển động từ vị trí x0 =1cm đến vị trí biên x = 2cm rồi quay lại vị trí x = -1cm Quãng đờng chất điểm chuyển động đợc trong khoảng thời gianđó là S = 1cm + 3cm = 4rad/s, đcm.
2.120 Chọn D.
A = 4rad/s, đcm = 0,04rad/s, đm Cũng ở vị trí đó lò xo không bị biến dạng độ biến dạng của lò xo khi vật ở VTCB là Δl = 4rad/s, đcm =0,04rad/s, đm Vận tốc của vật khi qua VTCB đợc tính theo công thức:
2.121 Chọn A.
Hớng dẫn: Con lắc lò xo ngang dao động điều hoà có lực đàn hồi cực đại tác dụng lên vật
Fmax = kA Gia tốc cực đại của vật là amax = ω2A = kA/m = Fmax/m m = Fmax/amax = 1kg.
2.122 Chọn D.
Hớng dẫn: Từ phơng trình dao động x = 4rad/s, đcos(t)4rad/s, đπt)cm tại thời điểm t = 0 ta có x0 = 4rad/s, đcm tức là vật ở vị trí biên độ x =A, sau đó vật chuyển động ngợc chiều trục toạ độ và đi đợc quãng đờng 6cm khi đó vật chuyển động qua vị trí x = -2cmtheo chiều âm lần thứ nhất Giải hệ phơng trình và bất phơng trình:
cm0)t4rad/s, đsin(t)16
cm2)t4rad/s, đcos(t)4rad/s, đ
ta đợc (t)n N)2
t thay n = 0 ta đợc s61t
2.123 Chọn C.
Hớng dẫn: Chu kỳ dao động của con lắc lò xo dọc đợc tính theo công thức
E , thay số ta đợc E = 0,00032J = 0,32mJ.
Trang 23ơng 3 - Sóng cơ học, âm học.
I - Hệ thống kiến thức trong ch ơng
1) Sóng cơ học là những dao động cơ học lan truyền trong môi trờng liên tục
Trong khi sóng truyền đi, mỗi phần tử của sóng dao động tại chỗ xung quanh VTCB Quá trình truyền sóng là quátrình truyền năng lợng.
Sóng ngang là sóng mà các phần tử môi trờng dao động vuông góc với phơng truyền sóng.Sóng dọc là sóng mà các phần tử môi trờng dao động theo phơng truyền sóng.
2) Các đại lợng đặc trng của sóng:
a) Chu kỳ của sóng là chu kỳ dao động của các phần từ môi trờng khi có sóng truyền qua Kí hiệu T đơn vị giây (t)s).b) Tần số của sóng là tần số dao động của các phần từ môi trờng khi có sóng truyền qua; là đại lợn nghịch đảo của
chu kỳ Kí hiệu f đơn vị héc (t)Hz).
c) Tốc độ của sóng là tốc độ truyền pha của dao động Kí hiệu v, đơn vị m/s.
d) Biên độ của sóng tại một điểm là biên độ dao động của phần tử môi trờng tại điểm đó khi có sóng truyền qua Kí
đ-Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền trên đờng thẳng (t)lí tởng) năng lợng sóng không đổi (t)Biên độ không đổi).
g) Liên hệ giữa chu kỳ, tần số, bớc sóng, tốc độ truyền
h) Phơng trình sóng tại 1 điểm là phơng trình dao động của môi trờng tại điểm đó Nó cho ta xác định đợc li độ
dao động của một phần tử môi trờng ở cách gốc toạ độ một khoảng x tại thời điểm t Phơng trình sóng có dạng:)
2 Trong đó a là biên độ sóng, ω là tần số góc, T làchu kỳ sóng, v là tốc độ truyền sóng, λ là bớc sóng.
3) Độ lệch pha giữa hai điểm trên phơng truyền sóng:
+
+ Nếu hai điểm dao động cùng pha thì = 2k hay d1 - d2 = k Những điểm dao động cùng pha cách nhaunguyên lần bớc sóng.
+ Nếu hai điểm dao động ngợc pha thì
(t) k ) hay
d (t) k )
pha cách nhau lẻ lần nửa bớc sóng.
4) Sóng có tính chất tuần hoàn theo thời gian Sau một khoảng thời gian bằng một chu kỳ T thì tất cả các điểm trên
sóng đều lặp lại chuyển động nh cũ, nghĩa là toàn bộ sóng có hình dạng nh cũ.
Sóng có tính chất tuần hoàn theo không gian Những điểm trên cùng một ph ơng truyền sóng cách nhau một khoảngbằng nguyên lần bớc sóng λ thì dao động cùng pha, có nghĩa là ở cùng một thời điểm cứ cách một khoảng bằng một b ớcsóng theo phơng truyền sóng thì hình dạng sóng lại lặp lại nh trớc.
Sóng có các đại lợng đặc trng là: tần số f hay chu kỳ T, biên độ sóng A, tốc độ truyền sóng v, bớc sóng , năng lợngcủa sóng Liên hệ : f
Tv
5) Sóng dừng là sóng có nút và bụng cố định trong không gian.
+ Sóng dừng là kết quả giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ.
+ Bụng sóng là những điểm dao động với biên độ cực đại, nút sóng là những điểm không dao động.
+ Sóng dừng xuất hiện trên dây đàn hồi có hai đầu cố định (t)một đầu cố định, một đầu sát một nút) khi chiều dài củadây bằng một số nguyên lần nửa bớc sóng l = k/2.
+ Sóng dừng xuất hiện trên dây đàn hồi có một đầu cố định, một đầu tự do (t)một đầu cố định hay sát nút sóng, đầukia tự do hay là bụng sóng) khi chiều dài của dây bằng một số lẻ lần một phần t bớc sóng l = (t)2k + 1)/4rad/s, đ.
+ Đặc điểm của sóng dừng: Biên độ dao động của phần tử vật chất tại một điểm không đổi theo thời gian; Khoảngcách giữa hai điểm bụng liền kề (t)hoặc hai nút liền kề) bằng nửa b ớc sóng, khoảng cách giữa một điểm bụng và một điểmnút liền kề bằng một phần t bớc sóng; Sóng dừng không truyền tải năng lợng.
+ ứng dụng: để xác định vận tốc truyền sóng.
6) Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chỗ cố định biên độ
sóng đợc tăng cờng hoặc giảm bới thậm trí triệt tiêu.
+ Điều kiện có giao thoa: Hai sóng chỉ giao thoa khi hai sóng kết hợp Đó là hai sóng có cùng tần số (t)hay chu kỳ)
truyền theo một phơng và tại điểm chúng gặp nhau khi có độ lệch pha không đổi Hai sóng kết hợp là hai sóng đ ợc gây ratừ hai nguồn sóng kết hợp, là nguồn có cùng tần số (t)hay chu kỳ) và độ lệch pha không đổi.
+ Những điểm mà hiệu đờng đi từ hai nguồn sóng tới đó, bằng nguyên lần bớc sóng thì dao động với biên độ cựcđại: d2 - d1 = k.
+ Những điểm mà hiệu đờng đi từ hai nguồn sóng tới đó, bằng lẻ lần nửa bớc sóng thì dao động với biên độ cựctiểu:
d (t) k )
Trang 24+ Khi hiện tợng giao thoa xảy ra trên mặt chất lỏng thì trên mặt chất lỏng xuất hiện những vân giao thoa, hệ vân baogồm các vân cực đại và cực tiểu xen kẽ với nhau Vân giao thoa là những điểm dao động với biên độ cực đại (t)hay cực tiểu)có cùng giá trị k.
+ Giao thoa là hiện tợng đặc trng của quá trình truyền sóng.
6) Sóng âm là những dao động cơ học (t)thờng là sóng dọc), truyền trong môi trờng vật chất, mà gây cảm giác cho tai
Cờng độ âm cho biết độ mạnh hay yếu của âm.
- Mức cờng độ âm: tại một điểm đợc xác định bằng logarit thập phân của tỉ số giữa cờng độ âm tại điểm đó I với ờng độ âm chuẩn I0:
L ; Đơn vị: đêxiben (t)db)I0 = 10-13 W/m2 là cờng độ âm chuẩn.
- Độ to của âm:
Giá trị nhỏ nhất của cờng độ âm mà tai nghe thấy là ngỡng nghe, ngỡng nghe phụ thuộc vào tần số âm.Giá trị lớn nhất của cờng độ âm mà tai nghe thấy là ngỡng đau, ngỡng đau phụ thuộc vào tần số âm.Độ to của âm phụ thuộc vào cờng độ âm và tần số của âm.
+ Siêu âm có tần số rất lớn, có nhiều ứng dụng quan trọng trong kỹ thuật và trong y học.
7) Hiệu ứng Đốp-le: Sự thay đổi tần số âm khi nguồn âm hoặc vật thu âm hoặc cả hai chuyển động gọi là hiệu ứng
Nếu nguồn âm và nguồn thu chuyển động lại gần nhau thì tần số tăng và khi chuyển động ra xa thì tần số giảm.Tốc độ truyền âm trong môi trờng là V, nguồn chuyển động với tốc độ v, đồng thời máy thu lại chuyển động với tốcđộ u, thì tần số máy thu đợc là:
Quy ớc về dấu : v dơng khi nguồn chuyển động lại gần, v âm khi nguồn chuyển động ra xa u dơng khi máy thu
chuyển động lại gần nguồn âm, u âm khi máy thu chuyển động ra xa nguồn âm.
II - Câu hỏi và bài tậpChủ đề 1: Đại cơng về sóng cơ học.3.1 Sóng cơ là gì?
A Sự truyền chuyển động cơ trong không khí.
B Những dao động cơ học lan truyền trong môi trờng vật chất.C Chuyển động tơng đối của vật này so với vật khác.
D Sự co dãn tuần hoàn giữa các phần tử môi trờng.
A lan truyền theo phơng nằm ngang
B trong đó các phần tử sóng dao động theo phơng nằm ngang.
C trong đó các phần tử sóng dao động theo phơng vuông góc với phơng truyền sóng.
D trong đó các phần tử sóng dao động theo cùng một phơng với phơng truyền sóng.
3.5 Bớc sóng là:
A quãng đờng sóng truyền đi trong 1s;
B khoảng cách giữa hai bụng sóng sóng gần nhất
C khoảng cách giữa hai điểm của sóng có li độ bằng không ở cùng một thời điểm.
D khoảng cách giữa hai điểm của sóng gần nhất có cùng pha dao động.
3.6 Phơng trình sóng có dạng nào trong các dạng dới đây:
A x = Asin(t)t + ); B u Asin (t-x)
3.7 Một sóng cơ học có tần số f lan truyền trong môi trờng vật chất đàn hồi với tốc độ v, khi đó bớc sóng đợc tính theo
công thức
3.8 Phát biểu nào sau đây không đúng với sóng cơ học?
A Sóng cơ học có thể lan truyền đợc trong môi trờng chất rắn.B Sóng cơ học có thể lan truyền đợc trong môi trờng chất lỏng.C Sóng cơ học có thể lan truyền đợc trong môi trờng chất khí.
D Sóng cơ học có thể lan truyền đợc trong môi trờng chân không.
3.9 Phát biểu nào sau đây về sóng cơ học là không đúng?
A Sóng cơ học là quá trình lan truyền dao động cơ học trong một môi trờng liên tục.
B Sóng ngang là sóng có các phần tử dao động theo phơng ngang.
C Sóng dọc là sóng có các phần tử dao động theo phơng trùng với phơng truyền sóng.D Bớc sóng là quãng đờng sóng truyền đi đợc trong một chu kỳ.
Trang 253.10 Phát biểu nào sau đây về đại lợng đặc trng của sóng cơ học là không đúng?
A Chu kỳ của sóng chính bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động.B Tần số của sóng chính bằng tần số dao động của các phần tử dao động.
C Tốc độ của sóng chính bằng tốc độ dao động của các phần tử dao động.
D Bớc sóng là quãng đờng sóng truyền đi đợc trong một chu kỳ.
3.11 Sóng cơ học lan truyền trong môi trờng đàn hồi với tốc độ v không đổi, khi tăng tần số sóng lên 2 lần thì bớc sóng
A tăng 4rad/s, đ lần B tăng 2 lần C không đổi D giảm 2 lần.
3.12 Vận tốc truyền sóng phụ thuộc vào
C môi trờng truyền sóng D bớc sóng
3.13 Một ngời quan sát một chiếc phao trên mặt biển thấy nó nhô lên cao 10 lần trong 18s, khoảng cách giữa hai ngọn
sóng kề nhau là 2m Tốc độ truyền sóng trên mặt biển là
, trong đó x tính bằng cm, t tính bằnggiây Tốc độ truyền sóng là
A v = 5m/s B v = - 5m/s C v = 5cm/s D v = - 5cm/s.
3.19 Một sóng truyền trên sợi dây đàn hồi rất dài với tần số 500Hz, ngời ta thấy khoảng cách giữa hai điểm gần nhau
nhất dao động cùng pha là 80cm Tốc độ truyền sóng trên dây là
A v = 4rad/s, đ00cm/s B v = 16m/s C v = 6,25m/s D v = 4rad/s, đ00m/s.
3.20 Cho một sóng ngang có phơng trình sóng là utx)mm
,trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây.Vị trí của phần tử sóng M cách gốc toạ độ 3m ở thời điểm t = 2s là
3.21 Một sóng cơ học lan truyền với vận tốc 320m/s, bớc sóng 3,2m Chu kỳ của sóng đó là
Chủ đề 2: Sự phản xạ sóng Sóng dừng.3.22 Ta quan sát thấy hiện tợng gì khi trên dây có sóng dừng?
A Tất cả phần tử dây đều đứng yên.
B Trên dây có những bụng sóng xen kẽ với nút sóng.
C Tất cả các điểm trên dây đều dao động với biên độ cực đại.D Tất cả các điểm trên dây đều chuyển động với cùng tốc độ.
3.23 Sóng truyền trên một sợi dây hai đầu cố định có bớc sóng Muốn có sóng dừng trên dây thì chiều dài L của
dây phải thoả mãn điều kiện nào?
3.24 Khi có sóng dừng trên sợi dây đàn hồi thì:
A tất cả các điểm của dây đều dừng dao động.B nguồn phát sóng dừng dao động.
C trên dây có những điểm dao động với biên độ cực đại xen kẽ với những điểm đứng yên.
D trên dây chỉ còn sóng phản xạ, còn sóng tới thì dừng lại.
3.25 Sóng dừng xảy ra trên dây đàn hồi cố dịnh khi:
A Chiều dài của dây bằng một phần t bớc sóng.
B Chiều dài bớc sóng gấp đôi chiều dài của dây
C Chiều dài của dây bằng bớc sóng.
D Chiều dài bớc sóng bằng một số lẻ chiều dài của dây
3.26 Phát biểu nào sau đây là đúng?
A Khi có sóng dừng trên dây đàn hồi thì tất cả các điểm trên dây đều dừng lại không dao động.
B Khi có sóng dừng trên dây đàn hồi thì nguồn phát sóng ngừng dao động còn các điểm trên dây vẫn dao động.
C Khi có sóng dừng trên dây đàn hồi thì trên dây có các điểm dao động mạnh xen kẽ với các điểm đứng yên.
D Khi có sóng dừng trên dây đàn hồi thì trên dây chỉ còn sóng phản xạ, còn sóng tới bị triệt tiêu.
3.27 Hiện tợng sóng dừng trên dây đàn hồi, khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp bằng bao nhiêu?
A bằng hai lần bớc sóng B bằng một bớc sóng.
Trang 263.28 Một dây đàn dài 4rad/s, đ0cm, căng ở hai đầu cố định, khi dây dao động với tần số 600Hz ta quan sát trên dây có sóng
dừng với hai bụng sóng Bớc sóng trên dây là
A λ = 13,3cm B λ = 20cm C λ = 4rad/s, đ0cm D λ = 80cm.
3.29 Một dây đàn dài 4rad/s, đ0cm, căng ở hai đầu cố định, khi dây dao động với tần số 600Hz ta quan sát trên dây có sóng
dừng với hai bụng sóng Tốc độ sóng trên dây là
A v = 79,8m/s B v = 120m/s C v = 24rad/s, đ0m/s D v = 4rad/s, đ80m/s.
3.30 Dây AB căng nằm ngang dài 2m, hai đầu A và B cố định, tạo một sóng dừng trên dây với tần số 50Hz, trên đoạn
AB thấy có 5 nút sóng Tốc độ truyền sóng trên dây là
A v = 100m/s B v = 50m/s C v = 25cm/s D v = 12,5cm/s.
3.31 Một ống sáo dài 80cm, hở hai đầu, tạo ra một sóng đứng trong ống sáo với âm là cực đại ở hai đầu ống, trong
khoảng giữa ống sáo có hai nút sóng Bớc sóng của âm là
A λ = 20cm B λ = 4rad/s, đ0cm C λ = 80cm D λ = 160cm.
3.32 Một sợi dây đàn hồi dài 60cm, đợc rung với tần số 50Hz, trên dây tạo thành một sóng dừng ổn định với 4rad/s, đ bụng
sóng, hai đầu là hai nút sóng Tốc độ sóng trên dây là
Chủ đề 3: Giao thoa sóng3.33 Điều kiện có giao thoa sóng là gì?
A Có hai sóng chuyển động ngợc chiều giao nhau.B Có hai sóng cùng tần số và có độ lệch pha không đổi.C Có hai sóng cùng bớc sóng giao nhau.
D Có hai sóng cùng biên độ, cùng tốc độ giao nhau.
3.35 Có hiện tợng gì xảy ra khi một sóng mặt nớc gặp một khe chắn hẹp có kích thớc nhỏ hơn bớc sóng?
A Sóng vẫn tiếp tục truyền thẳng qua khe.B Sóng gặp khe phản xạ trở lại.
C Sóng truyền qua khe giống nh một tâm phát sóng mới.D Sóng gặp khe rồi dừng lại.
3.36 Hiện tợng giao thoa xảy ra khi có:
A hai sóng chuyển động ngợc chiều nhau B hai dao động cùng chiều, cùng pha gặp nhau
C hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng pha, cùng biên độ gặp nhau
D hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động cùng pha, cùng pha gặp nhau.
3.37 Phát biểu nào sau đây là không đúng? Hiện tợng giao thoa sóng chỉ xảy ra khi hai sóng đợc tạo ra từ hai tâm
sóng có các đặc điểm sau:
A cùng tần số, cùng pha B cùng tần số, ngợc pha.C cùng tần số, lệch pha nhau một góc không đổi D cùng biên độ, cùng pha.
3.38 Phát biểu nào sau đây là đúng?
A Hiện tợng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng chuyển động ngợc chiều nhau.B Hiện tợng giao thoa sóng xảy ra khi có hai dao động cùng chiều, cùng pha gặp nhau.
C Hiện tợng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng pha, cùng biên độ.
D Hiện tợng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động cùng tần số, cùng pha.
3.39 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Khi xảy ra hiện tợng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, tồn tại các điểm dao động với biên độ cực đại.B Khi xảy ra hiện tợng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, tồn tại các điểm không dao động.
C Khi xảy ra hiện tợng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, các điểm không dao động tạo thành các vân cực tiểu.
D Khi xảy ra hiện tợng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, các điểm dao động mạnh tạo thành các đờng thẳng cựcđại.
3.40 Trong hiện tợng giao thoa sóng trên mặt nớc, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm trên đờng nối hai tâm
sóng bằng bao nhiêu?
A bằng hai lần bớc sóng B bằng một bớc sóng.
3.41 Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nớc, ngời ta dùng nguồn dao động có tần số 50Hz và đo đợc
khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp nằm trên đờng nối hai tâm dao động là 2mm Bớc sóng của sóng trên mặt nớc là baonhiêu?
A λ = 1mm B λ = 2mm C λ = 4rad/s, đmm D λ = 8mm.
3.42 Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nớc, ngời ta dùng nguồn dao động có tần số 100Hz và đo đợc
khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp nằm trên đờng nối hai tâm dao động là 4rad/s, đmm Tốc độ sóng trên mặt nớc là baonhiêu?
A v = 0,2m/s B v = 0,4rad/s, đm/s C v = 0,6m/s D v = 0,8m/s.
3.43 Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 20Hz, tại một điểm M
cách A và B lần lợt là 16cm và 20cm, sóng có biên độ cực đại, giữa M và đờng trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác.Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là bao nhiêu?
A v = 20cm/s B v = 26,7cm/s C v = 4rad/s, đ0cm/s D v = 53,4rad/s, đcm/s.
3.44 Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 16Hz Tại một
điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d1 = 30cm, d2 = 25,5cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M và đờng trung trựccó 2 dãy cực đại khác Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là bao nhiêu?
A v = 24rad/s, đm/s B v = 24rad/s, đcm/s C v = 36m/s D v = 36cm/s.
3.45 Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 13Hz Tại một
điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d1 = 19cm, d2 = 21cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M và đờng trung trựckhông có dãy cực đại khác Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là bao nhiêu?
Trang 27A Nguồn âm và môi trờng truyền âm B Nguồn âm và tai ngời nghe C Môi trờng truyền âm và tai ngời nghe D Tai ngời nghe và giây thần kinh thị giác.
3.48 Độ cao của âm phụ thuộc vào yếu tố nào của âm?
A Độ đàn hồi của nguồn âm B Biên độ dao động của nguồn âm.C Tần số của nguồn âm D Đồ thị dao động của nguồn âm.
3.49 Tai con ngời có thể nghe đợc những âm có mức cờng độ âm trong khoảng nào?
A Từ 0 dB đến 1000 dB B Từ 10 dB đến 100 dB C Từ -10 dB đến 100dB D Từ 0 dB đến 130 dB.
3.50 Âm cơ bản và hoạ âm bậc 2 do cùng một dây đàn phát ra có mối liên hệ với nhau nh thế nào?
A Hoạ âm có cờng độ lớn hơn cờng độ âm cơ bản B Tần số hoạ âm bậc 2 lớn gấp đôi tần số âm cơ bản C Tần số âm cơ bản lớn gấp đôi tần số hoạ âm bậc 2 D Tốc độ âm cơ bản lớn gấp đôi tốc độ hoạ âm bậc 2.
3.51 Trong các nhạc cụ, hộp đàn có tác dụng gì?
A Làm tăng độ cao và độ to của âm; B Giữ cho âm phát ra có tần số ổn định
C Vừa khuyếch đại âm, vừa tạo ra âm sắc riêng của âm do đàn phát ra
D Tránh đợc tạp âm và tiếng ồn, làm cho tiếng đàn trong trẻo.
3.52 Tốc độ truyền âm trong không khí là 34rad/s, đ0m/s, khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phơng
truyền sóng dao động ngợc pha nhau là 0,85m Tần số của âm là
A f = 85Hz B f = 170Hz C f = 200Hz D f = 255Hz.
3.53 Một sóng cơ học có tần số f = 1000Hz lan truyền trong không khí Sóng đó đợc gọi là
A sóng siêu âm B sóng âm C sóng hạ âm D cha đủ điều kiện để kết luận.
3.54 Sóng cơ học lan truyền trong không khí với cờng độ đủ lớn, tai ta có thể cảm thụ đợc sóng cơ học nào sau đây?
A Sóng cơ học có tần số 10Hz B Sóng cơ học có tần số 30kHz.C Sóng cơ học có chu kỳ 2,0μs D Sóng cơ học có chu kỳ 2,0ms.
3.55 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Sóng âm là sóng cơ học có tần số nằm trong khoảng từ 16Hz đến 20kHz.B Sóng hạ âm là sóng cơ học có tần số nhỏ hơn 16Hz.
C Sóng siêu âm là sóng cơ học có tần số lớn hơn 20kHz.
D Sóng âm thanh bao gồm cả sóng âm, hạ âm và siêu âm.
3.56 Tốc độ âm trong môi trờng nào sau đây là lớn nhất?
A Môi trờng không khí loãng B Môi trờng không khí.C Môi trờng nớc nguyên chất D Môi trờng chất rắn.
3.57 Một sóng âm 4rad/s, đ50Hz lan truyền với tốc độ 360m/s trong không khí Độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau 1m trên
một phơng truyền sóng là
A Δφ = 0,5π(t)rad) B Δφ = 1,5π(t)rad) C Δφ = 2,5π(t)rad) D Δφ = 3,5π(t)rad).
3.58 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Nhạc âm là do nhiều nhạc cụ phát ra.
B Tạp âm là các âm có tần số không xác định.C Độ cao của âm là một đặc tính của âm.D Âm sắc là một đặc tính của âm.
3.59 Phát biểu nào sau đây là đúng?
A Âm có cờng độ lớn thì tai ta có cảm giác âm đó “to”.B Âm có cờng độ nhỏ thì tai ta có cảm giác âm đó “bé”.C Âm có tần số lớn thì tai ta có cảm giác âm đó “to”.
D Âm “to” hay “nhỏ” phụ thuộc vào mức cờng độ âm và tần số âm.
3.60 Nhận xét nào sau đây là không đúng? Một nguồn âm phát ra một âm có tần số không đổi, tần số âm mà máy thu,
thu đợc:
A tăng lên khi nguồn âm chuyển động lại gần máy thu.B giảm đi khi nguồn âm chuyển động ra xa máy thu.C tăng lên khi máy thu chuyển động lại gần nguồn âm.
D không thay đổi khi máy thu và nguồn âm cùng chuyển động hớng lại gần nhau.
3.61 Một ống trụ có chiều dài 1m ở một đầu ống có một píttông để có thể điều chỉnh chiều dài cột khí trong ống Đặt
một âm thoa dao động với tần số 660Hz ở gần đầu hở của ống Tốc độ âm trong không khí là 330m/s Để có cộng h ởngâm trong ống ta phải điều chỉnh ống đến độ dài
Chủ đề 5: Hiệu ứng Đôple3.62 Hiệu ứng Đốple gây ra hiện tợng gì?
A Thay đổi cờng độ âm khi nguồn âm chuyển động so với ngời nghe.B Thay đổi độ cao của âm khi nguồn âm của so với ngời nghe.
C Thay đổi âm sắc của âm khi ngời nghe chuyển động lại gần nguồn âm.D Thay đổi cả độ cao và cờng độ âm khi nguồn âm chuyển động.
3.63 trong trờng hợp nào dới đây thì âm do máy thu ghi nhận đợc có tần số lớn hơn tần số của âm do nguồn phát ra?
A Nguồn âm chuyển động ra xa máy thu đứng yên.B Máy thu chuyển động ra xa nguồn âm đứng yên.C Máy thu chuyển động lại gần nguồn âm đứng yên.
Trang 28D Máy thu chuyển động cùng chiều, cùng tốc độ với nguồn âm.
3.64 Nhận xét nào sau đây là không đúng?
A Một nguồn âm phát ra một âm có tần số không đổi, tần số âm mà máy thu thu đ ợc tăng lên khi nguồn âm chuyểnđộng lại gần máy thu.
B Một nguồn âm phát ra một âm có tần số không đổi, tần số âm mà máy thu thu đợc giảm đi khi nguồn âm chuyểnđộng ra xa máy thu.
C Một nguồn âm phát ra một âm có tần số không đổi, tần số âm mà máy thu thu đ ợc tăng lên khi máy thu chuyểnđộng lại gần nguồn âm.
D Một nguồn âm phát ra một âm có tần số không đổi, tần số âm mà máy thu, thu đ ợc không thay đổi khi máy thuvà nguồn âm cùng chuyển động hớng lại gần nhau.
3.65 Khi nguồn phát âm chuyển động lại gần ngời nghe đang đứng yên thì ngời này sẽ nghe thấy một âm:
A có bớc sóng dài hơn so với khi nguồn âm đứng yên.B có cờng độ âm lớn hơn so với khi nguồn âm đứng yên.C có tần số nhỏ hơn tần số của nguồn âm.
D có tần số lớn hơn tần số của nguồn âm.
3.66 Tiếng còi có tần số 1000Hz phát ra từ một ôtô đang chuyển động tiến lại gần bạn với tốc độ 10m/s, tốc độ âm
trong không khí là 330m/s Khi đó bạn nghe đợc âm có tần số là
A f = 969,69Hz B f = 970,59Hz C f = 1030,30Hz D f = 1031,25Hz.
3.67 Tiếng còi có tần số 1000Hz phát ra từ một ôtô đang chuyển động tiến ra xa bạn với tốc độ 10m/s, tốc độ âm trong
không khí là 330m/s Khi đó bạn nghe đợc âm có tần số là
A f = 969,69Hz B f = 970,59Hz C f = 1030,30Hz D f = 1031,25Hz.
* Các câu hỏi và bài tập tổng hợp kiến thức
3.68 Một sóng cơ học lan truyền trên sợi dây đàn hồi, trong khoảng thời gian 6s sóng truyền đợc 6m Tốc độ truyền
sóng trên dây là bao nhiêu?
3.69 Một sóng ngang lan truyền trên một dây đàn hồi rất dài, đầu 0 của sợi dây dao động theo ph ơng trình u =
3,6sin(t)πt)cm, vận tốc sóng bằng 1m/s Phơng trình dao động của một điểm M trên dây cách 0 một đoạn 2m làA uM = 3,6sin(t)πt)cm B uM = 3,6sin(t)πt - 2)cm.
C uM = 3,6sinπ(t)t - 2)cm D uM = 3,6sin(t)πt + 2π)cm.
3.70 Đầu 0 của một sợi dây đàn hồi nằm ngang dao động điều hoà theo ph ơng thẳng đứng với biên độ 3cm với tần số
2Hz Sau 2s sóng truyền đợc 2m Chọn gốc thời gian là lúc điểm 0 đi qua VTCB theo chiều dơng Li độ của điểm M cách0 một khoảng 2m tại thời điểm 2s là
3.71 Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn sóng kết hợp S1 và S2 dao động với tần số 15Hz.Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là 30cm/s Với điểm M có những khoảng d1, d2 nào dới đây sẽ dao động với biên độ cựcđại?
A d1 = 25cm và d2 = 20cm B d1 = 25cm và d2 = 21cm.
C d1 = 25cm và d2 = 22cm D d1 = 20cm và d2 = 25cm.
3.72 Dùng một âm thoa có tần số rung f = 100Hz để tạo ra tại 2 điểm O1 và O2 trên mặt nớc hai nguồn sóng cùng biênđộ, cùng pha Biết O1O2 = 3cm Một hệ gợn lồi xuất hiện gồm một gợn thẳng và 14rad/s, đ gợn hypebol mỗi bên Khoảng cáchgiữa hai gợn ngoài cùng đo dọc theo O1O2 là 2,8cm Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là bao nhiêu?
3.75 Một sợi dây đàn hồi AB đợc căng theo phơng ngang, đầu A cố định, đầu B đợc rung nhờ một dụng cụ để tạo
thành sóng dừng trên dây Tần số rung là 100Hz và khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là l = 1m Tốc độ truyền sóngtrên dây là:
31C 32D 33B 34rad/s, đC 35C 36D 37D 38D 39D 4rad/s, đ0C 4rad/s, đ1C 4rad/s, đ2D 4rad/s, đ3A 4rad/s, đ4rad/s, đB 4rad/s, đ5B4rad/s, đ6C 4rad/s, đ7B 4rad/s, đ8C 4rad/s, đ9D 50B 51C 52C 53B 54rad/s, đD 55D 56D 57C 58A 59D 60D
ớng dẫn giải và trả lời ch ơng 3
3.1 Chọn B.Hớng dẫn: Dựa vào định nghĩa sóng cơ.3.2 Chọn C.Hớng dẫn: Dựa vào định nghĩa bớc sóng.3.3 Chọn D.Hớng dẫn: Dùng công thức = v.T = v/f.3.4 Chọn C.Hớng dẫn: Theo định nghĩa sóng ngang.3.5 Chọn D.Hớng dẫn: Theo định nghĩa bớc sóng.3.6 Chọn C.Hớng dẫn: Theo phơng trình sóng.
3.7 Chọn B.Hớng dẫn: Theo định nghĩa: Bớc sóng là quãng đờng sóng truyền đợc trong một chu kỳ nên công thức tính
Trang 293.10 Chọn C.Hớng dẫn: Vận tốc sóng là vận tốc truyền pha dao động Vận tốc sóng phụ thuộc vào bản chất của môi
tr-ờng đàn hồi, đỗi với một môi trtr-ờng đàn hồi nhất định thì vận tốc sóng là không đổi Vận tốc dao động của các phần tử là đạo hàm bậc nhất của li độ dao động của phần tử theo thời gian Vận tốc sóng và vận tốc dao động của các phần tử là khácnhau.
3.11 Chọn D.Hớng dẫn: Vận dụng công thức tính bớc sóng λ = v.T = v/f, khi tăng tần số lên 2 lần thì bớc sóng giảm đi
2 lần.
3.12 Chọn C.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 3.8.
3.13 Chọn A.Hớng dẫn: Phao nhô lên cao 10 lần trong thời gian 18s, tức là trong 18s phao thực hiện 9 lần dao động,
chu kỳ sóng là T = 2s Khoảng cách giữa hai ngọn sóng kề nhau là 2m, suy ra bớc sóng λ = 2m Vận tốc truyền sóng trên mặt nớc là v = λ/T = 1m/s.
3.14 Chọn C.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 3.10.
3.15 Chọn B.Hớng dẫn: Từ phơng trình sóng uM 4sin(200 t 2 x)cm
3.18 Chọn C.Hớng dẫn: So sánh phơng trình sóng x)T
mm)5xt(t)2sin4rad/s, đmm)5xt(t)2sin4rad/s, đ
3.21 Chọn A.Hớng dẫn: áp dụng công thức tính bớc sóng λ = v.T3.22 Chọn B.Hớng dẫn: Dựa vào định nghĩa sóng dừng.
3.23 Chọn B.Hớng dẫn: Dựa vào điều kiện có sóng dừng trên sợi dây) hai đầu la 2 nút.3.24 Chọn C.Hớng dẫn: Theo định nghĩa và tính chất sóng dừng.
3.25 Chọn B.Hớng dẫn: Điều kiện có sóng dừng trên dây 2 đầu cố định.
3.26 Chọn C.Hớng dẫn: Khi có sóng dừng trên dây thì trên dây tồn tại các bụng sóng (t)điểm dao động mạnh) và nút
sóng (t)các điểm không dao động) xen kẽ nhau.
3.27 Chọn C.Hớng dẫn: Hiện tợng sóng dừng trên dây đàn hồi, khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp bằng một nửa
bớc sóng.
3.28 Chọn C.Hớng dẫn: Sóng dừng trên dây có hai đầu cố định thì chiều dài dây phải bằng nguyên lần nửa bớc sóng
Trên dây có hai bụng sóng, hai dầu là hai nút sóng nh vậy trên dây có hai khoảng λ/2, suy ra bớc sóng λ = 4rad/s, đ0cm.
3.29 Chọn C.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 3.27 và áp dụng công thức v = λf.3.30 Chọn B.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 3.27 và làm tơng tự câu 3.28.
3.31 Chọn C Hớng dẫn: Trong ống sáo có hai nút sóng và hai đầu là hai bụng sóng, nh vậy trong ống sáo có hai
3.36 Chọn D.Hớng dẫn: Dựa vào điều kiện giao thoa.
3.37 Chọn D.Hớng dẫn: Hiện tợng giao thoa sóng chỉ xảy ra khi hai sóng đợc tạo ra từ hai tâm sóng có cùng tần số,
cùng pha hoặc lệch pha một góc không đổi.
3.38 Chọn D.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 3.37.
3.39 Chọn D.Hớng dẫn: Khi xảy ra hiện tợng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, các điểm dao động mạnh tạo thành
một đờng thẳng cực đại, còn các đờng cực đại khác là các đờng hypebol.
3.40 Chọn C.Hớng dẫn: Lấy hai điểm M và N nằm trên đờng nối hai tâm sóng A, B; M nằm trên cực đại thứ k, N nằm
trên cực đại thứ (t)k+1) Ta có AM – BM = kλ và AN – BN = (t)k+1)λ suy ra (t)AN – BN) – (t)AM – BM) = (t)k+1)λ - kλ
(t)AN – AM) + (t)BM – BN) = λ MN = λ/2.
3.41 Chọn C.Hớng dẫn: Khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp trên đờng nối hai tâm sóng là λ/2
3.42 Chọn D.Hớng dẫn: Khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp trên đờng nối hai tâm sóng là λ/2, công thức tính vận
tốc sóng v = λf.
3.43 Chọn A.Hớng dẫn: Giữa M và đờng trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác suy ra M nằm trên đờng k = 4rad/s, đ, với
điểm M còn thoả mãn BM – AM = kλ Suy ra 4rad/s, đλ = 20 – 16 = 4rad/s, đcm → λ = 1cm, áp dụng công thức v = λf = 20cm/s.
3.44 Chọn B.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 3.4rad/s, đ3.3.45 Chọn B.Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 3.4rad/s, đ3.
3.46 Chọn C.Hớng dẫn: Lấy một điểm M nằm trên một cực đại và trên S1S2 đặt S1M =d1, S2M = d2, khi đó d1 và d2 phải thoả mãn hệ phơng trình và bất phơng trình:
Trang 30Giải hệ phơng trình và bất phơng trình trên đợc bao nhiêu giá trị của k thì có bấy nhiêu cực đại (t)gợn sóng).
3.47 Chọn B.Hớng dẫn: Phụ thuộc vào cờng độ âm và tai ngời hay nguồn âm và tai ngời.3.48 Chọn C.Hớng dẫn: Độ cao của âm là đặc trng sinh lí của âm, phụ thuộc vào tần số âm.3.49 Chọn D.Hớng dẫn: Tai ngời có thể nghe âm có mức cờng độ từ 0 đến 130 dB.
3.50 Chọn B.Hớng dẫn: Âm cơ bản có tần số f, hoạ âm có tần số 2f, 3f …3.51 Chọn C.Hớng dẫn: Tính chất hộp cộng hởng âm.
3.52 Chọn C.Hớng dẫn: Khoảng cách giữa hai điểm dao động ngợc pha gần nhau nhất trên một phơng truyền sóng là
một nửa bớc sóng λ = 1,7m Sau đó áp dụng công thức tính bớc sóng λ = v.T = v/f.
3.58 Chọn A.Hớng dẫn: Nhiều nhạc cụ cha chắc đã phát ra nhạc âm Ví dụ: Khi dàn nhạc giao hởng chuẩn bị nhạc cụ,
mỗi nhạc công đều thử nhạc cụ của mình khi đó dàn nhạc phát ra một âm thanh hỗn độn, đó là tạp âm Khi có nhạc trởng chỉ đạo dàn nhạc cùng phát ra âm có cùng độ cao, đó là nhạc âm.
3.59 Chọn D.Hớng dẫn: Âm “to” hay “nhỏ” phụ thuộc vào mức cờng độ âm và tần số âm.
3.60 Chọn D.Hớng dẫn: Theo hiệu ứng ĐốpLe khi nguồn âm và máy thu chuyển động tơng đối so với nhau thì tần số
máy thu thu đợc phụ thuộc vào vận tốc tơng đối giữa chúng.
3.61 Chọn D.Hớng dẫn: Để có cộng hởng âm trong ống thì độ dài ống phải thoả mãn điều kiện lẻ lần một phần t bớc
Hiệu ứng Đôple
3.62 Chọn B.Hớng dẫn: Dựa vào khái hiệu ứng Đôple.
3.63 Chọn C.Hớng dẫn: Chuyển động lại gần nhau thì tần số tăng và ngợc lại.3.64 Chọn D.Hớng dẫn: Dựa vào khái hiệu ứng Đôple.
3.65 Chọn D.Hớng dẫn: Theo hiệu ứng Đốp le.
3.66 Chọn C.Hớng dẫn: áp dụng công thức tính tần số khi nguồn âm tiến lại gần máy thu: s
3.70 Chọn A.Hớng dẫn: Viết phơng trình dao động của điểm 0 là u = 3sin(t)4rad/s, đπt)cm, suy ra phơng trình dao động tại M
là uM = 3sin4rad/s, đπ(t)t – x/v)cm Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 2.14rad/s, đ.
3.71 Chọn B.Hớng dẫn: Tính bớc sóng theo công thức λ = v/f = 2cm/s Tìm hiệu số d2 – d1 = kλ (t)k Z)) đợc thoả mãn thì điểm đó là cực đại.
3.72 Chọn B.Hớng dẫn: Một hệ gợn lồi xuất hiện gồm một gợn thẳng và 14rad/s, đ gợn hypebol mỗi bên suy ra trên mặt nớc
gồm 29 gợn sóng Khoảng cách giữa hai gợn ngoài cùng đo dọc theo O1O2 là 2,8cm, trên 2,8cm nói trên có (t)29 – 1) khoảng λ/2 (t)khoảng cách giữa hai gợn sóng liên tiếp trên đoạn O1O2 là λ/2) Từ đó ta tìm đợc bớc sóng và vận dụng công thức v = λ.f ta tìm đợc vận tốc sóng.
3.73 Chọn C.Hớng dẫn: áp dụng công thức tính mức cờng độ âm: LA = lg(t)0AII
)(t)B) hoặc LA = 10lg(t)0I
3.74 Chọn A.Hớng dẫn: Với nguồn âm là đẳng hớng, cờng độ âm tỉ lệ nghịch với bình phơng khoảng cách:
và áp dụng công thức (t)B)IIlgL
0B
Trang 31+Mạch dao động là mạch điện gồm tụ điện có điện dung C mắc với cuộn cảm có hệ số tự cảm L.Mach lí tởng khi điện trở thuần của mạch bằng 0.
+ Dao động điện từ điều hòa xảy ra trong mạch LC sau khi tụ điện đợc tích một điện lợng q0 và không có tác dụngđiện từ bên ngoài lên mạch Đó là dao động điện từ tự do với tần số
+ Biểu thức của dao động điện từ tự do trong mạch là: q = q0cos(t)ωt + φ).
i = - Q0sin(t)ωt + φ) = I0cos(t)t + + /2), I0 = .Q0; u = U0cos(t)ωt + φ), U0 = Q0/C.+ Năng lợng của mạch dao động:
- Năng lợng điện trờng tập trung ở tụ điện: cos ( t )c
2) Giả thuyết Mắc xoen về điện từ trờng:
Mỗi biến thiên theo thời gian của từ trờng, đều sinh ra trong không gian xung quanh một điện trờng xoáy biến thiêntheo thời gian, và ngợc lại, mỗi biến thiên theo thời gian của một điện trờng cũng sinh ra một từ trờng biến thiên theo thờigian trong không gian xung quanh.
Từ trờng và điện trờng biến thiên theo thời gian và không tồn tại riêng biệt, độc lập với nhau, mà chỉ là biểu hiện
của một trờng tổng quát, duy nhất, gọi là điện từ trờng.
Điện từ trờng là một dạng vật chất đặc biệt tồn tại trong tự nhiên.
4) Sóng vô tuyến điện đợc sử dụng trong thông tin liên lạc
Sóng dài (t)bớc sóng từ 1000m đến 100km) ít bị nớc hấp thụ nên thông tin dới nớc.
Sóng trung (t)bớc sóng từ 100m đến 1000m) ban ngày tầng điện li hấp thụ, ban đễm phản xạ, nên ban đềm truyền điđợc xa trên mặt đất.
Sóng ngắn (t)bớc sóng từ 10m đến 100m) có năng lợng lớn và đợc tầng điện li và mắt đất phản xạ nhiều lần nêntruyền đi rất xa trên mắt đất.
Sóng cực ngắn (t)bớc sóng từ 0,01m đến 10m) có năng lợng lớn, không bị tầng điện li hấp thụ mà truyền thẳng Dùngđể VTTH và thông tin trong vũ trụ.
5) Sự thu và phát sóng điện từ: ở đài phát thanh, dao động cao tần duy trì đợc trộn với dao động điện tơng ứng mà
các thông tin cần truyền đi (t)âm thanh, hình ảnh) đợc chuyển đổi thành dao động điện tơng ứng đợc trộn với dao động âmtần gọi là biến điệu (t)biên độ hoặc tần số) dao cao tần đã đợc biến điệu sẽ đợc khuyếch đại và phát ra từ ăng ten dới dạngsóng điện từ
ở máy thu thanh, nhờ có ăng ten thu sóng điện từ đợc anten hấp thụ, qua mạch lọc LC (t)chọn sóng) sẽ thu đợc dao
động cao tần đã đợc biến điệu, và sau đó dao động âm tần lại đợc tách ra khỏi dao động cao tần biến điệu nhờ quá trìnhtách sóng, rồi đa ra loa.
Máy phát hay thu sóng điện từ: chỉ phát hay thu sóng điện từ có tần số bằng tần số riêng của mạch dao động LC.LC
II Câu hỏi và bài tập
Chủ đề 1: Mạch dao động, dao động điện từ.4.1 Chọn phơng án Đúng Dao động điện từ trong mạch LC là quá trình:
A biến đổi không tuần hoàn của điện tích trên tụ điện.B biến đổi theo hàm số mũ của chuyển động.
C chuyển hoá tuần hoàn giữa năng lợng từ trờng và năng lợng điện trờng.
D bảo toàn hiệu điện thế giữa hai bản cực tụ điện.
4.2 Trong một mạch dao động LC có tụ điện là 5F, cờng độ tức thời của dòng điện là
i = 0,05sin2000t(t)A) Độ tự cảm của tụ cuộn cảm là:
4.3 Trong một mạch dao động LC có tụ điện là 5F, cờng độ tức thời của dòng điện là
i = 0,05sin2000t(t)A) Biểu thức điện tích trên tụ là:
A q = 2.10-5sin(t)2000t - /2)(t)A) B q = 2,5.10-5sin(t)2000t - /2)(t)A)
Trang 32C q = 2.10 sin(t)2000t - /4rad/s, đ)(t)A) D q = 2,5.10 sin(t)2000t - /4rad/s, đ)(t)A).
4.4 Một mạch dao động LC có năng lợng 36.10-6J và điện dung của tụ điện C là 25F Khi hiệu điện thế giữa hai bảntụ là 3V thì năng lợng tập trung ở cuộn cảm là:
A WL = 24rad/s, đ,75.10-6J B WL = 12,75.10-6J C WL = 24rad/s, đ,75.10-5J D WL = 12,75.10-5J.
4.5 Dao động điện từ tự do trong mạch dao động là một dòng điện xoay chiều có:
C Cờng độ rất lớn D Hiệu điện thế rất lớn.
4.6 Chu kỳ dao động điện từ tự do trong mạch dao động L, C đợc xác định bởi hệ thức nào dới đây:
A
T ; B
T C
T ; D T2LC.
4.7 Tìm phát biểu sai về năng lợng trong mạch dao động LC:
A Năng lợng của mạch dao động gồm có năng lợng điện trờng tập trung ở tụ điện và năng lợng từ trờng tập trung ởcuộn cảm.
B Năng lợng điện trờng và năng lợng từ trờng cùng biến thiên điều hoà với tần số của dòng điện xoay chiều trongmạch.
C Khi năng lợng điện trờng trong tụ giảm thì năng lợng từ trờng trong cuộn cảm tăng lên và ngợc lại.
D Tại mọi thời điểm, tổng năng lợng điện trờng và năng lợng từ trờng là không đổi, nói cách khác, năng lợng củamạch dao động đợc bảo toàn.
4.8 Nếu điện tích trên tụ của mạch LC biến thiên theo công thức q = q0sint Tìm biểu thức sai trong các biểu thức
năng lợng của mạch LC sau đây:
=
4.9 Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung 0,1F và một cuộn cảm có hệ số tự cảm 1mH Tần số của dao
động điện từ riêng trong mạch sẽ là:
A 1,6.104rad/s, đ Hz; B 3,2.104rad/s, đHz; C 1,6.103 Hz; D 3,2.103 Hz.
4.10 Một mạch dao động gồm một cuộn cảm có L và một tụ điện có điện dung C thực hiện dao động điện từ không tắt.
Giá trị cực đại của hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện bằng Umax Giá trị cực đại của cờng độ dòng điện trong mạch là:A Imax =Umax LC; B
Imax = max ;
C
Imax = max ; D
4.11 Mạch dao động điện từ điều hoà có cấu tạo gồm:
A nguồn điện một chiều và tụ điện mắc thành mạch kín.B nguồn điện một chiều và cuộn cảm mắc thành mạch kín.C nguồn điện một chiều và điện trở mắc thành mạch kín.
D tụ điện và cuộn cảm mắc thành mạch kín.
4.12 Mạch dao động điện từ điều hoà LC có chu kỳ
A phụ thuộc vào L, không phụ thuộc vào C.B phụ thuộc vào C, không phụ thuộc vào L.
C phụ thuộc vào cả L và C.
D không phụ thuộc vào L và C.
4.13 Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4rad/s, đ lần thì chu
kỳ dao động của mạch
A tăng lên 4rad/s, đ lần B tăng lên 2 lần C giảm đi 4rad/s, đ lần D giảm đi 2 lần.
4.14 Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C Khi tăng độ tự cảm của cuộn cảm lên 2 lần và
giảm điện dung của tụ điện đi 2 lần thì tần số dao động của mạch
4.15 Mạch dao động điện từ gồm tụ điện C và cuộn cảm L, dao động tự do với tần số góc
4.16 Nhận xét nào sau đây về đặc điểm của mạch dao động điện từ điều hoà LC là không đúng?
A Điện tích trong mạch biến thiên điều hoà.B Năng lợng điện trờng tập trung chủ yếu ở tụ điện.C Năng lợng từ trờng tập trung chủ yếu ở cuộn cảm.
D Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào điện tích của tụ điện.
4.17 Cờng độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,05sin2000t(t)A) Tần số góc dao động của
Trang 334.19 Cờng độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC có dạng i = 0,02cos2000t(t)A) Tụ điện trong mạch có điện
dung 5μF Độ tự cảm của cuộn cảm là
4.20 Mạch dao động điện từ điều hoà LC gồm tụ điện C = 30nF và cuộn cảm L =25mH Nạp điện cho tụ điện đến hiệu
điện thế 4rad/s, đ,8V rồi cho tụ phóng điện qua cuộn cảm, cờng độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là
A I = 3,72mA B I = 4rad/s, đ,28mA C I = 5,20mA D I = 6,34rad/s, đmA.
4.21 Mạch dao động LC có điện tích trong mạch biến thiên điều hoà theo phơng trình q = 4rad/s, đcos(t)2π.104rad/s, đt)μC.Tần số dao động của mạch là
A f = 10(t)Hz) B f = 10(t)kHz) C f = 2π(t)Hz) D f = 2π(t)kHz).
4.22 Mạch dao động điện từ gồm tụ điện C = 16nF và cuộn cảm L = 25mH Tần số góc dao động của mạch là
A ω = 200Hz B ω = 200rad/s.C ω = 5.10-5Hz D ω = 5.104rad/s, đrad/s.
4.23 Tụ điện của mạch dao động có điện dung C = 1μF, ban đầu đợc tích điện đến hiệu điện thế 100V, sau đó cho
mạch thực hiện dao động điện từ tắt dần Năng lợng mất mát của mạch từ khi bắt đầu thực hiện dao động đến khi daođộng điện từ tắt hẳn là bao nhiêu?
4.24 Ngời ta dùng cách nào sau đây để duy trì dao động điện từ trong mạch với tần số riêng của nó?
A Đặt vào mạch một hiệu điện thế xoay chiều.
B Đặt vào mạch một hiệu điện thế một chiều không đổi.
C Dùng máy phát dao động điện từ điều hoà.D Tăng thêm điện trở của mạch dao động.
Chủ đề 2: Điện từ trờng.4.25 Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về điện từ trờng?
A Khi từ trờng biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trờng xoáy.B Khi điện trờng biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trờng xoáy.
C Điện trờng xoáy là điện trờng mà các đờng sức là những đờng cong.
D Từ trờng xoáy có các đờng sức từ bao quanh các đờng sức điện.
4.26 Chọn câu Đúng Trong điện từ trờng, các vectơ cờng độ điện trờng và vectơ cảm ứng từ luôn:
A cùng phơng, ngợc chiều B cùng phơng, cùng chiều
C có phơng vuông góc với nhau D có phơng lệch nhau góc 4rad/s, đ50.
4.27 Chọn phơng án Đúng Trong mạch dao động LC, dòng điện dịch trong tụ điện và dòng điện trong cuộn cảm có
những điểm giống nhau là:
A Đều do các êléctron tự do tạo thành B Đều do các điện rích tạo thành
C Xuất hiện trong điện trờng tĩnh D Xuất hiện trong điện trờng xoáy.
4.28 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Điện trờng tĩnh là điện trờng có các đờng sức điện xuất phát từ điện tích dơng và kết thúc ở điện tích âm.B Điện trờng xoáy là điện trờng có các đờng sức điện là các đờng cong kín.
C Từ trờng tĩnh là từ trờng do nam châm vĩnh cửu đứng yên sinh ra.
D Từ trờng xoáy là từ trờng có các đờng sức từ là các đờng cong kín
4.29 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Một từ trờng biến thiên tuần hoàn theo thời gian, nó sinh ra một điện trờng xoáy.B Một điện trờng biến thiên tuần hoàn theo thời gian, nó sinh ra một từ trờng xoáy.
C Một từ trờng biến thiên tăng dần đều theo thời gian, nó sinh ra một điện trờng xoáy biến thiên.
D Một điện trờng biến thiên tăng dần đều theo thời gian, nó sinh ra một từ trờng xoáy biến thiên.
4.30 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Dòng điện dẫn là dòng chuyển độngcó hớng của các điện tích.B Dòng điện dịch là do điện trờng biến thiên sinh ra.
C Có thể dùng ampe kế để đo trực tiếp dòng điện dẫn.
D Có thể dùng ampe kế để đo trực tiếp dòng điện dịch.
4.31 Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về điện từ trờng?
A Khi một điện trờng biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trờng xoáy.
B Điện trờng xoáy là điện trờng có các đờng sức là những đờng cong.
C Khi một từ trờng biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trờng.D Từ trờng có các đờng sức từ bao quanh các đờng sức điện.
4.32 Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về điện từ trờng?
A Một từ trờng biến thiên theo thời gian sinh ra một điện trờng xoáy biến thiên ở các điểm lân cận.
B Một điện trờng biến thiên theo thời gian sinh ra một từ trờng xoáy ở các điểm lân cận.C Điện trờng và từ trờng xoáy có các đờng sức là đờng cong kín.
D Đờng sức của điện trờng xoáy là các đờng cong kín bao quanh các đờng sức từ của từ trờng biến thiên.
4.33 Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về điện từ trờng?
A Điện trờng trong tụ điện biến thiên sinh ra một từ trờng giống từ trờng của một nam châm hình chữ U.
B Sự biến thiên của điện trờng giữa các bản của tụ điện sinh ra một từ trờng giống từ trờng đợc sinh ra bởi dòngđiện trong dây dẫn nối với tụ.
C Dòng điện dịch là dòng chuyển động có hớng của các điện tích trong lòng tụ điện.
D Dòng điện dịch trong tụ điện và dòng điện dẫn trong dây dẫn nối với tụ điện có cùng độ lớn, nhng ngợc chiều.
Chủ đề 3: Sóng điện từ.4.34 Phát biểu nào sau đây về tính chất của sóng điện từ là không đúng?
A Sóng điện từ truyền trong mọi môi trờng vật chất kể cả chân không.B Sóng điện từ mang năng lợng.
C Sóng điện từ có thể phản xạ, khúc xạ, giao thoa.
D Sóng điện từ là sóng ngang, trong quá trình truyền các véctơ B và E vuông góc với nhau và vuông góc với phơngtruyền sóng.
4.35 Phát biểu nào sau đây về tính chất của sóng điện từ là không đúng?
A Nguồn phát sóng điện từ rất đa dạng, có thể là bất cứ vật nào tạo điện trờng hoặc từ trờng biến thiên.B Sóng điện từ mang năng lợng.
Trang 34C Sóng điện từ có thể bị phản xạ, khúc xạ, giao thoa.
D Tốc độ lan truyền sóng điện từ trong chân không bằng vận tốc ánh sáng.
4.36 Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sóng điện từ?
A Khi một điện tích điểm dao động thì sẽ có điện từ trờng lan truyền trong không gian dới dạng sóng.B Điện tích dao động không thể bức xạ sóng điện từ.
C Tốc độ của sóng điện từ trong chân không nhỏ hơn nhiều lần so với tốc độ ánh sáng trong chân không.D Tần số của sóng điện từ chỉ bằng nửa tần số điện tích dao động.
4.37 chọn câu đúng Trong quá trình lan truyền sóng điện từ, vectơ B và vectơ E luôn luôn:
A Trùng phơng và vuông góc với phơng truyền sóng.
B Biến thiên tuần hoàn theo không gian, không tuần hoàn theo thời gian.C Dao động ngợc pha.
A quanh dây dẫn chỉ có từ trờng biến thiên.B quanh dây dẫn chỉ có điện trờng biến thiên.C Bên trong tụ điện không có từ trờng biến thiên.
D quanh dây dẫn có cả từ trờng biến thiên và điện trờng biến thiên.
4.42 Việc phát sóng điện từ ở đài phát phải qua các giai đoạn nào, ứng với thứ tự nào?I Tạo dao động cao tần; II Tạo
dao động âm tần; III Khuyếch đại dao động IV Biến điệu; V Tách sóng.A I, II, III, IV; B I, II, IV, III;
C I, II, V, III; D I, II, V, IV.
4.43 Việc thu sóng điện từ ở máy thu phải qua các giai đoạn, với thứ tự nào? I Chọn sóng; II Tách sóng; III Khuyếch
đại âm tần; IV Khuyếch đại cao tần; V Chuyển thành sóng âm.A I, III, II, IV, V; B I, II, III, V;
C I, II, IV, III, V; D I, II, IV, V.
4.44 Sóng nào sau đây đợc dùng trong truyền hình bằng sóng vô tuyến điện?
A Sóng dài B Sóng trung C Sóng ngắn D Sóng cực ngắn.
4.45 Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào
A hiện tợng cộng hởng điện trong mạch LC.
B hiện tợng bức xạ sóng điện từ của mạch dao động hở.C hiện tợng hấp thụ sóng điện từ của môi trờng.
D hiện tợng giao thoa sóng điện từ.
4.46 Sóng điện từ trong chân không có tần số f = 150kHz, bớc sóng của sóng điện từ đó là
4.49 Một mạch dao động gồm một cuộn cảm có độ tự cảm L =1mH và một tụ điện có điện dung C = 0,1μF Mạch
thu đợc sóng điện từ có tần số nào sau đây?
Các câu hỏi và bài tập tổng hợp kiến thức
4.50 Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch thu đợc sóng có bớc sóng λ1 = 60m; khi mắc tụ điệncó điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu đợc sóng có bớc sóng λ2 = 80m Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì mạchthu đợc sóng có bớc sóng là:
4.51 Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch thu đợc sóng có bớc sóng λ1 = 60m; khi mắc tụ điệncó điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu đợc sóng có bớc sóng λ2 = 80m Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì mạchthu đợc sóng có bớc sóng là:
A λ = 4rad/s, đ8m B λ = 70m C λ = 100m D λ = 14rad/s, đ0m.
4.52 Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f1 = 6kHz; khi mắc tụ điện cóđiện dung C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là f2 = 8kHz Khi mắc C1 song song C2 với cuộn L thì tần số daođộng của mạch là bao nhiêu?
A f = 4rad/s, đ,8kHz B f = 7kHz C f = 10kHz D f = 14rad/s, đkHz.
4.53 Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f1 = 6kHz; khi mắc tụ điện cóđiện dung C2 với cuộn L thì tần số dao động của mạch là f2 = 8kHz Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì tần số daođộng của mạch là bao nhiêu?
A f = 4rad/s, đ,8kHz B f = 7kHz C f = 10kHz D f = 14rad/s, đkHz.
4.54 Một mạch dao động gồm tụ điện C = 0,5μF và cuộn dây L = 5mH, điện trở thuần của cuộn dây là R = 0,1Ω Để
duy trì dao động trong mạch với hiệu điện thế cực đại trên tụ là 5V ta phải cung cấp cho mạch một công suất là bao nhiêu?A P = 0,125μW B P = 0,125mW C P = 0,125W D P = 125W.
Trang 35Đáp án chơng 4
4rad/s, đ.1 Chọn C.4rad/s, đ.2 Chọn A.4rad/s, đ.3 Chọn B.4rad/s, đ.4rad/s, đ Chọn A.4rad/s, đ.5 Chọn A.4rad/s, đ.6 Chọn D.4rad/s, đ.7 Chọn B.4rad/s, đ.8 Chọn B.4rad/s, đ.9 Chọn C.
4rad/s, đ.10 Chọn C.4rad/s, đ.11 Chọn D.4rad/s, đ.12 Chọn C.4rad/s, đ.13 Chọn B.4rad/s, đ.14rad/s, đ Chọn A.4rad/s, đ.15 Chọn D.4rad/s, đ.16 Chọn D.4rad/s, đ.17 Chọn C.4rad/s, đ.18 Chọn A.
4rad/s, đ.19 Chọn A.4rad/s, đ.20 Chọn A.4rad/s, đ.21 Chọn B.4rad/s, đ.22 Chọn D 4rad/s, đ.23 Chọn B.4rad/s, đ.24rad/s, đ Chọn C 4rad/s, đ.25 Chọn C.4rad/s, đ.26 Chọn C.4rad/s, đ.27 Chọn D.
4rad/s, đ.28 Chọn C.4rad/s, đ.29 Chọn C.4rad/s, đ.30 Chọn D.4rad/s, đ.31 Chọn B.4rad/s, đ.32 Chọn A.4rad/s, đ.33 Chọn B.4rad/s, đ.34rad/s, đ Chọn D 4rad/s, đ.35 Chọn D.4rad/s, đ.36 Chọn A
4rad/s, đ.37 Chọn D.4rad/s, đ.38 Chọn D.4rad/s, đ.39 Chọn C.4rad/s, đ.4rad/s, đ0 Chọn A.4rad/s, đ.4rad/s, đ1 Chọn D.4rad/s, đ.4rad/s, đ2 Chọn B.4rad/s, đ.4rad/s, đ3 Chọn B.4rad/s, đ.4rad/s, đ4rad/s, đ Chọn D.4rad/s, đ.4rad/s, đ5 Chọn A.
4rad/s, đ.4rad/s, đ6 Chọn A.4rad/s, đ.4rad/s, đ7 Chọn C 4rad/s, đ.4rad/s, đ8 Chọn B.4rad/s, đ.4rad/s, đ9 Chọn B.4rad/s, đ.50 Chọn A.4rad/s, đ.51 Chọn C.4rad/s, đ.52 Chọn A 4rad/s, đ.53 Chọn C.4rad/s, đ.54rad/s, đ Chọn B
II H ớng dẫn giải và trả lời ch ơng 44.1 Chọn C.
Hớng dẫn: trong mạch dao động có sự chuyển hoá giữa năng lợng điện trờng và từ trờng, tổng năng lợng trong
mạch không đổi.
4.2 Chọn A.
L của cuộn cảm và điện dung C của tụ điện.
4.13 Chọn B.
chu kỳ dao động của mạch tăng lên 2 lần.
4.14 Chọn A.
Hớng dẫn: Tần số dao động của mạch dao động LC là
4.16 Chọn D.
Hớng dẫn: Mạch dao động điện từ điều hoà LC luôn có:
Điện tích trong mạch biến thiên điều hoà.
Năng lợng điện trờng tập trung chủ yếu ở tụ điện.Năng lợng từ trờng tập trung chủ yếu ở cuộn cảm.Tần số dao động của mạch là
phụ thuộc vào hệ số tự cảm của cuộn cảm và điện dung của tụ điện màkhông phụ thuộc vào điện tích của tụ điện.
4.17 Chọn C.
0,05sin2000t(t)A) Ta thấy tần số góc dao động của mạch là ω = 2000rad/s.
4.18 Chọn B.
Hớng dẫn: áp dụng công thức tính tần số dao động của mạch
, thay L = 2mH = 2.10-3H, C = 2pF =2.10-12F và π2 = 10 ta đợc f = 2,5.106H = 2,5MHz.
4.19 Chọn A.
Trang 36Hớng dẫn: So sánh biểu thức cờng độ dòng điện tức thời trong mạch dao động LC là i = I0sin(t)ωt) với biểu thức i =0,02cos2000t(t)A) biến đổi i về dạng hàm sin ta đợc i = 0,02sin(t)2000t+
) Ta thấy tần số góc dao động của mạch là ω =2000rad/s.
áp dụng công thức tính tần số góc của mạch dao động LC:
thay số C = 5μF = 5.10-6F, ω = 2000rad/s ta đợc L = 50mH.
4.20 Chọn A.
mạch là i = q’ = - Q0ωsin(t)ωt + φ) = I0sin(t)ωt + φ), suy ra cờng độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đợc tính0
1 = 5.10-3J = 5mJ Khi dao động trong mạch tắt hẳn thìmạch không còn năng lợng Năng lợng điện từ trong mạch đã bị mất mát hoàn toàn, tức là phần năng lợng bị mất mát làΔW = 5mJ.
4.24 Chọn C.
Hớng dẫn: Muốn duy trì dao động điện từ trong mạch với tần số dao động riêng của mạch thì ta phải tạo ra dao
động duy trì trong mạch tức là cứ sau mỗi chu kỳ ta lại cung cấp cho mạch một phần năng lợng bằng phần năng lợng đã bịmất mát trong chu kỳ đó Cơ cấu để thực hiện nhiệm vụ này là máy phát dao động điều hoà dùng tranzito.
Hớng dẫn: Một từ trờng biến thiên đều theo thời gian, nó sinh ra một điện trờng xoáy không đổi Một từ trờng biến
thiên tuần hoàn theo thời gian, nó sinh ra một điện trờng xoáy biến đổi.
4.30 Chọn D.
Hớng dẫn: Không thể dùng ampe kế để đo trực tiếp dòng điện dịch, mà phải đo gián tiếp thông qua dòng điện dẫn.
4.31 Chọn B.
Hớng dẫn: Điện trờng xoáy là điện trờng có các đờng sức là những đờng cong kín Điện trờng tĩnh cũng có các
đ-ờng sức là những đđ-ờng cong.
4.32 Chọn A.
Hớng dẫn: Một từ trờng biến thiên tuần hoàn theo thời gian sinh ra một điện trờng xoáy biến thiên ở các điểm lân
cận, còn một từ trờng biến thiên đều theo thời gian sinh ra một điện trờng xoáy không đổi ở các điểm lân cận.
4.33 Chọn B.
Hớng dẫn: Sự biến thiên của điện trờng giữa các bản của tụ điện sinh ra một từ trờng giống từ trờng đợc sinh ra bởi
dòng điện trong dây dẫn nối với tụ Đây chính là từ trờng do dòng điện dịch sinh ra.
Hớng dẫn: Khi một điện tích dao động sẽ tạo ra xung quanh nó một điện trờng biến thiên tuần hoàn, do đó điện từ
trờng do một tích điểm dao động sẽ lan truyền trong không gian dới dạng sóng.
Trang 374rad/s, đ8
4.47 Chọn C.
(t)1); khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu đợc sóng có bớc sóng
(t)2) Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì mạch thu đợc sóng có bớc sóng làLC
.10.3.2 8
(t)4rad/s, đ), từ (t)1) đến (t)4rad/s, đ0) ta suy ra 2221
4.51 Chọn C.
I = 0,035355A Công suất tiêu thụ trong mạch là P = RI2 = 1,25.10-4rad/s, đW = 0,125mW.Muốn duy trì dao động trong mạch thì cứ sau mỗi chu kỳ dao động ta phải cung cấp một phần năng lợng bằng phần nănglợng đã bị mất tức là ta phải cung cấp một công suất đúng bằng 0,125mW.
ơng 5 - Dòng điện xoay chiều
1) Dòng điện xoay chiều, các giá trị hiệu dụng:
+ Khung dây dẫn diện tích S quay đều với vận tốc góc trong từ trờng đều cảm ứng từ B, sao cho trục khung vuônggóc với cảm ứng từ B, từ thông qua khung biến thiên theo định luật cảm ứng điện từ trong khung có suất điện động cảmứng xoay chiều: e =
= - /(t)t) = E0 cos(t)t + 0), Với E0 = NBS là biên độ của suất điện động.
Nối hai đầu khung với mạch điện, trong mạch có hiệu điện thế: u = U0cos(t)ωt + φ1).Mạch kín, trong mạch có cờng độ dòng điện: i = I0cos(t)ωt+ φ2).
+ Hiệu điện thế biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là hiệu điện thế xoay chiều Cờng độ dòng điện biến đổi điềuhoà theo thời gian gọi là cờng độ dòng điện xoay chiều.
+ Chu kỳ T & tần số f của dòng điện xoay chiều:
2) Mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần hoặc cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện:
+ Mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần R: cờng độ dòng điện và hiệu điện thế cùng pha.i = Icos(t)ωt+ φ) thì u = Ucos(t)ωt+ φ); U = I.R; U = I.R.
Trang 38+ Mạch xoay chiều chỉ có cuộn dây thuần cảm L: cờng độ dòng điện trễ pha /2 so với hiệu điện thế (t)hay hiệu điệnthế sớm pha /2 so với cờng độ dòng điện.
u = U0cos(t)ωt + φ0) thì i I cos(t) t )2
hay i = I0cos(t)ωt + φ0) thì u U cos(t) t )2
hay i = I0cos(t)ωt + φ0) thì u U cos(t) t )2
U0 = I0.Z)C; U = I.Z)L
CZ)C 1
3) Mạch xoay chiều RLC (nối tiếp):
Hiệu điện thế lệch pha so với cờng độ dòng điện.
i = I0cos(t)ωt + φ0) thì u = U0cos(t)ωt + φ0 + ) Với u = uR + uL + uC; U0 = I0.Z), U = I.Z); Z) là tổng trở của mạch Z) =2
, > 0 thì u sớm pha hơn i, < 0 thì u trễ pha hơn i.Các trờng hợp riêng:
* Đoạn mạch chỉ có R: uR & i cùng pha * Đoạn mạch chỉ có L: uL sớm pha /2 so với i* Đoạn mạch chỉ có C: uC trễ pha /2 so với i
* Đoạn mạch chỉ có L & C: Z)L > Z)C thì u sớm pha /2 so với i; Z)L < Z)C thì u trễ pha /2 so với i* Đoạn mạch có Z)L > Z)C, (t) UL > UC ) hay có tính cảm kháng: thì > 0
* Đoạn mạch có Z)L < Z)C, (t) UL < UC ) hay có tính dung kháng: thì < 0
4) Giản đồ véc tơ : Chọn Ox là trục dòng điện
+ Với đoạn mạch chỉ có R hoặc L hoặc C :
+ Với đoạn mạch RLC (t) Mạch không phân nhánh )
R ; hoặc Ud = 22L
U ; tg = -Z)C/R = -UC/UR
+ Đoạn mạch có L & C: U = IZ); với Z) = Z)L - Z)C; = /2 khi Z)L > Z)C ; = - /2 khi Z)L < Z)C
+ Cộng hởng điện: Khi mạch RLC có Z)L = Z)C thì cờng độ dòng điện trong mạch cực đại.hay
=> LC2 = 1 Ngời ta gọi hiện tợng này là cộng hởng điện Khi đó Imax = U/R ; U = UR , UL = UC ; = 0 , i & u cùng pha ; P = UI = U2/R
6) Công suất của dòng điện xoay chiều :
+ Công suất tiêu thụ ở đoạn mạch: P = UIcos = I2R = U2R/Z) = UR I ; + Hệ số công suất :
+ Đoạn mạch chỉ có L hoặc C hoặc cả L & C : Công suất = 0
+ Thờng cos < 1 Muốn tăng hệ số công suất ngời ta thờng mắc thêm tụ điện vào mạch.+ Điện năng tiêu thụ ở đoạn mạch : A = Pt
7) Máy phát điện xoay chiều một:
Trang 39+ Các máy phát điện xoay chiều hoạt động nhờ hiện tợng cảm ứng điện từ và đều có hai bộ phận chính là phần ứngvà phần cảm Suất điện động của máy phát điện đợc xác định theo định luật cảm ứng điện từ:
+ Thờng dùng nam châm điện Dòng điện cung cấp cho nam châm trích ra một phần từ máy.
+ Thờng máy phát điện phầm cảm (t)nam châm) quay, phần ứng (t)khung dây) đứng yên để tráng phóng tia lửa điện ởbộ góp và mòn bộ góp.
+ Thân rôto và stato đợc ghép từ nhiều lá thép mỏng (t)chống dòng Phu-cô), trên có các rãnh dọc đặt các cuộn dâycủa phần cảm và phần ứng.
+ Tần số dòng điện: f n p60
; p là số cặp cực của máy phát, n là số vòng quay rôto một phút.
8) Dòng điện xoay chiều ba pha:
+ Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều một pha, gây ra bởi ba suất điện động cùng tầnsố, cùng biên độ nhng lệch nhau về pha là 2/3 hay thời gian 1/3 chu kỳ
e1 = E0cost; e2 = E0cos(t)t - 2/3); e3 = E0cos(t)t + 2/3).
Nếu tải ba pha nh nhau thì cờng độ dòng điện trong ba pha cũng cùng biên độ nhng lệch pha 2/3 hay 1200.
+ Máy phát điện xoay chiều ba pha: stato có ba cuộn dây của phần ứng giống nhau và đợc đặt lệch nhau 1200 trênmột vòng tròn, rô to là nam châm điện Kết cấu tơng tự máy phát điện xoay chiều một pha.
+ Có hai cách mắc dòng điện xoay chiều ba pha là mắc hình sao và tam giác.- Mắc hình sao: Ud = 3UP ; Id = IP.
- Mắc tam giác: Ud = UP; Id = 3IP.
+ Dòng điện xoay chiều 3 pha tạo ra từ trờng quay bằng cách đa dòng điện pha pha vào 3 cuộn dây đặt lệch nhau1200 trên vòng tròn (t)tơng tự stato máy phát điện 3 pha) Thay đổi chiều quay bằng cách thay đổi vị trí 2 trong 3 dây dẫnnối vào máy.
10) Máy biến thế: là thiết bị làm việc dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ, dùng để tăng hoặc giảm hiệu điện thế xoay
chiều mà không làm thay đổi tần số của nó
Nếu điện trở của các cuộn dây có thể bỏ qua thì hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòngdây:
Nếu điện năng hao phí của máy biến thế không đáng kể thì cờng độ dòng điện qua mỗi cuộn dây tỉ lệ nghịch vớihiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu mỗi cuộn:
11) Vận tải điện năng đi xa:
Công suất hao phí trên đờng dây tải điện có điện trở R là
Trong đó U là hiệu điện thế và P là công suất truyền đi ở trạm phát điện, R là điện trở đờng dây.
Để giảm điện năng hao phí, cách 1: ngời ta tăng U (t)U tăng n lần, hao phí giản n2 lần) dùng máy biến thế làm tănghiệu điện thế trớc khi truyền tải và máy biến thế là giảm hiệu điện thế ở nơi tiêu thụ tới giá trị cần thiết.
Cách 2: giảm điện trở đờng dây, thờng dùng cho mạch điện hạ thế (t)tới từng căn hộ).
II Câu hỏi và bài tập
Chủ đề 1: Đại cơng về dòng điện xoay chiều Mạch xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần5.1 Chọn câu Đúng Dòng điện xoay chiều là dòng điện:
A có cờng độ biến thiên tuần hoàn theo thời gian
B có cờng độ biến đổi điều hoà theo thời gian
C có chiều biến đổi theo thời gian D có chu kỳ không đổi.
5.2 Chọn câu Đúng Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều:
A đợc xây dựng dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện
B đợc đo bằng ampe kế nhiệt
C bằng giá trị trung bình chia cho 2 D bằng giá trị cực đại chia cho 2.
5.3 Đối với dòng điện xoay chiều cách phát biểu nào sau đây là đúng?
A Trong công nghiệp, có thể dùng dòng điện xoay chiều để mạ điện.
B Điện lợng chuyển qua một tiết diện thẳng dây dẫn trong một chu kỳ bằng không.
C Điện lợng chuyển qua một tiết diện thẳng dây dẫn trong khoảng thời gian bất kỳ đều bằng không.D Công suất toả nhiệt tức thời có giá trị cực đại bằng 2lần công suất toả nhiệt trung bình.
5.4 Cờng độ dòng điện trong mạch không phân nhánh có dạng i = 2 2cos100πt(t)A) Cờng độ dòng điện hiệu dụngtrong mạch là
Trang 40A I = 4rad/s, đA B I = 2,83A C I = 2A D I = 1,4rad/s, đ1A.
5.5 Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có dạng u = 14rad/s, đ1cos(t)100πt)V Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn
mạch là
A U = 14rad/s, đ1V B U = 50Hz C U = 100V D U = 200V.
5.6 Trong các đại lợng đặc trng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại lợng nào có dùng giá trị hiệu dụng?
5.7 Trong các đại lợng đặc trng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại lợng nào không dùng giá trị hiệu dụng?
A Hiệu điện thế B Cờng độ dòng điện C Suất điện động D Công suất.
5.8 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Hiệu điện thế biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là hiệu điện thế xoay chiều.B Dòng điện có cờng độ biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là dòng điện xoay chiều.C Suất điện động biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là suất điện động xoay chiều.
D Cho dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều lần lợt đi qua cùng một điện trở thì chúng toả ra nhiệt lợngnh nhau.
5.9 Một mạng điện xoay chiều 220V – 50Hz, khi chọn pha ban đầu của hiệu điện thế bằng không thì biểu thức của
hiệu điện thế có dạng:
A u = 220cos50t(t)V) B u = 220cos50πt(t)V).C u = 220 2cos100t(t)V) D u = 220 2cos100πt(t)V).
5.10 Một dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R = 10Ω, nhiệt lợng toả ra trong 30min là 900kJ Cờng độ dòng điện
cực đại trong mạch là
A I0 = 0,22A B I0 = 0,32A C I0 = 7,07A D I0 = 10,0A.
5.11 Một chiếc đèn nêôn đặt dới một hiệu điện thế xoay chiều 119V – 50Hz Nó chỉ sáng lên khi hiệu điện thế tức
thời giữa hai đầu bóng đèn lớn hơn 84rad/s, đV Thời gian bóng đèn sáng trong một chu kỳ là bao nhiêu?A Δt = 0,0100s B Δt = 0,0133s C Δt = 0,0200s D Δt = 0,0233s.
Chủ đề 2: Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm hoặc tụ điện5.12 Chọn câu Đúng
A Tụ điện cho cả dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đi qua B hiệu điện thế giữa hai bản tụ biến thiên sớm pha /2 đối với dòng điện
C Cờng độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều qua tụ điện tỉ lệ nghịch với tần số dòng điện
D Dung kháng của tụ điện tỉ lệ nghịch với chu kỳ của dòng điện xoay chiều.
5.13 Chọn câu Đúng để tăng dung kháng của tụ điện phẳng có chất điện môi là không khí ta phải:
A tăng tần số của hiệu điện thế đặt vào hai bản tụ điện
B tăng khoảng cách giữa hai bản tụ điện
C Giảm hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai bản tụ điện D đa thêm bản điện môi vào trong lòng tụ điện.
5.14 Phát biểu nào sau đây Đúng đối với cuộn cảm?
A Cuộn cảm có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều, không có tác dụng cản trở dòng điện một chiều
B Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thuần cảm và cờng độ dòng điện qua nó có thể đồng thời bằng một nửa các biênđộ tơng ứng của nó
C Cảm kháng của cuộn cảm tỉ lệ nghịch với chu kỳ của dòng điện xoay chiều
D Cờng độ dòng điện qua cuộn cảm tỉ lệ với tần số dòng điện.
5.15 dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch chỉ có cuộn cảm hay tụ điện hay cuộn cảm giống nhau ở điểm nào?
A Đều biến thiên trễ pha /2 đối với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch.
B Đều có cờng độ hiệu dụng tỉ lệ với hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch.
C Đều có cờng độ hiệu dụng tăng khi tần số dòng điện tăng.D Đều có cờng độ hiệu dụng giảm khi tần số điểm điện tăng.
5.16 Phát biểu nào sau đây là đúng với mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm?
A Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc π/2.B Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc π/4rad/s, đ.
C Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc π/2.
D Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc π/4rad/s, đ.
5.17 Phát biểu nào sau đây là đúng với mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện?
A Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc π/2.B Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc π/4rad/s, đ.C Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc π/2.D Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc π/4rad/s, đ.
5.18 Công thức xác định dung kháng của tụ điện C đối với tần số f là
A ZC 2fC B ZC fC C
5.19 Công thức xác định cảm kháng của cuộn cảm L đối với tần số f là
5.20 Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ chứa tụ điện tăng lên 4rad/s, đ lần thì dung kháng của tụ điện
A tăng lên 2 lần B tăng lên 4rad/s, đ lần C giảm đi 2 lần D giảm đi 4rad/s, đ lần.
5.21 Khi tần số dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm tăng lên 4rad/s, đ lần thì cảm kháng của cuộn
A tăng lên 2 lần B tăng lên 4rad/s, đ lần C giảm đi 2 lần D giảm đi 4rad/s, đ lần.
5.22 Cách phát biểu nào sau đây là không đúng?
A Trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện, dòng điện biến thiên sớm pha π/2 so với hiệu điện thế.
B Trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện, dòng điện biến thiên chậm pha π/2 so với hiệu điện thế.
C Trong đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên chậm pha π/2 so với hiệu điện thế.