Đề 03: Đề kiểm tra giữa học kỳ 1 - Vật lí 11

Đáp án: A

Hướng dẫn: $\text{f = 1/T}$ là hệ thức định nghĩa giữa tần số và chu kì.

Đáp án: C

Hướng dẫn: $\text{f = N/t = 45/15 = 3 Hz}$, nên $\text{T = 1/f = 1/3 s}$.

Đáp án: B

Hướng dẫn: Tại t = 1 s đồ thị đạt giá trị cực đại $\text{x = +6 cm}$, nên vật ở biên dương.

Đáp án: C

Hướng dẫn: Hai đồ thị luôn đối nhau: $\text{x₂ = -x₁}$. Vì vậy chúng ngược pha, $\text{|Δφ| = π rad}$.

Đáp án: D

Hướng dẫn: $\text{x₀ = 3cos(-2π/3) = -1,5 cm}$ và $\text{v₀ = -12πsin(-2π/3) = 6π√3 > 0}$ nên vật chuyển động theo chiều dương.

Đáp án: B

Hướng dẫn: Tại $\text{x = A/2}$ và v > 0, pha có thể chọn $\text{-π/3}$. Đến biên dương pha bằng 0, nên $\text{Δt = (π/3)/ω = T/6}$.

Đáp án: A

Hướng dẫn: $\text{v = dx/dt = -6sin(3t + π/6) cm/s}$.

Đáp án: C

Hướng dẫn: $\text{a = -ω²x = -(2π)²·5cos(2πt) = -20π²cos(2πt) cm/s²}$.

Đáp án: B

Hướng dẫn: Từ $\text{x = Acosθ, v = -ωAsinθ}$ suy ra $\text{v² = ω²(A² - x²)}$.

Đáp án: D

Hướng dẫn: $\text{|v| =}\omega \sqrt{A^2-x^2}=\mathrm{\omega A}\sqrt{\mathrm{1-}\frac{1}{4}}=\sqrt{3}\text{vₘₐₓ/2}$.

Đáp án: C

Hướng dẫn: $\text{ω = 2π/T = 4π rad/s}$; $\text{aₘₐₓ = ω²A = (4π)²·4 = 64π² cm/s²}$.

Đáp án: B

Hướng dẫn: $\text{U/W = x²/A² = 1/2}$ nên $\text{K = W-U = W/2}$.

Đáp án: D

Hướng dẫn: $\text{W = mω²A²/2 = 0,20·10²·0,050²/2 = 0,025 J}$.

Đáp án: A

Hướng dẫn: $\text{U = 3K}$ nên $\text{W = U+K = 4K ⇒ K = W/4}$.

Đáp án: C

Hướng dẫn: Lực cản làm cơ năng mất dần, do đó biên độ dao động giảm dần; li độ, tốc độ và gia tốc vẫn biến thiên tuần hoàn về dấu.

Đáp án: B

Hướng dẫn: Đỉnh đường cong cộng hưởng ở gần $\text{f = 4 Hz}$, xấp xỉ tần số riêng của hệ.

Đáp án: A

Hướng dẫn: Sau khi buông, hệ không chịu ngoại lực tuần hoàn và dao động theo đặc tính riêng, nên là dao động tự do.

Đáp án: D

Hướng dẫn: Không bước đều giúp tránh tạo ngoại lực tuần hoàn có tần số xác định gần tần số riêng của cầu.

Trả lời: a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Sai

Hướng dẫn:

a) Đúng: Đồ thị có $\text{xₘₐₓ = 6 cm, xₘᵢₙ = -6 cm}$ nên A = 6 cm.

b) Sai: Hai trạng thái qua cân bằng theo chiều dương liên tiếp tại t = 0 s và t = 4 s, nên $\text{T = 4 s}$.

c) Đúng: Tại t = 2 s, x = 0 và đồ thị đi xuống nên v < 0.

d) Sai: Từ 0 đến 3 s, vật đi 0 → +6 → 0 → -6; quãng đường là $\text{18 cm}$.

Trả lời: a) Sai; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng

Hướng dẫn:

a) Sai: $\text{T = 2π/(4π) = 0,5 s}$.

b) Đúng: $\text{v₀ = -40πsin(π/6) = -20π cm/s}$.

c) Sai: $\text{x₀ =}5\sqrt{3}\mathrm{cm}$ nên $\text{a₀ = -(4π)²x₀ = -}80\sqrt{3}\text{π² cm/s²}$, mang dấu âm.

d) Đúng: Qua cân bằng theo chiều âm ứng với pha $\mathrm{\pi /2}$. $\text{4πt + π/6 = π/2 ⇒ t = 1/12 s}$.

Trả lời: a) Đúng; b) Sai; c) Sai; d) Đúng

Hướng dẫn:

a) Đúng: Đường thẳng W cho cơ năng 16 mJ.

b) Sai: Tại t = 0, U = 0 nên K = W = 16 mJ.

c) Sai: Tại t = 0,25 s, đồ thị cho U = 8 mJ, không phải 12 mJ.

d) Đúng: Thế năng lặp lại sau 1 s; vì chu kì thế năng bằng T/2 nên chu kì dao động là 2 s.

Trả lời: a) Sai; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai

Hướng dẫn:

a) Sai: Đỉnh cộng hưởng ở khoảng 4 Hz, không phải 2 Hz.

b) Đúng: Tần số tại đỉnh cộng hưởng xấp xỉ tần số riêng, nên f₀ ≈ 4 Hz.

c) Đúng: Lực cản lớn làm biên độ cực đại giảm và vùng cộng hưởng rộng hơn.

d) Sai: Tần số dao động cưỡng bức bằng tần số ngoại lực; chỉ bằng tần số riêng khi ngoại lực tác dụng đúng tần số cộng hưởng.

Trả lời: 15,5

Hướng dẫn:

Từ đồ thị: A = 6 cm, T = 4 s. Tại t = 0,5 s, $\text{x = 3}\sqrt{2}\mathrm{cm}$ và vật đi theo chiều dương; tại t = 3,5 s, $\text{x = -}3\sqrt{2}\mathrm{cm}$ và cũng đi theo chiều dương.

Quãng đường gồm $\mathrm{(6-}3\sqrt{2}\text{) + 12 + (6-}3\sqrt{2}\text{) = 24 -}6\sqrt{2}\text{≈ 15,515 cm}$. Làm tròn theo đáp án: 15,5 cm.

Trả lời: 1,667

Hướng dẫn:

Điều kiện $\text{x = -4 cm = -A/2}$ cho $\text{cosθ = -1/2}$. Vì vật chuyển động theo chiều dương nên $\text{v = -ωAsinθ > 0}$, do đó $\text{sinθ < 0}$ và có thể chọn $\text{θ = 4π/3}$.

Tại t = 0, pha là $\text{-π/3}$. Pha tăng theo thời gian; giá trị $\text{4π/3}$ là lần đầu sau t = 0 thỏa cả li độ và chiều chuyển động.

$\text{πt - π/3 = 4π/3 ⇒ t = 5/3 s ≈ 1,667 s}$.

Trả lời: 0,25

Hướng dẫn:

$\text{ω = 2π/T = 2π/(π/5) = 10 rad/s}$.

$\text{W = mω²A²/2 = 0,50·10²·0,10²/2 = 0,25 J}$.

Trả lời: 54

Hướng dẫn:

Từ elip đọc được $\text{A = 6 cm, vₘₐₓ = 18 cm/s}$ nên $\text{ω = vₘₐₓ/A = 3 rad/s}$.

$\text{aₘₐₓ = ωvₘₐₓ = 3·18 = 54 cm/s²}$.

Trả lời: 0,4

Hướng dẫn:

Chọn pha 0 tại biên âm. Để đi từ biên âm đến $\text{x = A/2}$ theo chiều dương, vật quét pha $\text{2π/3}$, tương ứng 1/3 chu kì.

$\text{Δt = T/3 = 1,2/3 = 0,4 s}$.

Trả lời: 15

Hướng dẫn:

Từ đồ thị, $\text{W = 20 mJ}$ và tại $\text{x = 2,5 cm}$ có $\text{U = 5 mJ}$.

$\text{K = W-U = 20-5 = 15 mJ}$.

........Hết........