Đề thi giữa học kì 1 Vật lí 11 Kết nối tri thức - Đề số 8 — Không quảng cáo

a) Biên độ dao động của vật bằng 0,2 cm.

b) Chu kì dao động của vật bằng 0,4 s

c) Pha ban đầu của dao động là 0,5π rad.

d) Tại thời điểm t = 0,5 s vật ở vị trí biên.

a) Tần số góc của vật là \(\frac{1}{{2\pi }}\) rad/s.

b) Vật dao động điều hòa với biên độ là 4 cm.

c) Pha ban đầu của vật dao động điều hòa là \(\frac{\pi }{3}\) rad.

d) Phương trình dao động của vật là:  \(x = 4\cos (2\pi t + \frac{\pi }{3})\)(cm).

a) Trong quá trình vật dao động cơ năng của vật được bảo toàn

b) Cơ năng của vật có giá trị là 0,032 J khi vật qua vị trí có li độ là 3 cm

c) Động năng của vật có giá trị là 0,032 J khi vật qua vị trí có li độ 3 cm.

d) Nếu giữ nguyên khối lượng của vật và thay đổi lò xo có độ cứng tăng lên 2 lần mà vẫn giữ cho vật do động có biên độ 5 cm thì cơ năng của vật tăng lên 2 lần so với ban đầu.

a) Dao động của con lắc lò xo trong máy địa chấn là dao động duy trì.

b) Đầu bút di chuyển và vẽ được lên tờ giấy là do các cơn địa chấn tạo ra dao động duy trì.

c) Tần số dao động của những con lắc lò xo trong máy địa chấn vào khoảng 30 Hz – 40 Hz.

d) Để máy địa chấn ghi nhận được kết quả tốt nhất thì tần số riêng của con lắc lò xo phải có giá trị thật nhỏ so với con số 30 Hz – 40 Hz.

Vận dụng kiến thức về định nghĩa dao động điều hòa

Dao động điều hòa là một dạng dao động mà li độ của vật có phương trình dạng x=Acos(ωt+φ) hoặc x=Asin(ωt+φ), trong đó A là biên độ, ω là tần số góc và φ là pha ban đầu. Phương trình này thể hiện chuyển động có dạng sin hoặc cosin theo thời gian.

Đáp án: D

Vận dụng kiến thức về mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều.

Hình chiếu của một chuyển động tròn đều lên một đường kính là một dao động điều hòa vì khi chuyển động tròn đều, hình chiếu của vật lên một đường kính sẽ dao động qua lại quanh một vị trí cân bằng với li độ có dạng sin hoặc cosin.

Đáp án: A

Vận dụng kiến thức về quỹ đạo của vật dao động điều hòa

Trong dao động điều hòa theo trục Ox, vật chuyển động qua lại trên một đoạn thẳng quanh vị trí cân bằng O. Lực kéo về biến thiên theo li độ của vật nên không phải là một hằng số. Li độ thay đổi theo thời gian dạng sin hoặc cosin, không tỉ lệ trực tiếp với thời gian.

Đáp án: A

Vận dụng kiến thức về tính chất của các đại lượng trong dao động điều hòa

Biên độ là giá trị cực đại của li độ và là một đại lượng dương hoặc bằng 0. Li độ, pha và pha ban đầu có thể nhận giá trị âm tùy theo vị trí của vật hoặc giá trị của góc pha.

Đáp án: D

Vận dụng kiến thức về dạng đồ thị của dao động điều hòa

Đồ thị li độ x theo thời gian t là một đường hình sin hoặc cosin

Đáp án: C

Vận dụng kiến thức về đặc điểm của dao động.

Dao động là chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng trong không gian giới hạn. Do đó, đáp án phù hợp là chọn phát biểu chính xác nhất theo đặc điểm dao động.

Đáp án: A

Vận dụng kiến thức về quan hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều

Dao động điều hòa có thể được biểu diễn là hình chiếu của một chuyển động tròn đều lên một đường thẳng nằm trong mặt phẳng quỹ đạo. Hình chiếu của điểm quay tròn sẽ dao động qua lại quanh vị trí cân bằng trên đường thẳng đó.

Đáp án: D

Vận dụng kiến thức về hương trình dao động điều hòa

Một vật dao động điều hòa với theo phương trình x = Acos(ωt + φ)  với A, ω, φ là hằng số thì pha của dao động là hàm bậc nhất với thời gian

Đáp án: C

Vận dụng kiến thức về độ dài quỹ đạo dao động điều hòa

Quỹ đạo của dao động điều hòa là đoạn thẳng giữa hai điểm cực đại.

Độ dài quỹ đạo bằng 2A

Đáp án: B

Vận dụng kiến thức về pha dao động tại thời điểm t

Pha dao động tại thời điểm t = 2 s là 10t = 10.2 = 20 rad

Đáp án: C

Vận dụng kiến thức về cách đo độ lệch giữa hai dao động điều hòa cùng chu kỳ.

Độ lệch về thời gian giữa hai dao động điều hòa cùng chu kỳ được xác định thông qua độ lệch pha, vì pha cho biết vị trí và thời điểm của dao động.

Đáp án: D

Vận dụng kiến thức về các yếu tố ảnh hưởng đến biên độ của dao động điều hòa

Biên độ dao động phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu, vì đây là yếu tố quyết định mức độ dao động ban đầu của vật.

Đáp án: A

Vận dụng kiến thức về khái niệm pha của dao động và mục đích của nó trong mô tả dao động điều hòa.

Pha của dao động xác định trạng thái của dao động tại một thời điểm cụ thể, bao gồm cả vị trí và hướng chuyển động của vật tại thời điểm đó.

Đáp án: C

Vận dụng kiến thức về định nghĩa của chu kỳ trong dao động điều hòa.

Chu kỳ là khoảng thời gian ngắn nhất để vật trở lại trạng thái dao động ban đầu, bao gồm cả vị trí và hướng chuyển động.

Đáp án: D

Vận dụng kiến thức về quá trình dao động của vật qua vị trí cân bằng trong một chu kỳ.

Trong mỗi chu kỳ, vật dao động điều hòa sẽ đi qua vị trí cân bằng hai lần: một lần theo chiều dương và một lần theo chiều âm.

Đáp án: D

Vận dụng kiến thức về tính chất của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ và độ lệch pha giữa chúng.

Vì hai dao động có cùng tần số và biên độ, nhưng lệch pha nhau π rad, nên chúng luôn có li độ đối nhau tại mọi thời điểm.

Đáp án: A

Vận dụng kiến thức về tần số góc của dao động

\(\omega  = \frac{{2\pi }}{2} = \pi \,{\rm{rad/s}}\)

Đáp án: A

Vận dụng kiến thức về tần số của dao động.

\(f = \frac{{20\pi }}{{2\pi }} = 10\,{\rm{Hz}}\)

Đáp án: B

a) Biên độ dao động của vật bằng 0,2 cm.

b) Chu kì dao động của vật bằng 0,4 s

c) Pha ban đầu của dao động là 0,5π rad.

d) Tại thời điểm t = 0,5 s vật ở vị trí biên.

Vận dụng kiến thức về đọc đồ thị

a) Đúng. Nhìn vào đồ thị, ta thấy biên độ dao động (li độ lớn nhất) của vật là 0,2 cm.

b) Đúng. Chu kỳ là khoảng thời gian ngắn nhất để vật lặp lại trạng thái dao động cũ. Quan sát đồ thị, ta thấy một chu kỳ dao động là từ t = 0 s đến t = 0,4 s.

c) Đúng. Dựa vào đồ thị, tại thời điểm t = 0, li độ của vật đang là 0 và đi theo chiều âm, điều này cho thấy pha ban đầu có thể là −0,5π hoặc 0,5π rad (tuỳ cách quy ước chiều).

d) Sai. Dựa vào đồ thị, tại thời điểm t = 0,5 s, vật đang ở vị trí cân bằng, không phải ở vị trí biên.

a) Tần số góc của vật là \(\frac{1}{{2\pi }}\) rad/s.

b) Vật dao động điều hòa với biên độ là 4 cm.

c) Pha ban đầu của vật dao động điều hòa là \(\frac{\pi }{3}\) rad.

d) Phương trình dao động của vật là:  \(x = 4\cos (2\pi t + \frac{\pi }{3})\)(cm).

Vận dụng kiến thức về phương trình li độ

a) Sai. Tần số góc của vật là \(\omega  = \frac{{16{\pi ^2}}}{{8\pi }} = 2\pi (rad/s)\) rad/s.

b) Đúng. Vật dao động điều hòa với biên độ là \(A = \frac{{8\pi }}{{2\pi }} = 4\) cm.

c) Đúng. Tại t = 0, vật có li độ x = 2 cm và A = 4 cm, Pha ban đầu của vật dao động điều hòa là \(\frac{\pi }{3}\) rad.

d) Đúng. Phương trình dao động của vật là:  \(x = 4\cos (2\pi t + \frac{\pi }{3})\)(cm).

a) Trong quá trình vật dao động cơ năng của vật được bảo toàn

b) Cơ năng của vật có giá trị là 0,032 J khi vật qua vị trí có li độ là 3 cm

c) Động năng của vật có giá trị là 0,032 J khi vật qua vị trí có li độ 3 cm.

d) Nếu giữ nguyên khối lượng của vật và thay đổi lò xo có độ cứng tăng lên 2 lần mà vẫn giữ cho vật do động có biên độ 5 cm thì cơ năng của vật tăng lên 2 lần so với ban đầu.

Vận dụng kiến thức về con lắc lò xo

a) Đúng. Trong dao động điều hòa (không có ma sát), cơ năng của vật dao động luôn được bảo toàn.

b) Sai. Cơ năng được tính là \(W = \frac{1}{2}k{A^2} = 0,05J\)

c) Đúng. Tổng cơ năng E = 0,05 J, khi li độ là x = 0,03 m, động năng W _đ = W −W _t = 0,032 J.

d) Đúng. Khi độ cứng tăng lên 2 lần, cơ năng cũng tăng lên 2 lần

a) Dao động của con lắc lò xo trong máy địa chấn là dao động duy trì.

b) Đầu bút di chuyển và vẽ được lên tờ giấy là do các cơn địa chấn tạo ra dao động duy trì.

c) Tần số dao động của những con lắc lò xo trong máy địa chấn vào khoảng 30 Hz – 40 Hz.

d) Để máy địa chấn ghi nhận được kết quả tốt nhất thì tần số riêng của con lắc lò xo phải có giá trị thật nhỏ so với con số 30 Hz – 40 Hz.

Vận dụng kiến thức về dao động duy trì

a) Đúng. Dao động của con lắc lò xo trong máy đo địa chấn được duy trì bởi năng lượng từ các cơn địa chấn.

b) Đúng. Dao động duy trì của con lắc được tạo ra nhờ năng lượng từ các cơn địa chấn.

c) Đúng. Tần số dao động của con lắc phải nằm trong khoảng này để đo chính xác các cơn địa chấn.

d) Sai. Tần số riêng của con lắc nên gần bằng tần số của các cơn địa chấn để có thể cộng hưởng và ghi nhận kết quả tốt nhất.

+ Đọc đồ thị W-x + Sử dụng biểu thức tính thế năng: \({W_t} = \frac{1}{2}k{x^2}\)

+ Sử dụng biểu thức tính cơ năng: \(W = {W_t} + {W_d}\)

Từ đồ thị ta có: + Tại vị trí: \({x_1} = 4\sqrt 6 cm\)

Thế năng của vật: \({W_{t1}} = \frac{1}{2}kx_1^2 = \frac{1}{2}.50.{(0,04\sqrt 6 )^2} = 0,24J\)

Động năng của vật: \({W_{d1}}\)

+ Tại vị trí: \({x_2} =  - 4\sqrt 3 cm\)

Thế năng của vật: \({W_{t2}} = \frac{1}{2}kv_2^2 = \frac{1}{2}.50.{( - 0,04\sqrt 3 )^2} = 0,12J\)

Động năng của vật: \({W_{d2}}\) + Lại có: \({W_{{t_1}}} + {W_{{d_1}}} = {W_{{t_2}}} + {W_{{d_2}}} = W\)

Và từ đồ thị, ta có:  \({W_{{d_1}}} = {W_{{t_2}}}\)

Ta suy ra:

\(\begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}{W_{t1}} = 0,24J\\{W_{d1}} = 0,12J\end{array} \right.\\ \Rightarrow W = {W_{{t_1}}} + {W_{{d_1}}} = 0,24 + 0,12 = 0,36J\end{array}\)

Đáp án: 0,36

Vận dụng kiến thức về hiện tượng cộng hưởng

+ Chiều dài của mỗi bước chân: L=50cm

+ Tần số dao động riêng của nước trong xô: \({f_0} = \frac{1}{{{T_0}}} = 1Hz\)

+ Nước trong xô sóng sánh mạnh nhất khi nhịp bước của người có tần số trùng với tần số dao động riêng của nước trong xô. Vậy người đó bước đều với tần số: \(f = {f_0} = 1Hz \Rightarrow T = \frac{1}{f} = 1s\)

Nước trong xô sóng sánh mạnh nhất khi người đi với vận tốc: \({\rm{\;}}v = \frac{s}{t} = \frac{L}{T} = \frac{{50}}{1} = 50\left( {cm/s} \right)\)

Đáp án: 50

Vận dụng kiến thức về đọc đồ thị

0,5T = 0,2 => T = 0,4 s

Đáp án: 0,4

Vận dụng kiến thức về dao động điều hòa

Chu kì dao động của chất điểm T = 0,4 s.

+ Ta có Δt = 10T + 0,5T = 4,2 s.

Trong mỗi chu kì có 1 lần vật đi qua vị trí x = – 5 cm theo chiều dương.

→ Trong 10T sẽ có 10 lần vật đi qua vị trí x = – 5 cm theo chiều dương.

Nửa chu kì còn lại vật đến vị trí x = – 5 cm theo chiềm âm.

→ Vậy kể từ thời điểm ban đầu, có 10 lần vật đi qua vị trí x = – 5 cm theo chiều dương.

Đáp án: 10

Vận dụng kiến thức về cơ năng

Quãng đường vật đi được trong một chu kì là: \({S_T} = 4{\rm{A}} \Rightarrow A = 5cm\) Cơ năng của con lắc: \({\rm{W}} = \frac{1}{2}k{{\rm{A}}^2} = 0,1J\)

Đáp án: 0,1

Vận dụng kiến thức về dao động điều hòa

Một chất điểm chuyển động tròn đều trên đường tròn bán kính R với tốc độ góc ω thì hình chiếu của nó trên một trục nằm trong mặt phẳng quỹ đạo sẽ dao động điều hòa với biên độ đúng bằng R và tần số góc đúng bằng ω

Hình chiếu của chất điểm lên trục Ox nằm trong mặt phẳng quỹ đạo dao động điều hòa với biên độ A = 10 cm và tần số góc ω = 5 rad/s => tốc độ cực đại là \({v_{\max }} = \omega A = 50cm/s\)

Đáp án: 50