Bộ 3 đề thi cuối kì 1 Vật lý 11 Cánh diều cấu trúc mới có đáp án - Đề 2

Đáp án đúng là A

Từ phương trình $x = 3\sin \left( {\omega t - \frac{{5\pi }}{6}} \right)cm = 3\cos \left( {\omega t - \frac{{5\pi }}{6} - \frac{\pi }{2}} \right) = 3\cos \left( {\omega t - \frac{{4\pi }}{3}} \right)$

Đáp án đúng là B

Phương trình dao động của vật có dạng: x = Acos(ωt + φ) cm.

Trong đó:

- A = $\frac{L}{2} =$ 3 cm

- T = 2s ⇒ ω $= \frac{{2\pi }}{T} =$ π (rad/s)

- Tại t = 0s vật đang ở vị trí biên dương $\left\{ {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{Acos\varphi = A}\\{v = 0\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}\end{array}\; \Rightarrow \;\left\{ {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{cos\varphi = 1}\\{sin\varphi = 0}\end{array}\;\; \Rightarrow \varphi = 0\;rad} \right.} \right.$

Đáp án đúng là A.

Áp dụng công thức:

$\left\{ \begin{array}{l}\frac{{0,{{48}^2}}}{{{\omega ^4}}} + \frac{{0,{{16}^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2}\\\frac{{0,{{64}^2}}}{{{\omega ^4}}} + \frac{{0,{{12}^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2}\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}A = 0{,}05\left( m \right)\\\omega = 4\left( {rad/s} \right)\end{array} \right.$

Đáp án đúng là B.

* Một chất điểm chuyển động tròn đều trên đường tròn bán kính R với tốc độ góc $\omega$ 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 $\omega$

* 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 $\omega$= 5 rad/s => tốc độ cực đại là ${v_{\max }} = \omega A$ = 50 cm/s.

Đáp án đúng là A.

Từ công thức: ${x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2}$ suy ra:

$\left| v \right| = \omega \sqrt {{A^2} - {x^2}} = \frac{{2\pi }}{T}\sqrt {{A^2} - {x^2}}$$= \frac{{2\pi }}{2}\sqrt {{{10}^2} - {5^2}} \approx 27{,}21\left( {cm/s} \right)$

Đáp án đúng là B.

Chọn lại gốc thời gian t = t$_{1}$ = 1,2 s thì pha dao động có dạng: $\phi = \omega t + \frac{\pi }{3}$

Từ M$_{1}$ quay một vòng (ứng với thời gian T) thì vật qua vị trí cân bằng 2 lần, rồi quay tiếp một góc $\frac{{2\pi }}{3}$ (ứng với thời gian $\frac{T}{3}$) vật đến biên âm và tổng cộng đã qua vị trí cân bằng 3 lần.

Ta có: $T + \frac{T}{3} = 9{,}2 - 1{,}2 \Rightarrow T = 6\left( s \right)$$\Rightarrow \omega = \frac{{2\pi }}{T} = \frac{\pi }{3}\left( {rad/s} \right)$

Để tìm trạng thái ban đầu ta cho t = − 1,2 s thì

$\Phi = - \frac{{1{,}2\pi }}{3} + \frac{\pi }{3} = - \frac{\pi }{{15}} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = A\cos \phi = 0{,}98A\\v = - A\omega \sin \phi > 0\end{array} \right.$

Đáp án đúng là A

Gọi f là tần số dao động của con lắc thì động năng của con lắc biến thiên theo thời gian với tần số 2f

Tần số dao động: $f = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{k}{m}} = \frac{1}{{2\pi }}\sqrt {\frac{{36}}{{0{,}1}}} = 3Hz$

Vậy động năng của con lắc biến thiên theo thời gian với tần số f’ = 2.3 = 6Hz

Đáp án đúng là C.

Sóng ngang truyền được trong chất rắn và bề mặt chất lỏng.

Đáp án đúng là C.

Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn.

Sóng cơ không truyền được trong chân không.

Đáp án đúng là C.

Vì hai đầu cố định dao động với một bụng độc nhất (ở giữa dây) nên hai đầu dây là hai nút kế tiếp.

Chiều dài dây thỏa mãn: $\ell = \frac{\lambda }{2} \Rightarrow \lambda = 2.\ell = 2.0{,}6 = 1{,}2(m)$

Đáp án đúng là B.

Dây có ba bụng tức là có 3 bó sóng $\Rightarrow k = 3$

Ta có: $\ell = k\frac{\lambda }{2} \Rightarrow \lambda = \frac{{2\ell }}{k} = \frac{{2.0{,}6}}{3} = 0{,}4(m)$

Đáp án đúng là B.

Kể cả hai đầu dây thì trên dây có 4 nút $\Rightarrow$có 3 bó sóng (k = 3)

Ta có: $\ell = k\frac{\lambda }{2} \Rightarrow \lambda = \frac{{2\ell }}{k} = \frac{{2.1{,}2}}{3} = 0{,}8\,(m)$

Tần số dao động trên dây là: $f = \frac{v}{\lambda } = \frac{{80}}{{0{,}8}} = 100(Hz)$

Đáp án đúng là C.

Trên dây ngoài hai đầu dây cố định ta còn thấy có ba điểm nút khác nên tổng cộng dây có 5 nút ứng với 4 bó sóng (k = 4).

$\ell = k\frac{\lambda }{2} \Rightarrow \lambda = \frac{{2\ell }}{k} = \frac{{2.2}}{4} = 1(m)$

Vận tốc truyền sóng trên dây là: $v = \lambda .f = 100(m/s)$

Đáp án đúng là B.

Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực.

Tần số dao động cưỡng bức của vật là: ${f_{cb}} = \frac{{{\omega _n}}}{{2\pi }} = \frac{{\pi f}}{{2\pi }} = 0{,}5f$

Đáp án đúng là D.

Điều kiện xảy ra cộng hưởng: f = f$_{0}$

Đáp án đúng là A.

Khi M dao động thì tác dụng 1 lực cưỡng bức lên dây treo. Lực này lại tác dụng lên các con lắc còn lại làm cho các con lắc dao động. Nói cách khác con lắc 1, 2, 3, 4 chịu tác dụng của 1 ngoại lực biến thiên tuần hoàn nên nó dao động cưỡng bức. Lực này biến thiên với tần số đúng bằng tần số dao động của M

Trong dao động cưỡng bức, khi tần số của ngoại lực càng gần với tần số dao động riêng thì con lắc sẽ dao động với biên độ càng lớn.

Vậy con lắc nào có chiều dài gần với chiều dài của M nhất thì sẽ dao động mạnh nhất.

Dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn gọi là dao động cưỡng bức. Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và tần số bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức.

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.

Dao động tắt dần có biên độ và cơ năng giảm dần theo thời gian.

Đáp án: a) Sai; b) Sai; c) Đúng; d) Sai.

+ Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào hiệu số |f – f$_{0}$|. Hiệu số này càng nhỏ thì biên độ dao động càng lớn. Khi hiệu số này bằng 0 tức là f = f$_{0}$ thì biên độ dao động cưỡng bức lớn nhất, ta gọi hiện tượng này là hiện tượng cộng hưởng cơ.

+ Biên độ của hệ dao động cưỡng bức cũng phụ thuộc vào biên đô F$_{0}$ của ngoại lực cưỡng bức và vào lực ma sát (hoặc lực cản) của môi trường.

+ Biên độ của hệ dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào pha ban đầu của ngoại lực cưỡng bức

Đáp án: a) Sai; b) Sai; c) Sai; d) Đúng.

a) Sai, vì trong dao động điều hòa thế năng và động năng biến thiên tuần hoàn theo thời gian.

b) Sai, vì trong dao động điều hòa cơ năng của vật được bảo toàn.

c) Sai, vì tại vị trí biên v = 0 nên động năng bằng 0.

d) Đúng vì ${W}_{t}=\frac{1}{2}k{x}^{2}$ nên khi vật ở biên thì li độ x đạt cực đại.

Đáp án: a) Sai; b) Sai; c) Sai; d) Đúng.

Từ các công thức: ${a_{\max }} = {\omega ^2}A$ và ${v_{\max }} = \omega A$ suy ra $\omega = \frac{{{a_{\max }}}}{{{v_{\max }}}} = 10\pi \left( {rad/s} \right)$

Ta có: ${v_1} = 1{,}5 = \frac{{{v_{\max }}}}{2} \Rightarrow x = \pm \frac{{A\sqrt 3 }}{2}$

Mà thế năng đang giảm nên chọn ${x_1} = - \frac{{A\sqrt 3 }}{2}$

Khi ${a_2} = - 15\pi = - \frac{{{a_{\max }}}}{2} \Rightarrow {x_2} = \frac{A}{2}$ (vì sau thời gian ngắn nhất nên chọn ${x_2} = \frac{A}{2}$)

$\Rightarrow {t_{ - \frac{{A\sqrt 3 }}{2} \to \frac{A}{2}}} = \frac{T}{6} + \frac{T}{{12}} = \frac{1}{4}.\frac{{2\pi }}{\omega } = 0{,}05\left( s \right)$

Hai điểm trên phương truyền sóng cách nhau một khoảng d thì dao động lệch pha nhau:

$\Delta \varphi = \frac{{2\pi d}}{\lambda } = \frac{{2\pi df}}{v} = \frac{{\omega d}}{v}$ hay $\frac{\pi }{3} = \frac{{4\pi .0{,}5}}{v} \Rightarrow v = 6\left( {m/s} \right)$

Ta có: $T = \frac{1}{f} = 0{,}1\left( s \right) \Rightarrow \frac{T}{2} = 0{,}05\left( s \right)$

Quãng đường truyền sóng: $\Delta S = v.\Delta t \Rightarrow \Delta t = \frac{{\Delta S}}{v} = \frac{{0{,}25}}{1} = 0{,}25\left( s \right) = 5.\frac{T}{2}$

Quãng đường dao động: $S = 5.2A = 5.2.4 = 40\left( {cm} \right)$

Sợi dây có hai đầu cố định có 4 bụng $\Rightarrow$ Có 3 bó sóng (k = 3).

Ta có: $\ell = k\frac{\lambda }{2} = 3.\frac{v}{{2f}} \Rightarrow v = 2000cm/s = 20\,m/s.$

Ta có: ${\left( {\frac{a}{{{a_{\max }}}}} \right)^2} + {\left( {\frac{v}{{{v_{\max }}}}} \right)^2} = 1 \Rightarrow {\left( {\frac{{40\sqrt 3 }}{{{a_{\max }}}}} \right)^2} + {\left( {\frac{{10}}{{20}}} \right)^2} = 1$$\Rightarrow {a_{\max }} = 80\,cm/{s^2}$

$$\Rightarrow A = \frac{{{{\left( {{v_{\max }}} \right)}^2}}}{{{a_{\max }}}} = \frac{{{{20}^2}}}{{80}} = 5\,cm$$