Bộ 3 đề thi giữa kì 1 Vật lí 11 Chân trời sáng tạo cấu trúc mới (có tự luận) có đáp án - Đề 3

Đáp án đúng là A

Biểu thức li độ theo thời gian của vật dao động điều hòa $x = A\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)$

Đáp án đúng là A

Tần số góc của dao động $\omega = 8\pi \,rad/s$

Đáp án đúng là C

Chu kì dao động của vật là T = 60/30 = 2 s

Đáp án đúng là A

Phương trình ${x_2} = 3\sin (\pi t + \frac{\pi }{3}) = 3\cos (\frac{\pi }{2} - \pi t - \frac{\pi }{3}) = 3\cos (\pi t - \frac{\pi }{6})$

Độ lệch pha: $\Delta \varphi = \frac{{4\pi }}{3} - \left( { - \frac{\pi }{6}} \right) = \frac{{3\pi }}{2}$

Đáp án đúng là C

Ta có: $\pi t + \frac{\pi }{4} = \frac{\pi }{3} \Rightarrow t = \frac{1}{{12}}\left( s \right)$$\Rightarrow x = \frac{5}{2}\sin \frac{\pi }{3} = \frac{{5\sqrt 3 }}{4} = 2{,}16\left( {cm} \right)$.

Đáp án đúng là B

Tốc độ lớn nhất: ${v_{\max }} = A\omega = 6\pi \,cm/s$

Đáp án đúng là B

Ta có: $\omega = \frac{{{a_{\max }}}}{{{v_{\max }}}} = \frac{{20{\pi ^2}}}{{10\pi }} = 2\pi \left( {rad/s} \right) \Rightarrow T = \frac{{2\pi }}{\omega } = 1s$

$${v_{\max }} = \omega A = 10\pi \left( {cm/s} \right) \Rightarrow A = \frac{{10\pi }}{{2\pi }} = 5cm$$

Đáp án đúng là D

Động năng ${W_d} = W - {W_t} = \frac{1}{2}k({A^2} - {x^2})$

$${W_{d1}} = \frac{1}{2}.400.(0,{05^2} - 0,{03^2}) = 0{,}32J$$

$${W_{d2}} = \frac{1}{2}.400.(0,{05^2} - {( - 0{,}03)^2}) = 0{,}32J$$

Đáp án đúng là A

Ta có: $\left\{ \begin{array}{l}v = \omega R\\{a_{ht}} = {\omega ^2}R\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}\omega = \frac{{{a_{ht}}}}{v} = \frac{{150}}{{30}} = 5\\R = \frac{v}{\omega } = A = 6\end{array} \right.$

a) Sai. Pha ban đầu của dao động bằng $\pi$ rad nếu tại thời điểm ban đầu (t = 0) chất điểm đi qua vị trí biên âm.

b) Đúng. Pha ban đầu của dao động bằng $\frac{\pi }{2}$ rad nếu tại thời điểm ban đầu (t = 0) chất điểm đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm.

c) Sai. Pha ban đầu của dao động bằng 0 rad nếu tại thời điểm ban đầu (t = 0) chất điểm đi qua vị trí biên dương.

d) Đúng.

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

c) Sai vì dao động điều hòa có thể được biểu diễn bằng một vecto quay có độ dài không đổi.

d) Sai vì khi một vật dao động điều hòa thì vận tốc của vật đó cũng biến thiên điều hoà theo thời gian.

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

Cứ sao mỗi chu kì dao động, vật đi qua VTCB hai lần, vì vậy 180 lần vật qua VTCB nghĩa là vật đã thực hiện 90 dao động. Vậy chu kì dao động của vật là:

$T = \frac{t}{N} = \frac{{60}}{{90}} = \frac{2}{3}s \Rightarrow$ Tần số góc $\omega = \frac{{2\pi }}{T} = \frac{{2\pi }}{{2/3}} = 3\pi \,rad/s$

Ta có $\frac{{{W_1}}}{{{W_2}}} = \frac{{\frac{1}{2}m\omega _1^2{A^2}}}{{\frac{1}{2}m\omega _2^2{A^2}}} = \frac{{m\omega _1^2\ell _1^2\alpha _0^2}}{{m\omega _2^2\ell _2^2\alpha _0^2}} = \frac{{\omega _1^2\ell _1^2}}{{\omega _2^2\ell _2^2}} = \frac{{\frac{g}{{{\ell _1}}}.\ell _1^2}}{{\frac{g}{{{\ell _2}}}.\ell _2^2}} = \frac{{{\ell _1}}}{{{\ell _2}}}$

Mặt khác $T = 2\pi \sqrt {\frac{\ell }{g}} \Rightarrow \frac{{{T_1}}}{{{T_2}}} = \sqrt {\frac{{{\ell _1}}}{{{\ell _2}}}} \Rightarrow \frac{{{\ell _1}}}{{{\ell _2}}} = 4$. Vậy $\frac{{{{\rm{W}}_1}}}{{{{\rm{W}}_2}}} = 4$.

+ Tần số góc của dao động $\omega = \sqrt {\frac{k}{m}} = 10\,\,rad/s$

$\to$ Biên độ dao động của vật $A = \sqrt {x_0^2 + {{\left( {\frac{{{v_0}}}{\omega }} \right)}^2}} = \sqrt {{3^2} + {{\left( {\frac{{30}}{{10}}} \right)}^2}} = 3\sqrt 2 cm$

+ Ban đầu vật ở li độ $x = \frac{{\sqrt 2 }}{2}A = 3cm$ và chuyển động theo chiều dương $\to {\varphi _0} = - \frac{\pi }{4}$

$\to$ Phương trình dao động $x = 3\sqrt 2 cos\left( {10t - \frac{\pi }{4}} \right)cm$