Bộ 3 đề thi giữa kì 1 Vật lý 11 Kết nối tri thức cấu trúc mới có đáp án - Đề 1

Đáp án đúng là B

Trong dao động của con lắc đơn thì $\ell {\alpha _0}$ được gọi là biên độ cong của dao động.

Đáp án đúng là C

Biên độ dao động: $A = \frac{{{v_0}}}{\omega }$

Đáp án đúng là C

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

Đáp án đúng là D

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

Đáp án đúng là B

Khi tăng chiều dài của con lắc lên 4 lần thì chu kì dao động sẽ tăng lên 2 lần.

Đáp án đúng là B

Chu kì dao động của con lắc đơn: $T = 2\pi \sqrt {\frac{l}{g}}$

Đáp án đúng là D

Tốc độ cực đại của chất điểm: ${v_{max}} = \omega A = \left( {10\pi } \right).\left( {10} \right) = 100\pi$cm/s

Đáp án đúng là A

Hình A là phù hợp. Vì

- vận tốc sớm pha hơn li độ góc $\frac{\pi }{2}$ nên từ đồ thị li độ ta thấy tại thời điểm ban đầu vật đang ở biên âm, do đó vận tốc phải ở VTCB nên loại được hình B.

- li độ và vận tốc biến thiên điều hoà cùng chu kì nên loại được hình C

- vận tốc có giá trị âm và dương nên loại hình D.

Đáp án đúng là D

Ta có: $v = x' = 4\pi \cos \left( {2\pi t + \frac{\pi }{2}} \right)$cm/s.

Tại thời điểm $t = \frac{1}{3}$s → $v = - 2\pi \sqrt 3$cm/s.

Đáp án đúng là B

Lực kéo về tác dụng lên vật: $F = ma = - m{\omega ^2}x$

Đáp án đúng là A

Gia tốc trọng trường: $g = \ell {\omega ^2} = \left( {1{,}2} \right).{\left( {2{,}86} \right)^2} = 9{,}82$ m/s$^{2}$

Đáp án đúng là B

Chu kì dao động của chất điểm gấp đôi chu kì biến thiên của động năng: T = 2.1 = 2 s.

Đáp án đúng là C

Bài cho biết T = 1 s, L = 8 cm, t = 6 s và hỏi quãng đường đi được S.

Công thức: $t = kT \Rightarrow S = k.2L$

Xét: $k = \frac{t}{T} = \frac{6}{1} = 6$thỏa mãn là số nguyên.

Do vậy quãng đường chất điểm đi được trong 6 s: $S = k.2L = 6.2.8 = 96\,\left( {cm} \right).$

Đáp án đúng là A

Biên độ: A = 4 cm.

Pha dao động: $\omega t + \varphi = \frac{\pi }{3}$

Thay vào phương trình dao động: $x = A\cos \left( {\omega t + \varphi } \right) = 4\cos \frac{\pi }{3} = 2\,\left( {cm} \right).$

Đáp án đúng là A

Dao động điều hòa đổi chiều khi vật ở vị trí biên khi đó lực tác dụng có độ lớn cực đại.

Đáp án đúng là B

Gia tốc của một chất điểm dao động điều hòa là: $a = - {\omega ^2}x$

Gia tốc biến thiên cùng tần số và ngược pha với li độ x.

Đáp án đúng là B

Ta có:

- $t = 0$, vật đi qua vị trí cân bằng → xác định được điểm $M$ trên đường tròn.

- sau $\frac{T}{8}$ → $OM$ quét thêm góc $\frac{\pi }{4}$ → quãng đường đi được tương ứng là $S = \frac{{\sqrt 2 }}{2}A$.

Đáp án đúng là C

Ở vị trí con lắc có động năng bằng thế năng, ta có:

Khi đưa một con lắc đơn lên cao theo phương thẳng đứng (coi chiều dài của con lắc không đổi) thì tần số dao động điều hoà của nó sẽ giảm vì gia tốc trọng trường giảm theo độ cao, khi đó chu kì tăng..

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

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.

Một vật dao động điều hòa có thế năng cực đại khi vật ở vị trí biên, động năng cực đại khi ở vị trí cân bằng.

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

a) - Sai, vì vận tốc có giá trị âm, còn gia tốc có giá trị dương.

b) - Sai, vì độ lớn vận tốc giảm, còn độ lớn gia tốc tăng.

c) - Đúng, vì một vật dao động điều hòa khi đang chuyển động từ vị trí cân bằng đến vị trí biên âm thì vecto vận tốc ngược chiều với vecto gia tốc.

d) - Sai, vì độ lớn vận tốc giảm còn độ lớn gia tốc tăng.

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

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}$

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

Dùng phương trình lượng giác: $\left\{ \begin{array}{l}x = 4\cos \frac{{\pi t}}{6} = 2\sqrt 3 \\v = x' = - \frac{\pi }{6}4.\sin \frac{{\pi t}}{6} < 0\end{array} \right. \Rightarrow \frac{{\pi t}}{6} = \frac{\pi }{6}$

$\Rightarrow {x_{\left( {t + 3} \right)}} = 4\cos \frac{\pi }{6}\left( {t + 3} \right)(s)$$\Rightarrow {x_{\left( {t + 3} \right)}} = 4\cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + \frac{\pi }{2}} \right) = - 2\left( {cm} \right)$

Chu kì dao động của con lắc được tính bởi công thức: $T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}}$

Ta có: $\frac{{{T_2}}}{{{T_1}}} = \frac{{2\pi \sqrt {\frac{{{m_2}}}{k}} }}{{2\pi \sqrt {\frac{{{m_1}}}{k}} }} = \sqrt {\frac{{{m_2}}}{{{m_1}}}} \Rightarrow \frac{1}{2} = \sqrt {\frac{{{m_2}}}{{200}}} \Rightarrow {m_2} = 50\left( {gam} \right)$

Ở vị trí cân bằng thì: ${F_{dh}} = P \Leftrightarrow k\left| {\Delta {\ell _o}} \right| = mg \Leftrightarrow \frac{k}{m} = \frac{g}{{\Delta {\ell _o}}}$

Chu kì dao động của con lắc: $T = 2\pi \sqrt {\frac{{\Delta {l_0}}}{g}} = 2\pi \sqrt {\frac{{2,{{5.10}^{ - 2}}}}{{10}}} = 0{,}31({\rm{s)}}$

Độ cứng của lò xo: ${\rm{W}} = \frac{1}{2}k{{\rm{A}}^2} \Rightarrow k = \frac{{2W}}{{{A^2}}} = \frac{{2.0{,}9}}{{{{\left( {{{15.10}^{ - 2}}} \right)}^2}}} = 80(N/m)$

Động năng của con lắc tại vị trí $x = - 5{\rm{ cm}}$ là:

Áp dụng công thức độc lập với thời gian, ta có:

${A^2} = {x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} \Rightarrow {\left( {\ell {\alpha _{\max }}} \right)^2} = {s^2} + \frac{{\ell {v^2}}}{g}$$\Leftrightarrow {\left( {\ell .0{,}1} \right)^2} = 0,{08^2} + \frac{{\ell .0{,}04.3}}{{10}} \Rightarrow \ell = 1{,}6\left( m \right)$

$\Rightarrow {v_{\max }} = \omega A = \sqrt {\frac{g}{\ell }} .\ell {\alpha _{\max }} = 0{,}4\left( {m/s} \right)$