Đề thi học kì 1 Vật lí 11 Kết nối tri thức - Đề số 3

Ta có phương trình dao động \(x = 4cos\left( {\omega t} \right)\)

\( \Rightarrow \) Biên độ dao động của chất điểm: \(A = 4cm\)

Đáp án C.

Cơ năng dao động điều hòa của con lắc đơn:

\({\rm{W}} = \frac{1}{2}mgl\alpha _0^2 = \frac{1}{2}m\frac{g}{l}S_0^2\)

Đáp án D.

\(x = 5co{\rm{s}}\left( {100\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)cm\)

Pha ban đầu của dao động: \(\varphi {\rm{\;}} = \frac{\pi }{3}\)

Đáp án B.

Chu kì dao động của con lắc lò xo: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} \)

Đáp án B.

Đáp án C

Khoảng cách giữa 2 bụng sóng liên tiếp trong sóng dừng  là \(\frac{\lambda }{2}\)

Đáp án C.

Ta có độ lệch pha của hai dao động: \(\Delta \varphi {\rm{\;}} = \pi \)

\( \Rightarrow \) Hai dao động ngược pha nhau

Đáp án C.

Chu kì dao động của con lắc lò xo:

\(T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} {\rm{\;}} = 2\pi \sqrt {\frac{{0,4}}{{100}}} {\rm{\;}} = 0,4s\)

Đáp án B.

Khoảng cách giữa bụng và nút gần nhất trong sóng dừng là \(\frac{\lambda }{4}\)

Đáp án A.

A - đúng

B – sai: Li độ dao động dạng hàm sin (cos)

C – sai: Quỹ đạo chuyển động của vật là một đoạn thẳng

D – sai: Lực kéo về tỉ lệ với li độ: \({F_{kv}} = {\rm{\;}} - k{\rm{x}}\)

Đáp án A.

Khoảng cách giữa 2 điểm trên phương truyền sóng gần nhau nhất và dao động cùng pha với nhau là bước sóng.

Đáp án D.

Ta có, cơ năng của con lắc lò xo: \({\rm{W}} = \frac{1}{2}k{{\rm{A}}^2}\)

\( \Rightarrow \) B - đúng

Đáp án B.

Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì.

Đáp án D.

A – sai vì sóng ngang là sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng

B – sai vì sóng âm không truyền được trong chân không.

C – sai vì sóng dọc là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng

D - đúng

Đáp án D.

Ta có, chu kì dao động của con lắc đơn:

\(T = 2\pi \sqrt {\frac{l}{g}} {\rm{\;}} = 2\pi \sqrt {\frac{1}{{{\pi ^2}}}} {\rm{\;}} = 2{\rm{s}}\)

Đáp án B.

Ta có thể tổng hợp 2 dao động điều hòa khi hai dao động có cùng phương, cùng tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

Đáp án B.

Đáp án C

Điều kiện có sóng dừng trên sợi dây một đầu cố định, một đầu tự do:

\(l = \left( {2k + 1} \right)\frac{\lambda }{4} \Rightarrow \lambda {\rm{ \;}} = \frac{{4l}}{{\left( {2k + 1} \right)}} = \frac{{4.100}}{5} = 80cm\)

Đáp án D.

A – đúng

B – sai vì ở vị trí cân bằng chất điểm có độ lớn vận tốc cực đại và gia tốc bằng không.

C – sai vì ở vị  trí biên chất điểm có vận tốc bằng không và độ lớn gia tôc cực đại.

D – sai vì ở vị trí biên chất điểm có vận tốc bằng không và độ lớn gia tôc cực đại.

Đáp án A.

Ta có, \(l = k\frac{\lambda }{2}\) \( \Leftrightarrow 1 = 2\frac{\lambda }{2} \Rightarrow \lambda {\rm{\;}} = 1m\)

Đáp án A.

Ta có: \(l = k\frac{\lambda }{2} \Leftrightarrow 0,8 = 4\frac{\lambda }{2} \Rightarrow \lambda {\rm{\;}} = 0,4m\)

Lại có: \(v = \lambda f = 0,4.50 = 20m/s\)

Đáp án B.

Đáp án D

Tần số của sóng: \(f = \frac{v}{\lambda } = \frac{{100}}{{0,25}} = 400H{\rm{z}}\)

Đáp án A.

Tại thời điểm t: \(x = Aco{\rm{s}}\left( {\omega t + \varphi } \right) = 5cm\) (1)

Tại thời điểm \(t + \frac{T}{4}\):

\({x_1} = Aco{\rm{s}}\left( {\omega \left( {t + \frac{T}{4}} \right) + \varphi } \right) = Aco{\rm{s}}\left( {\omega t + \varphi {\rm{\;}} + \frac{\pi }{2}} \right)\)

Vận tốc khi đó:

\(\begin{array}{*{20}{l}}{{v_1} = A\omega co{\rm{s}}\left( {\omega t + \varphi {\rm{\;}} + \frac{\pi }{2} + \frac{\pi }{2}} \right)}\\{{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu}  = {\rm{\;}} - A\omega co{\rm{s}}\left( {\omega t + \varphi } \right) = {\rm{\;}} - 50cm/s}\end{array}\)  (2)

Từ (1) và (2) ta suy ra: \(\omega {\rm{\;}} = 10\left( {ra{\rm{d}}/s} \right)\)

Lại có: \(\omega {\rm{\;}} = \sqrt {\frac{k}{m}} {\rm{\;}} \Rightarrow m = \frac{k}{{{\omega ^2}}} = \frac{{100}}{{{{10}^2}}} = 1kg\)

Đáp án B.

Ta có: Các điểm dao động cùng biên độ và cách đều nhau.

Ta có:

+ Các điểm bụng: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{A = {A_b}}\\{\Delta d = \frac{\lambda }{2}}\end{array}} \right.\)

+ Các điểm dao động: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{A = \frac{{{A_b}}}{{\sqrt 2 }}}\\{\Delta d = \frac{\lambda }{4}}\end{array}} \right.\)

Do \({A_2} > {A_1} \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{d_2} = \frac{\lambda }{2}}\\{{d_1} = \frac{\lambda }{4}}\end{array}} \right. \Rightarrow {d_2} = 2{d_1}\)

Đáp án B.

+ Bước sóng: \(\lambda {\rm{\;}} = \frac{v}{f} = \frac{{30}}{{10}} = 3cm\)

+ Tại M: \({d_2} - {d_1} = 13,5 - 10,5 = 3cm = \lambda \)

\( \Rightarrow M\) là cực đại bậc 1

\( \Rightarrow \) Biên độ dao động tại M là: \(A = 4mm\)

Đáp án B.

Ta có:

+ Tại A: \({T_A} = 2\pi \sqrt {\frac{l}{{{g_A}}}} {\rm{\;}} = 2{\rm{s}}\)

+ Tại B: \({T_B} = 2\pi \sqrt {\frac{l}{{{g_B}}}} {\rm{\;}} = \frac{{201}}{{100}}s\)

\( \Rightarrow \frac{{{T_A}}}{{{T_B}}} = \sqrt {\frac{{{g_B}}}{{{g_A}}}} {\rm{\;}} = \frac{2}{{\frac{{201}}{{100}}}} = \frac{{200}}{{201}} \Rightarrow \frac{{{g_B}}}{{{g_A}}} = 0,99\)

\( \Rightarrow \) gia tốc trọng trường tại B giảm 1% so với tại A

Đáp án C.

Ta có: \(l = \left( {2k + 1} \right)\frac{v}{{4f}} \Rightarrow f = \frac{{\left( {2k + 1} \right)v}}{{4l}}\)

Khi thay đổi tần số sóng trên dây để có sóng dừng người ta thấy \({f_1} = 48{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} Hz;{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {f_2} = 80{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} Hz\) là hai tần số liên tiếp cho sóng dừng trên dây nên ta có:

\(\frac{{{f_1}}}{{{f_2}}} = \frac{{2k + 1}}{{2k + 3}} = \frac{3}{5} \Rightarrow k = 1 \Rightarrow l = \frac{v}{{64}}\)

Khi f₂ = 80 Hz thì:

\(\frac{v}{{64}} = \left( {2k + 1} \right)\frac{v}{{4.80}} \Rightarrow k = 2\)

→ Trên dây có 3 bụng sóng.

Đáp án B.

Khoảng cách giữa AB là:

\(AB = 10cm = \frac{\lambda }{4} \Rightarrow \lambda {\rm{ \;}} = 40\left( {cm} \right)\)

Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp phần tử dao động tại I và B có cùng li độ là:

\(\frac{T}{2} = 0,05s \Rightarrow T = 0,1\left( s \right)\)

Tần số của sóng là:

\(f = \frac{1}{T} = \frac{1}{{0,1}} = 10\left( {Hz} \right)\)

Tốc độ truyền sóng là:

\(v = \lambda .f = 0,4.10 = 4{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {m/s} \right)\)

Đáp án A.

Để trên dây có sóng dừng thì chiều dài dây thoả mãn:

\(l = \frac{{k\lambda }}{2} = \frac{{kv}}{{2f}}\)

Trên dây có tất cả 4 nút → k = 3

Biết khoảng thời gian giữa ba lần liên tiếp với sợi dây duỗi thẳng là:

\(T = 0,1 \Rightarrow f = \frac{1}{T} = 10{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {Hz} \right)\)

Tốc độ truyền sóng trên dây là:

\(v = \frac{{2lf}}{k} = \frac{{2.1,2.10}}{3} = 8{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {m/s} \right)\)

Đáp án C