Cảnh báo
Bạn cần đăng nhập mới làm được đề thi này
Một chất điểm thực hiện dao động điều hòa với chu kì T = 3,14s và biên độ A = 1 cm. Tại thời điểm chất điểm đi qua vị trí cân bằng thì vận tốc của nó có độ lớn bằng
Khi qua VTCB, vận tốc của vật đạt cực đại \(\Rightarrow v_{max} = \omega A = \frac{2\pi}{T} A = 2 (cm/s)\)
Một vật dao động điều hoà trên trục Ox, trong 2 s đầu nó thực hiện được 5 dao động và đi được quãng đường 1 m. Biết toạ độ ban đầu của vật là x = 5 cm, phương trình dao động của vật là
Phương trình tổng quát: \(x = A\cos(\omega t +\varphi)\)
+ Quãng đường khi vật thực hiện 5 dao động: S = 5.4A = 100 cm \(\Rightarrow\) A = 5cm.
+ Tần số: f = 5/2 = 2,5 Hz \(\Rightarrow \omega = 2\pi f = 2\pi.2,5 = 5\pi \ (rad/s)\)
+ t= 0 khi vật có x0=5 nên vật đang ở biên độ dương \(\Rightarrow \varphi = 0\)
Vậy phương trình dao động: \(x=5\cos(5\pi t) \ (cm)\)
Một dây đàn hồi rất dài có đầu A dao động với tần số f theo phương vuông góc với sợi dây với tốc độ truyền sóng v = 20 m/s. Hỏi tần số f phải có giá trị nào để một điểm M trên dây và cách A một đoạn 1m luôn luôn dao động cùng pha với A. Cho biết tần số f thỏa mãn\(20 Hz \leq f \leq 45 Hz\)
Điểm M dao động cùng pha với A khi \(\varphi_A-\varphi_M=k2\pi \Rightarrow 2\pi.\frac{d}{\lambda}=k2\pi \Rightarrow \lambda = \frac{d}{k} \Rightarrow f = \frac{v.k}{d}. \)
\(20 Hz \leq f \leq 45 Hz \\ \Rightarrow 20 \leq \frac{v.k}{d}\leq 45 \Rightarrow \frac{20.d}{v} \leq k \leq \frac{45.d}{v} \Rightarrow \frac{20.1}{20} \leq k \leq \frac{45.1}{20} \Rightarrow 1\leq k\leq 2.25 \Rightarrow k =1,2. \)
\(k =1 \Rightarrow f_1 = \frac{v.k}{d}=\frac{20.1}{1}=20Hz.\\ k=2 \Rightarrow f_2 = \frac{v.k}{d}=\frac{20.2}{1}=40Hz.\\\)
Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T. Gọi \(v_{tb}\) là tốc độ trung bình của chất điểm trong một chu kì, \(v\) là tốc độ tức thời của chất điểm. Trong một chu kì, khoảng thời gian mà \(v\geq {\frac\pi 4}v_{tb} \) là:
Tốc độ trung bình trong một chu kì: \(v_{tb} = \frac{S}{t} = \frac{4A}{T} = \frac{4A}{2\pi/\omega}= \frac{4A\omega}{2\pi}=\frac{2v_{max}}{\pi} \)
\(v>\frac{\pi}{4}v_{tb}\Rightarrow v >\frac{\pi}{4}.\frac{2v_{max}}{\pi} \Rightarrow v>\frac{v_{max}}{2}\)
Biểu diễn vận tốc bằng véc tơ quay ta được:
Góc quay tương ứng: 2.60 = 1200
Thời gian: t = 120/360 . T = T/3
Chú ý: Nhiều bạn nhầm lẫn v là độ lớn vận tốc (tốc độ), ở bài này v là tốc độ tức thời.
Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình \(x=3\sin(5\pi t + \frac \pi 6)\)(x tính bằng cm và t tính bằng giây). Trong một giây đầu tiên từ thời điểm t=0, chất điểm đi qua vị trí có li độ \(x=-1cm\) là:
\(x=3\sin(5\pi t + \frac \pi 6) = 3\cos(5\pi t - \frac{\pi}{3}) \)(cm)
Tần số: f = 2,5Hz
Biểu diễn bằng véc tơ quay ta có:
Véctơ quay xuất phát từ M, quay 2,5 vòng (ứng với 2,5Hz), khi đó, hình chiếu véc tơ quay qua -1cm là 5 lần.
Do vậy dao động qua li độ -1cm 5 lần trong 1s đầu tiên.
Kết luận nào sau đây không đúng? Đối với một chất điểm dao động cơ điều hoà với tần số f thì
Hai nguồn sóng S1S2 cùng phương, cùng pha và cùng biên độ, cách nhau 25 cm phát sóng có tần số f = 40 Hz vận tốc truyền sóng v = 2 m/s. Số gợn giao thoa cực tiểu và số giao thoa cực đại trên đoạn S1S2 là
\(\lambda = v/f = 5cm.\)
\(\triangle \varphi = 0.\)
Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn S1S2:
\(-AB < d_2-d_1 < AB \Rightarrow -AB < (k+\frac{\triangle\varphi)}{2 \pi}\lambda < AB \\ \Rightarrow - 25 < k \lambda < 25 \\ \Rightarrow -5 < k < 5 \Rightarrow k = -4,...0,1...4.\)
Có 9 điểm.
Số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn S1S2:
\(-AB < d_2-d_1 < AB \Rightarrow -AB < (2k+1+\frac{\triangle\varphi}{\pi})\frac{\lambda}{2} < AB \\ \Rightarrow -25 < (2k+1)\lambda/2 < 25 \\ \Rightarrow -5,5 < k < 4,5 \Rightarrow k = -5,-4,..0,1,..4.\)
Có 10 điểm.
Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m, vật nặng có khối lượng m = 100 g treo vào giá cố định. Con lắc dao động điều hoà với biên độ \(A = 2\sqrt2 cm\) theo phương thẳng đứng. Lấy \(g = 10 m/s^2, \pi^2=10\). Tại vị trí lò xo giãn 3 cm thì vận tốc của vật có độ lớn là
\(\Delta l = \frac{mg}{k} = 0,01m = 1cm ; \omega^2 =\frac{k}{m} = 1000.\)
Vị trí lò xo dãn 3 cm tức là \(x+\Delta l = 3cm => x = 2cm.\)
\(A^2 = x^2 +\frac{v^2}{\omega^2}\)=> \(v^2 = (A^2-x^2)\omega^2 = 0,4.=> v = \frac{2}{\pi} m/s = 20\pi (cm/s).\)
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Kích thích cho con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Chu kì và biên độ dao động của con lắc lần lượt là 0,4 s và 8 cm. Chọn trục x’x thẳng đứng chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian t = 0 khi vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Lấy gia tốc rơi tự do \(g = 10 m/s^2\) và \(\pi^2=10\). Thời gian ngắn nhất kẻ từ khi t = 0 đến khi lực đàn hồi của lò xo có độ lớn cực tiểu là
\(T = 2\pi \sqrt{\frac{\Delta l }{g}} => \Delta l = \frac{T^2}{4} = 0,04m = 4cm.\)
=> \(\Delta l < A\). Lò xo dao động như hình vẽ.
Lực đàn hồi của lò xo đạt giá trị cực tiểu khi \(F_{min}= 0N\) tại vị trí lò xo không dãn. (li độ \(x = -\Delta l = -4cm.\))
Dùng đường tròn.
Vị trí ban đầu là điểm \(Q\) (vì vật ở vị trí cân bằng và chuyển động theo chiều dương của trục x)
Đi từ \(Q\)đến vị trí có lực đàn hồi cực tiểu lần đầu tiên là điểm \(N\).
Thời gian đi cung \(Q \rightarrow N\) là \(t = \frac{\varphi}{\omega} = \frac{\pi+\pi/6}{2\pi/T} = \frac{7T}{12} = \frac{7}{30}s.\)
Một con lắc lò xo treo vào một điểm cố định, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với chu kì 1,2 s. Trong một chu kì, nếu tỉ số của thời gian lò xo giãn với thời gian lò xo nén bằng 2 thì thời gian mà lực đàn hồi ngược chiều lực kéo về là
Trong một chu kì:
Lò xo giãn: \(A \rightarrow N; P \rightarrow A.\)
Lò xo nén: \(N \rightarrow P.\)
Lực đàn hồi cùng chiều với lực kéo về: \(A \rightarrow M; N \rightarrow P; Q \rightarrow A.\)
Lực đàn hồi ngược chiều với lực kéo về: \(M \rightarrow N; P \rightarrow Q.\)
Tỉ số thời gian giãn cho thời gian nén là \(\frac{t_{d}}{t_n}=2.(1)\)
Nhìn trên hình vẽ ta có thấy:
Thời gian ngược chiều (\(M \rightarrow N; P \rightarrow Q\)) + Thời gian nén ( \(N \rightarrow P\)) = \(\frac{T}{2}\) (chính là thời gian đi nửa cung hình tròn)
=> \(t_{nc}+t_n= \frac{T}{2}.(2)\)
=> \(t_d = t_{nc}+\frac{T}{2}.(3)\)
Thay (3) vào (1) ta được
\(\frac{t_{nc}+\frac{T}{2}}{t_n}=2\) => \(t_{nc} = 2t_n-\frac{T}{2}. \) Thay vào (2) ta được: \(3t_n = T=> t_n = 0,4s.\)
Thay giá trị \(t_n = 4s\) vào (2) ta được \(t_{nc} = 0,6-0,4 = 0,2s.\)
Kéo con lắc đơn có chiều dài \(l= 1m\) ra khỏi vị trí cân bằng một góc nhỏ so với phương thẳng đứng rồi thả nhẹ cho dao động. Khi đi qua vị trí cân bằng, dây treo bị vướng vào một chiếc đinh đóng dưới điểm treo con lắc một đoạn \(36cm\). Lấy \(g = 10m/s^2\). Chu kì dao động của con lắc là
Chiều dài của con lắc bị giảm khi vướng vào đinh => \(T _1 = 2\pi \sqrt{\frac{l_1}{g}} = 2\pi \sqrt{\frac{1-0,36}{10}} = 1,6 s.\)
Hai vật dao động điều hòa dọc theo các trục song song với nhau. Phương trình dao động của các vật lần lượt là x1 = A1cosωt (cm) và x2 = A2sinωt (cm). Biết \(64x_1^2+36x_2^2=48^2\) (cm2). Tại thời điểm t, vật thứ nhất đi qua vị trí có li độ x1 = 3cm với vận tốc v1 = -18 cm/s. Khi đó vật thứ hai có tốc độ bằng
Tại thời điểm $t$ là 0,5 s, cường độ dòng điện xoay chiều qua mạch bằng 4 A, đó là cường độ
Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V, tần số 50 Hz vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm $L$ thì giá trị cực đại của cường độ dòng điện trong đoạn mạch bằng 1 A. Giá trị của $L$ bằng
\(I_0=\frac{U_0}{Z_L}=\frac{U_0}{2\pi fL}\Rightarrow L=\frac{U_0}{2\pi f.I_0}=\frac{220\sqrt{2}}{2\pi.50.1}=0,99H\)
Đặt điện áp \(u = U_0\cos\omega t\) vào hai đầu cuộn cảm thuần có độ tự cảm $L$. Tại thời điểm điện áp giữa hai đầu cuộn cảm có độ lớn cực đại thì cường độ dòng điện qua cuộn cảm bằng
Một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm \(L=\frac{1}{2\pi}\) H, mắc nối tiếp với tụ điện \(C = 31,8 \) \(\mu\)F. Điện áp giữa hai đầu cuộn dây có dạng \(u_L = 100\cos(100\pi t +\pi /6) \) (V). Biểu thức cường độ dòng điện có dạng
\(Z_L=\omega L=200\Omega\)
\(Z_C=\frac{1}{\omega C}=100\Omega\)
Tổng trở: \(Z=\left|Z_L-Z_C\right|=100\Omega\)
Dòng điện cực đại: \(I_0=\frac{U_0}{Z}=1A\)
Do \(Z_L>Z_C\)nên i trễ pha \(\frac{\pi}{2}\)so với u.
Vậy: \(i = \cos(100\pi t -\pi /3) (A).\)
Đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần $R$, cuộn dây thuần cảm (cảm thuần) $L$ và tụ điện $C$ mắc nối tiếp. Kí hiệu \(u_R \), \(u_L \), \(u_C\) tương ứng là hiệu điện thế tức thời ở hai đầu các phần tử $R, L$ và $C$. Quan hệ về pha của các hiệu điện thế này là
Đặt điện áp \(u = 220\sqrt2\cos 100\pi t \) (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở \(20\) \(\Omega\), cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(\frac {0,8}{\pi} \) H và tụ điện có điện dung \(\frac {10^{-3}}{6\pi}\) F. Khi điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở bằng \(110\sqrt3 \) V thì điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm có độ lớn là
Đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm một điện trở \(R < 50\Omega\), cuộn thuần cảm kháng \(Z_L = 30\Omega\) và một dung kháng \(Z_C = 70\Omega \), đặt dưới điện áp hiệu dụng \(U = 200V\), tần số \(f\). Biết công suất mạch \(P = 400W\), điện trở R có giá trị là
Dòng điện có cường độ \(i=2\sqrt2\cos100\pi t(A)\) chạy qua điện trở thuần \(100 \Omega\). Trong 30 giây, nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở là
Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở
\(Q=I^2Rt=2^2.100.30=12000J=12kJ\)
Một dòng điện xoay chiều đi qua điện trở \(R = 25\) \(\Omega\) trong thời gian 2 phút thì nhiệt lượng toả ra là $Q = 6000$ J. Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là
Nhiệt lượng tỏa ra: \(Q=P.t=I^2R.t\)
\(\Rightarrow I=\sqrt{\frac{Q}{Rt}}=\sqrt{\frac{6000}{25.2.60}}=\sqrt{2}A\)
Khi trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp có cộng hưởng điện thì kết quả nào sau đây là không đúng?
Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Điện áp hai đầu đoạn mạch là \(u=100\sqrt2\sin100\pi t(V)\). Bỏ qua điện trở của dây nối. Biết cường độ dòng điện hiệu dụng bằng \(\sqrt3 A\) và lệch pha \(\frac{\pi}{3}\) so với điện áp trên đoạn mạch. Giá trị của R và C là:
Một điện trở thuần R mắc nối tiếp với tụ điện C và đặt vào một hiệu điện thế AC có giá trị hiệu dụng \(120V\). Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là \(60\sqrt2 V\). Độ lệch pha giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch là:
Đặt một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng \(U = 100V\) vào hai đầu đoạn mạch \(RLC\) nối tiếp, cuộn dây thuần cảm kháng, \(R\) có giá trị thay đổi được. Điều chỉnh \(R\) ở hai giá trị \(R_1\) và \(R_2\) sao cho \(R_1 + R_2 = 100\Omega\) thì thấy công suất tiêu thụ của đoạn mạch ứng với hai trường hợp này như nhau. Công suất này có giá trị là
Áp dụng công thức: \(R_1+R_2=\frac{U^2}{P}\)
\(\Rightarrow P=\frac{U^2}{R_1+R_2}=\frac{100^2}{100}=100W\)
Cho mạch điện \(RLC\) nối tiếp. Cuộn dây không thuần cảm có \(L = \frac{1,4}{\pi}H\) và \(r = 30\Omega\); tụ có \(C = 31,8\mu F\). \(R\) là biến trở. Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức: \(u = 100\sqrt2\cos(100\pi t)(V)\). Công suất của mạch cực đại khi điện trở có giá trị bằng:
\(Z_L=140\Omega\)
\(Z_L=100\Omega\)
R thay đổi để P mạch cực đại khi \(R+r=\left|Z_L-Z_C\right|\Leftrightarrow R+30=\left|140-100\right|\Leftrightarrow R=10\Omega\)
Bonus: \(P_{max}=\frac{U^2}{2\left(R+r\right)}=\frac{100^2}{2\left(10+30\right)}=125W\)
Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần \(R_1 = 40\Omega\) mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung \(C=\frac{10^{-3}}{4\pi}F\), đoạn mạch MB gồm điện trở thuần \(R_2\) mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần. Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi thì điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch AM và MB lần lượt là: \(u_{AM}=50\sqrt2\cos(100\pi t - \frac{7\pi}{12})(V)\) và \(u_{MB}=150\cos100\pi t(V)\) . Hệ số công suất của đoạn mạch AB là
Khi thay đổi kích thích ban đầu thì đại lượng nào sau đây thay đổi
Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo độ cứng k, khối lượng vật m với biên độ A. Mối liên hệ giữa vận tốc và li độ của vật ở thời điểm t là :
Ứng dụng quan trọng nhất của con lắc đơn là
Một đứa bé chơi đánh đu, ngồi trên tấm ván của chiếc đu, người mẹ đẩy một cách tuần hoàn theo cùng một cách, người mẹ thấy biệ độ của đu ngày càng tăng nhanh. Đây là:
Biên độ dao động cưỡng bức không phụ thuộc
Chọn câu đúng. Hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số, có độ lệch pha \(\Delta\varphi\) . Biên độ của hai dao động lần lượt là \(A_1\) và \(A_2\). Biên độ của dđ tổng hợp A có giá trị :
Trong hiện tượng sóng trên mặt nước do một nguồn sóng gây ra, nếu gọi bước sóng là \(\lambda\), thì khoảng cách giữa n vòng tròn sóng liên tiếp nhau sẽ là:
Một sóng cơ truyền trong một môi trường với tần số 10Hz, tốc độ truyền sóng là 80cm/s. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên một phương truyền sóng dao động vuông pha là
Nguồn sóng ở O dao động với tần số 20Hz, dao động truyền đi với tốc độ 80cm/s trên phương Oy. Trên phương này có hai điểm P và Q với PQ = 15cm. Cho biên độ a và biên độ không đổi khi sóng truyền. Nếu tại thời điểm nào đó P có li độ bằng a thì li độ tại Q là:
Sợi dây AB dài 1m đầu a cố định, đầu B gắn vào một cần rung có tần số thay đổi được và được xem là nút sóng. Ban đầu trên dây đang xảy ra sóng dừng, nếu tăng tần số lên 50Hz thì số nút trên dây tăng thêm 8 nút. Tốc độ truyền sóng trên dây là:
Một nguồn âm đẳng hướng phát ra từ O. Gọi A, B là hai điểm nằm trên cùng một phương truyền cùng phía so với O. Mức cường độ âm tại A và B lần lượt là 50 dB và 30 dB. Coi môi trường không hấp thụ âm, cường độ âm tại trung điểm M của AB có giá trị
Tại một điểm M cách nguồn âm O một khoảng \(r_M\) = 2m có mức cường độ là 60 dB. Mức cường độ âm tại N cách O một khoảng \(r_N\) = 8m (coi sóng âm là sóng cầu và năng lượng không bị môi trường hấp thu) bằng
Ở mặt chất lỏng có 2 nguồn kết hợp đặt tại A và B dao động điều hoà, cùng pha theo phương thẳng đứng. Ax là nửa đường thẳng nằm ở mặt chất lỏng và vuông góc với AB. Trên Ax có những điểm mà các phần tử ở đó dao động với biên độ cực đại, trong đó M là điểm xa A nhất, N là điểm kế tiếp với M, P là điểm kế tiếp với N và Q là điểm gần A nhất. Biết MN = 22,25 cm; NP = 8,75 cm. Độ dài đoạn QA gần nhất với giá trị nào sau đây?
Ta thấy trên nửa đường thẳng thẳng kẻ từ A và vuông góc với AB có 4 điểm theo thứ tự M, N, P, Q dao động với biên độ cực đại, nên trên AB có 9 điểm dao động với biên độ cực đai với - 4 ≤ k ≤ 4 ( d2 – d1 = kλ)
Cực đại tại M, N, P, Q ứng với k = 1; 2; 3; 4
Đặt AB = a
Tại C trên Ax là điểm dao động với biên độ cực đại:
CB – CA = kλ (*)
CB2 – CA2 = a2 → (CB + CA) (CB – CA) = a2
CB + CA = \(\dfrac{a^2}{k.\lambda}\)(**)
Từ (*) và (**) suy ra \(CA=\dfrac{a^2}{2k.\lambda}-\dfrac{k}{2}\lambda\)
Tại M: ứng với k = 1: MA = \(\dfrac{a^2}{2\lambda}\)- 0,5λ (1)
Tại N: ứng với k = 2: NA = \(\dfrac{a^2}{4\lambda}\)- λ (2)
Tại P: ứng với k = 3: PA = \(\dfrac{a^2}{6\lambda}\) - 1,5 λ (3)
Tại Q: ứng với k = 4: QA = \(\dfrac{a^2}{8\lambda}\) - 2 λ (4)
Lấy (1) – (2) : MN = MA – NA = \(\dfrac{a^2}{4\lambda}\) + 0,5λ = 22,25 cm (5)
Lấy (2) – (3) : NP = NA – PA = \(\dfrac{a^2}{12\lambda}\) + 0,5λ = 8,75 cm (6)
Lấy (5) - (6) → \(\dfrac{a^2}{\lambda}\) = 81 (cm) và λ = 4 cm .
Thế vào (4) → QA = 2,125 cm.