Trắc nghiệm Vật lý (kèm đáp án)

Câu 1. Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 1 kg và lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m được treo thẳng đứng vào một điểm cố định. Vật được đặt trên một giá đỡ D. Ban đầu giá đỡ D đứng yên và lò xo dãn 1 cm. Cho D chuyển động nhanh dần đều thẳng đứng xuống dưới với gia tốc a = 1 m/s2. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản, lấy g = 10 m/s2. Sau khi rời khỏi giá đỡ, vật m dao động điều hoà với biên độ xấp xỉ bằng A. 6,08 cm. B. 9,80 cm. C. 4,12 cm. D. 11,49 cm. Giải: + Độ dãn của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng: l = mg/k = 10cm. + Khi vật dao động điều hòa thì li độ x của vật mà gia tốc là 100cm/s là: x = = 1cm ứng với lò xo dãn 9cm hoặc 11cm. + Lúc đầu vật chuyển động cùng với giá đỡ D với gia tốc a = 100cm/s từ phía trên VTCB xuống, đến khi lò xo dãn 9cm hay li độ 1cm thì gia tốc của vật bắt đầu giảm nên tách khỏi giá. + Xét chuyển động nhanh dần đều cùng giá trên đoạn đường s = 8cm trước khi vật rời giá D: 2as = v2 v = 40cm/s. + Biên độ A = = cm = 4,12cm Câu 2. Một lò xo nhẹ độ cứng k = 20N/m đặt thẳng đứng, đầu dưới gắn cố định, đầu trên gắn với 1 cái đĩa nhỏ khối lượng M = 600g, một vật nhỏ khối lượng m = 200g được thả rơi từ độ cao h = 20cm so với đĩa, khi vật nhỏ chạm đĩa thì chúng bắt đầu dao động điều hòa, coi va chạm hoàn toàn không đàn hồi. Chọn t = 0 ngay lúc va chạm, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng của hệ vật M + m, chiều dương hướng xuống. Phương trình dao động của hệ vật là. A. B. C. D. Giải: + Khi chỉ có đĩa M thì trạng thái cân bằng lò xo nén: + Khi có hệ M + m thì vị trí cân bằng lò xo nén; + Khi xảy ra va chạm thì hệ M+m đang ở li độ = 10cm + Vận tốc của m ngay trước khi va chạm là: = 2m/s. + Bảo toàn động lượng cho hệ hai vật trong thời gian va chạm ta có: = 0,5m/s + Tần số góc: = 5(rad/s). Biên: = 10cm. + t0 = 0 có: và v0 > 0(chiều dương hướng xuống) = ­ Câu 3. Con lắc lò xo treo thẳng đứng, tại vị trí cân bằng lò xo dãn Δl. Kích thích để quả nặng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với cho kì T. Trong một chu kỳ khoảng thời gian để trọng lực và lực đàn hồi tác dụng vào vật cùng chiều với nhau là . Biên độ dao động của vật là A. Δl. B. 2.Δl. C. Δl. D. 1,5.Δl. GIẢI: + trọng lực và lực đàn hồi tác dụng vào vật cùng chiều với nhau khi lò xo bị nén. Trg 1 chiều chuyển động thời gian nén là T/8 => A/ = l => A = Δl. ĐÁP ÁN C Câu 4. Một toa xe trượt không ma sát trên một đường dốc xuống dưới, góc nghiêng của dốc so với mặt phẳng nằm ngang là = 300. Treo lên trần toa xe một con lắc đơn gồm dây treo chiều dài l = 1(m) nối với một quả cầu nhỏ. Trong thời gian xe trượt xuống, kích thích cho con lắc dao động điều hoà với biên độ góc nhỏ. Bỏ qua ma sát, lấy g = 10m/s2. Chu kì dao động của con lắc là A. 2,315s B. 2,809s C. 2,135s D. 1,987s + Khi trượt không ma sát xuống hay lên thì lực quán tính luôn hướng lên () = 90 + + Gia tốc trọng trường hiệu dụng + Chu kì con lắc: Câu 5. Hai chất điểm chuyển động trên quỹ đạo song song sát nhau, cùng gốc tọa độ với các phương trình x1 = 3cos( t)(cm) và x2 = 4sin( t)(cm). Khi hai vật ở xa nhau nhất thì chất điểm 1 có li độ bao nhiêu? A. 1,8cm B. 0 C. 2,12cm. D. 1,4cm. Giải: Cách 1: Phương pháp giản đồ. + Khoảng cách hai chất điểm là hình chiếu của hai đầu mút A1A2 xuống Ox. Và khoảng cách này cực đại khi A1A2 song song với Ox như hình vẽ. + Theo hệ thức lượng trong tam giác ta có: = 1,8cm. Cách 2: Phương pháp đại số. + Khoảng cách hai chất điểm d = |x1 ­ x2| = 5|cos( t + )|cm. Khoảng cách này cực đại dmax = 5cm ( t + ) = 1 t = ­ + k + Li độ của chất điểm 1 là: x1 = 3cos( t) = 3. ( 0,6) = 1,8cm. Câu 6. Một con lắc lò xo đặt nằm ngang gồm vật M có khối lượng 400g và lò xo có hệ số cứng 40N/m đang dao động điều hòa xung quanh vị trí cân bằng với biên độ 5cm. Khi M qua vị trí cân bằng người ta thả nhẹ vật m có khối lượng 100g lên M (m dính chặt ngay vào M), sau đó hệ m và M dao động với biên độ A. B. 4,25cm C. D. Giải: Tần số góc của con lắc: = == 10 rad/s. Tốc độ của M khi qua VTCB v = A = 50 cm/s Tốc độ của (M + m) khi qua VTCB v’ = = 40 cm/s Tần số góc của hệ con lắc: ’ = == rad/s. Biên độ dao động của hệ: A’ = = 2 cm. Đáp án A Câu 7. Một con lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 40 (N/m), một đầu gắn vào giá cố định, đầu còn lại gắn vào vật nhỏ có khối lượng m = 100(g). Ban đầu giữ vật sao cho lò xo nén 4,8 cm rồi thả nhẹ. Hệ số ma sát trượt và ma sát nghỉ giữa vật và mặt bàn đều bằng nhau và bằng 0,2; lấy g = 10 (m/s2) Tính quãng đường cực đại vật đi được cho đến lúc dừng hẳn. A. 23 cm B. 64cm C. 32cm D. 36cm Giải: Độ giảm biên độ sau mỗi lần vật qua VTCB: ∆A = = 0,01m = 1cm Lúc đầu vật có biên độ A0 = 4,8 cm. Sau 4 lần vật qua VTCB sau lần đó vật có li độ lớn nhất x0 = ­ 0,8cm, vật quay hướng về vị trí cân bằng và dừng lai ở vị trí có tọa độ x = ­ 0,2cm. Ta có điều này theo cách tính sau: ­ = ­ mg(x – x0) ­­­­> = ­ mg(x – x0) ­­­­­> = ­ mg ­­­­> x = ­ ­ x0 = ­ 1 + 0,8 = ­ 0,2 cm Do đó tổng quãng đường mà vật đã đi được cho đến khi dừng hẳn là: S = 4,8 + 2.3,8 + 2.2,8 + 2.1,8 + 2. 0,8 – 0,2 = 23cm. Đáp án A Hoặc ta có thể tính S theo cách sau: Vật dùng lai ở li đô x = ­ 0,2cm Gọi S là tổng quãng đường vật đã đi, ta có: ­ = mgS S = = 0,23m = 23cm. Chọn đáp án A Hoặc ta có thể tính nhanh gần đúng: Gọi S là tổng quãng đường vật đã đi được thì toàn bộ năng lượng ban đầu của con lắc lò xo biến thành công của lực ma sát: = mgS ­­­­­> S = = = 0,2304m = 23,64 cm. Đáp án A Câu 8. Một con lắc lò xo nằm ngang có độ cứng k = 20N/m, khối lượng của vật m = 40g. Hệ số ma sát giữa mặt bàn và vật là 0,1 lấy g = 10m/s2, đưa vật tới vị trí mà lò xo nén 5cm rồi thả nhẹ. (Chọn gốc O là vị trí vật khi lò xo chưa bị biến dạng, chiều dương theo chiều chuyển động ban đầu) Quãng đường mà vật đi được từ lúc thả đến lúc véc tơ gia tốc đổi chiều lần thứ 2 là A. 30cm. B. 29,2cm. C. 14cm. D. 29cm. Giải: Gia tốc của vật bằng 0 khi Fđh = Fmstức là * khi vật chuyển động theo chiều dương a = 0 khi x = ­ = ­ 0,2cm (điểm M1) * khi vật chuyển động theo chiều âm a = 0 khi x = = 0,2cm (điểm M2) Quãng đường mà vật đi được từ lúc thả đến lúc véc tơ gia tốc đổi chiều lần thứ 2 là S = M0O + OM + MM2 Độ giảm biên độ dao động mỗi khi vật qua VTCB: ∆A = = 0,4 cm Do đó : O1M = M0O ­ ∆A = 5 – 0,4 = 4,6 cm; MM2 = 4,6 – 0,2 = 4,4cm ­­­­­> S = 5 + 4,6 + 4,4 = 14 cm . Đáp án C Câu 9. Hai con lắc lò xo giống nhau, độ cứng của lò xo k =100 (N/m), khối lượng vật nặng 100g , hai vật dao động điều hòa dọc theo hai đường thẳng song song liền kề nhau (vị trí cân bằng của hai vật chung gốc tọa độ) với biên độ dao động A1 = 2A2. Biết 2 vật gặp nhau khi chúng đi qua nhau và chuyển động ngược chiều nhau. Lấy 2 = 10. Khoảng thời gian giữa 2013 lần liên tiếp hai vật gặp nhau là: A. 201,2 s. B. 202,1 s C. 402,6 s. D. 402,4 s Giải: Chu kì của hai dao động T = 2 = 2 = 0,2 (s) Coi hai vật chuyển đông tròn đều với cùng chu kì trên hai đường tròn bán kính R1 = 2R2 Hai vật gặp nhau khi hình chiếu lên phương ngang trùng nhau và một vật ở phía trên , một vật ở phía dưới Giả sử lần đầu tiên chúng gặp nhau khi vật 1 ở M1; vật 2 ở N1 Khi đó M1N1 vuông góc với Ox. Lần găp nhau sau đó ở M2 và N2 Khi đó M2N2 cũng vuông góc với Ox. và góc N1OM1 = góc N2OM2 Suy ra M1N1 và M2N2 đối xứng nhau qua O tức là sau nửa chu kì hai vật lại gặp nhau Do đó khoảng thời gian giữa 2013 lần hai vật gặp nhau liên tiếp là t = (2013 ­ 1)T/2 = 201,2 s. Đáp án A Câu 10. Hai chất điểm M, N dao động điều hòa dọc theo hai đường thẳng song song kề nhau và song song với trục tọa độ Ox. Vị trí cân bằng của M và của N đều ở trên một đường thẳng qua gốc tọa độ và vuông góc với Ox. Phương trình dao động của chúng lần lượt là x1 = 10cos2t (cm) và x2 = 10cos(2t +) (cm) . Hai chất điểm gặp nhau khi chúng đi qua nhau trên đường thẳng vuông góc với trục Ox. Thời điểm lần thứ 2013 hai chất điểm gặp nhau là: A. 16 phút 46,42s. B. 16 phút 47,42s C. 16 phút 46,92s D. 16 phút 45,92s Giải: + Khoảng cách hai chất điểm d = |x1 ­ x2| = 20|cos(2 t ­ )| + Khi hai chất điểm đi ngang qua nhau thì d = 0 t = Vậy lần thứ 2013 (k = 2013 ­ 1) hai chất điểm gặp nhau ở thời điểm: t = 16phút 46,4166s = 16 phút 46,42s Đáp án A Giải: ta có x2 = 10cos(2t +) cm = ­ 10sin(2t ) x1 = x2 ­­­­­­> 10cos(2t = ­ 10sin(2t ) ­­­­­> tan(2t ) = ­­­­­> 2t = ­ + k ­­­> t = ­ + (s) với k = 1; 2; 3.... hay t = + với k = 0, 1,2 ... Thời điểm lần đầu tiên hai chất điểm gặp nhau ứng với k = 0: t1 = s. Lần thứ 2013 chúng gặp nhau ứng với k = 2012 ­­­­> t2013 = 1006= 16phút 46,4166s = 16 phút 46,42s Đáp án A. Câu 11. Một con lắc lò xo khối lượng vật nặng 100 g, độ cứng lò xo 10 N/m, đặt trên mặt phẳng ngang có hệ số ma sát trượt 0,2. Kéo con lắc để lò xo dãn 20 cm rồi thả nhẹ. Chọn gốc thời gian lúc thả vật. Tìm thời điểm lần thứ ba lò xo dãn 7 cm. A. /6 s B. 13/60 s C. /60 s D. 15/60 s Giải Vị trí cân bằng mới O1,O2 cách vị trí cân bằng cũ một đoạn T= Chất điểm dao động điều hòa quanh 2 vị trí cân bằng tạm Từ hình vẽ ta thấy từ t=0 đến lần thứ 3 lò xo giãn 7cm là t= T+t’ T: là thời gian vật từ vị trí xuất phát quay về vị trí lò xo giãn ra cực đại t’ là thời gian con lắc từ vị trí lò xo giãn cực đại về vị trí x=7cm sau thời gian dao động T thì khoảng cách từ vất đến vị trí O là A’= 20 ­ 4x0= 12cm lúc này vật cách VTCB O1 1 đoạn là A=10cm khi x=7cm thì cách VTCB O1 1 đoạn là 7­2=5cm ... - tailieumienphi.vn