Bài tập ôn – Vật lí 11 – HK1 – Đề 1 tiết

Phạm vi: Bài 1–8 (Dao động + Mô tả sóng).

Phần 1: Cơ bản

Bài 1. Một con lắc lò xo có khối lượng $m = 0,2$ kg, độ cứng $k = 80$ N/m. Tính tần số góc và chu kì dao động.

Bài 2. Một con lắc đơn có chiều dài $l = 0,25$ m, dao động tại nơi có $g = 10$ m/s$^2$. Tính chu kì dao động.

Bài 3. Một con lắc lò xo có độ cứng $k = 50$ N/m, biên độ dao động $A = 6$ cm. Tính cơ năng của con lắc.

Bài 4. Một con lắc lò xo có khối lượng $m = 100$ g, độ cứng $k = 25$ N/m, biên độ dao động $A = 4$ cm. Tính cơ năng của con lắc.

Bài 5. Một con lắc lò xo dao động điều hòa với cơ năng $W$. Khi vật ở vị trí $x = \dfrac{A}{2}$ thì thế năng và động năng bằng bao nhiêu phần cơ năng?

Bài 6. Sóng truyền với tốc độ $200$ m/s, tần số $50$ Hz. Tính bước sóng.

Bài 7. Một sóng có bước sóng $\lambda = 0,8$ m, tần số $f = 25$ Hz. Tính tốc độ truyền sóng.

Bài 8. Sóng trên dây đàn là sóng ngang hay sóng dọc? Vì sao?

Bài 9. Sóng âm trong không khí là sóng ngang hay sóng dọc?

Bài 10. Dao động tắt dần có đặc điểm gì về biên độ?

Bài 11. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi nào?

Bài 12. Một con lắc lò xo có chu kì $T = 2\pi\sqrt{\dfrac{m}{k}}$. Nếu khối lượng tăng 4 lần thì chu kì thay đổi thế nào?

Bài 13. Một con lắc đơn có chu kì $T = 2\pi\sqrt{\dfrac{l}{g}}$. Nếu chiều dài tăng 4 lần thì chu kì thay đổi thế nào?

Bài 14. Sóng điện từ có cần môi trường vật chất để truyền không?

Bài 15. Một vật dao động điều hòa với phương trình $x = 5\cos(10t)$ cm. Tính tần số dao động.

Bài 16. Hai điểm trên phương truyền sóng cách nhau $\dfrac{\lambda}{2}$ dao động như thế nào với nhau?

Phần 2: Nâng cao

Bài 17. Một con lắc lò xo có khối lượng $m = 0,5$ kg, độ cứng $k = 200$ N/m, biên độ dao động $A = 5$ cm. Tính tốc độ cực đại và cơ năng của con lắc.

Bài 18. Một con lắc đơn có chiều dài $l = 1$ m, dao động tại nơi có $g = 10$ m/s$^2$ với biên độ góc $\alpha_0 = 0,08$ rad, khối lượng $m = 0,1$ kg. Tính cơ năng của con lắc.

Bài 19. Sóng truyền trên một sợi dây với tốc độ $24$ m/s, tần số $12$ Hz. Hai điểm trên dây cách nhau $0,5$ m dao động lệch pha nhau bao nhiêu?

Bài 20. Sóng âm truyền trong không khí với tốc độ $340$ m/s, tần số $340$ Hz. Hai điểm gần nhất dao động cùng pha cách nhau bao nhiêu?

Bài 21. Một con lắc lò xo dao động điều hòa với cơ năng $W = 0,1$ J, biên độ $A = 10$ cm. Tính độ cứng của lò xo.

Bài 22. Một con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ $A = 6$ cm. Tìm li độ của vật để động năng gấp 3 lần thế năng.

Bài 23. Một hệ dao động có tần số riêng $f_0 = 5$ Hz, chịu tác dụng của ngoại lực tuần hoàn với các tần số $4$ Hz, $5$ Hz, $6$ Hz. Trường hợp nào biên độ dao động cưỡng bức lớn nhất? Vì sao?

Bài 24. Sóng truyền từ nguồn O với bước sóng $\lambda = 0,6$ m. Điểm M cách O $1,5$ m dao động lệch pha bao nhiêu so với nguồn O?

Đáp án

Bài 1. $\omega = \sqrt{\dfrac{k}{m}} = 20$ rad/s; $T = \dfrac{2\pi}{\omega} = \dfrac{\pi}{10} \approx 0,314$ s.

Bài 2. $T = 2\pi\sqrt{\dfrac{l}{g}} = 2\pi\sqrt{0,025} \approx 0,99$ s $\approx 1$ s.

Bài 3. $W = \dfrac{1}{2}kA^2 = \dfrac{1}{2} \cdot 50 \cdot (0,06)^2 = 0,09$ J.

Bài 4. $W = \dfrac{1}{2}kA^2 = \dfrac{1}{2} \cdot 25 \cdot (0,04)^2 = 0,02$ J.

Bài 5. $W_t = \dfrac{W}{4}$; $W_đ = \dfrac{3W}{4}$.

Bài 6. $\lambda = \dfrac{v}{f} = 4$ m.

Bài 7. $v = \lambda f = 20$ m/s.

Bài 8. Sóng ngang, vì phương dao động của các phần tử dây vuông góc với phương truyền sóng.

Bài 9. Sóng dọc.

Bài 10. Biên độ giảm dần theo thời gian do ma sát và lực cản.

Bài 11. Khi tần số của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ.

Bài 12. Chu kì tăng 2 lần.

Bài 13. Chu kì tăng 2 lần.

Bài 14. Không. Sóng điện từ truyền được trong chân không.

Bài 15. $\omega = 10$ rad/s nên $f = \dfrac{\omega}{2\pi} = \dfrac{5}{\pi} \approx 1,59$ Hz.

Bài 16. Dao động ngược pha.

Bài 17. $\omega = \sqrt{\dfrac{k}{m}} = 20$ rad/s; $v_{\max} = \omega A = 1$ m/s; $W = \dfrac{1}{2}kA^2 = 0,25$ J.

Bài 18. $W = \dfrac{1}{2}mgl\alpha_0^2 = \dfrac{1}{2} \cdot 0,1 \cdot 10 \cdot 1 \cdot (0,08)^2 = 0,0032$ J.

Bài 19. $\lambda = \dfrac{v}{f} = 2$ m; $\Delta\varphi = \dfrac{2\pi \cdot 0,5}{2} = \dfrac{\pi}{2}$ rad.

Bài 20. $\lambda = \dfrac{v}{f} = 1$ m.

Bài 21. $k = \dfrac{2W}{A^2} = \dfrac{0,2}{0,01} = 20$ N/m.

Bài 22. $W_đ = 3W_t \Rightarrow W_t = \dfrac{W}{4} \Rightarrow x = \pm\dfrac{A}{2} = \pm 3$ cm.

Bài 23. Ngoại lực có tần số $5$ Hz, vì xảy ra cộng hưởng ($f = f_0$).

Bài 24. $\Delta\varphi = \dfrac{2\pi \cdot 1,5}{0,6} = 5\pi$ rad: M dao động ngược pha với nguồn O.