Nguyễn Trọng Sửu
Cao giáp bình - nguyễn đình chính - Trần thanh dũng
phơng pháp ôn luyện thi tốt nghiệp và đại học bằng câu hỏi trắc
nghiệm khách quan
Môn Vật lí
(Dùng cho học sinh không phân ban và phân ban)
Tháng 3/2007
Lời nói đầu
Cuốn sách Hệ thống câu hỏi và bài tập trắc nghiệm ôn tập thi tốt nghiệp THPT
và tuyển sinh Đại học, Cao đẳng môn Vật lí dành cho các học sinh lớp 12 học theo ch-
ơng trình không phân ban và phân ban và đang đang ôn luyện chuẩn bị thi tốt nghiệp và thi
tuyển sinh vào các trờng Đại học và Cao đẳng.
Nội dung cuốn sách gồm những kiến thức cơ bản, trọng tâm đợc trình bày theo từng
chơng đợc thể hiện dới dạng các câu hỏi và bài tập trắc nghiệm có 4 lựa chọn do Bộ Giáo
dục và Đào tạo qui định. Nội dung có ba phần nằm trong giới hạn các chủ đề ôn thi tốt
nghiệp và tuyển sinh Đại học, cao đẳng:
Phần I: Giới thiệu chung về yêu cầu ôn luyện chuẩn bị thi tốt nghiệp và tuyển sinh
Đại học, Cao đẳng.
Phần II. Nội dung ôn tập gồm các kiến thức cơ bản, các câu hỏi và bài tập trắc
nghiệm của 10 chơng:
Chơng 1: Dao động cơ học
Chơng 2: Sóng cơ học
Chơng 3: Dao động điện, dòng điện xoay chiều
Chơng 4: Dao động điện từ, sóng điện từ
Chơng 5: Sự phản xạ và khúc xạ ánh sáng
Chơng 6: Mắt và các dụng cụ quang học
Chơng 7: Tính chất sóng của ánh sáng
Chơng 8: Lợng tử ánh sáng
Chơng 9: Những kiến thức sơ bộ về hạt nhân nguyên tử
Chơng 10: Chuyển động của vật rắn.
B. Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm khách quan
C. Đáp án
D. Hớng dẫn giải
Chơng 5: Sự phản xạ và khúc xạ ánh sáng
A. kiến thức cơ bản
B. Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm khách quan
C. Đáp án
D. Hớng dẫn giải
Chơng 6: Mắt và các dụng cụ quang học
A. kiến thức cơ bản
B. Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm khách quan
C. Đáp án
D. Hớng dẫn giải
Chơng 7: tính chất sóng của ánh sáng
A. kiến thức cơ bản
B. Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm khách quan
C. Đáp án
D. Hớng dẫn giải
Chơng 8: lƯợNG Tử áNH SáNG
A. kiến thức cơ bản
B. Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm khách quan
C. Đáp án
D. Hớng dẫn giải
Chơng 9: nHữNG KIếN THứC SƠ Bộ Về HạT NHÂN NGUYÊN Tử
A. kiến thức cơ bản
B. Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm khách quan
C. Đáp án
D. Hớng dẫn giải
Chơng 10: CƠ HọC VậT RắN
A. kiến thức cơ bản
2
2 f
T
= =
4. Vn tc v gia tc trong dao ng iu hũa:
- Vn tc tc thi l o hm bc nht ca ly i vi thi gian: v = x.
- Gia tc tc thi l o hm bc nht ca vn tc (hay o hm bc 2 ca ly ) i vi thi gian: a = v = x.
II. con lắc lò xo. Con lắc đơn
CON LC Lề XO CON LC N
nh ngha
Con lc lũ xo l h gm hũn bi cú khi lng m gn
vo lũ xo cú khi lng khụng ỏng k, cng k,
mt u gn vo im c nh, t nm ngang hoc
treo thng ng.
Con lc n l h gm hũn bi khi lng m treo vo si
dõy khụng gión cú khi lng khụng ỏng k v chiu di
rt ln so vi kớch thc hũn bi.
iu kin kho
sỏt
Lc cn mụi trng v ma sỏt khụng ỏng k.
Lc cn mụi trng v ma sỏt khụng ỏng k. Gúc lch
nh ( 10
0
)
Phng trỡnh
dao ng
sin( )x A t
2
l
T
g
π
=
III. dao ®éng tù do
1. Định nghĩa: Dao động tự do là dao động mà chu kỳ dao động chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ mà không phụ thuộc vào các yếu
tố bên ngoài.
2. Điều kiện để xem dao động của con lắc đơn và con lắc lò xo là dao động tự do:
- Con lắc lò xo: Lực cản môi trường và ma sát không đáng kể
- Con lắc đơn: Lực cản môi trường và ma sát không đáng kể và vị trí đặt con lắc không đổi.
IV. sù biÕn ®æi n¨ng lîng trong dao ®éng ®iÒu hßa
CON LẮC LÒ XO CON LẮC ĐƠN
Thế năng
Thế năng đàn hồi:
2 2 2
1 1
sin ( )
2 2
t
E kx kA t
ω ϕ
= = +
Thế năng hấp dẫn:
E
t
= mgh
h = l.(1-cosα)
Vì α nhỏ, nên ta có:
2 2 2 2
1 1
os ( )
2 2
mv m A c t
ω ω ϕ
= +
2
k
m
ω
=
=>E
đ
=
2 2
1
os ( )
2
kA c t
ω ϕ
+
E
đ
=
2 2 2 2
0
1 1
os ( )
2 2
E = E
t
+ E
đ
2
0
1
2
E mg
l
α
=
= không đổi
Kết luận
Trong suốt quá trình dao động, có sự chuyển hóa qua lại giữa thế năng và động năng nhưng cơ năng của vật dao
động điều hòa luôn luôn không đổi và tỷ lệ với bình phương biên độ dao động.
V. ph¬ng ph¸p vector quay (ph¬ng ph¸p fresnel)
1. Liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa:
Mỗi dao động điều hòa có thể được coi như hình chiếu của một chuyển động tròn đều xuống một đường thẳng nằm trong mặt phẳng
quỹ đạo.
2. Phương pháp vector quay: Giả sử cần biểu diễn dao động điều hòa có phương trình dao động:
sin( )x A t
ω ϕ
= +
• Chọn trục ∆ và trục x’x vuông góc nhau tại O.
• Tại thời điểm t = 0 biểu diễn
0
OM
uuuuur
có độ lớn tỷ lệ với biên độ dao động A và hợp với trục ∆ góc ϕ bằng pha ban đầu của dao động.
= +
= +
Độ lệch pha của hai dao động:
1 2 1 2
( ) ( )t t
ϕ ω ϕ ω ϕ ϕ ϕ
∆ = + − + = −
• Nếu
1 2
ϕ ϕ ϕ
∆ = −
> 0 : Dao động 1 sớm pha hơn dao động 2 hoặc dao động 2 trễ pha so với dao động 1.
• Nếu
1 2
ϕ ϕ ϕ
∆ = −
< 0 : Dao động 1 trễ pha so với dao động 2 hoặc dao động 2 sớm pha hơn dao động 1.
α
h
l
s
Nu
1 2
=
= 2n : Hai dao ng cựng pha. (n = 0; 1; 2; 3 )
Nu
1 2
=
uuuur
uuuur
Suy ra
1 2
OM OM OM= +
uuuur uuuur uuuur
biu din dao ng tng hp cú ln bng A l biờn ca dao ng tng hp v hp trc gúc
l pha ban u ca dao ng tng hp
Biờn ca dao ng tng hp:
2 2
1 2 1 2 2 1
2 os( )A A A A A c
= + +
Pha ban u ca dao tng hp:
1 1 2 2
1 1 2 2
sin sin
os cos
A A
tg
A c A
+
=
sin( )
n
F H t
= +
.
H, ln lt l biờn v tn s gúc ca lc cng bc. Núi chung, tn s ngoi lc
0
2
f f
=
l tn s dao ng riờng ca h.
- Phõn tớch quỏ trỡnh dao ng:
+ Trong khong thi gian u t no ú: dao ng ca h l tng hp hai dao ng: dao ng riờng ca h v dao ng do ngoi lc
gõy ra.
+ Sau khong thi gian t: dao ng riờng tt dn v h ch cũn dao ng di tỏc dng ca ngoi lc vi tn s bng tn s ngoi
lc v biờn dao ng ph thuc vo quan h gia tn s ngoi lc f v tn s dao ng riờng f
0
ca h. Nu ngoi lc c duy trỡ lõu
di thỡ dao ng cng bc cng c duy trỡ lõu di.
3. S cng hng:
S cng hng l hin tng biờn ca dao ng cng bc tng nhanh n giỏ tr cc i khi tn s ca lc cng bc bng tn
s dao ng riờng ca h.
ViI. Sự tự dao động
- S t dao ng l s dao ng c duy trỡ m khụng cn tỏc dng ca ngoi lc.
- H t dao ng gm: vt dao ng, c cu truyn nng lng, ngun nng lng.
Phiếu học tập - 9
B. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN
π
=
D.
1
2
k
T
m
π
=
I.4. Chọn câu đúng. Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà có phương trình dao động:
1 1 1
sin( )x A t
ω ϕ
= +
và
2 2 2
sin( )x A t
ω ϕ
= +
thì biên độ dao động tổng hợp là:
A. A = A
1
+ A
2
nếu hai dao động cùng pha B. A =
1 2
A A−
nếu hai dao động ngược pha
C.
giảm do sinh công để thắng lực cản.
I.10. Cho dao động điều hoà có phương trình dao động:
x Asin( t )= ω + ϕ
trong đó A,
,ω ϕ
là các hằng số. Chọn
câu đúng trong các câu sau:
A. Đại lượng
ϕ
gọi là pha dao động.
B. Biên độ A không phụ thuộc vào
ω
và
ϕ
, nó chỉ phụ thuộc vào tác dụng của ngoại lực kích thích ban đầu lên
hệ dao động.
C. Đại lượng
ω
gọi là tần số dao động,
ω
không phụ thuộc vào các đặc điểm của hệ dao động.
D. Chu kỳ dao động được tính bởi T = 2πω.
I.11. Chọn câu đúng. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động của con lắc lò xo:
A. Chu kỳ dao động của con lắc lò xo tỉ lệ thuận với khối lượng vật nặng và tỷ lệ nghịch với độ cứng của lò xo.
B. Chu kỳ dao động của con lắc lò xo tỉ lệ thuận với độ cứng của lò xo và tỷ lệ nghịch với khối lượng vật nặng.
C. Dao động của con lắc lò xo là dao động tự do.
D. Dao động của con lắc lò xo là hình chiếu của chuyển động tròn đều.
I.12. Chọn câu đúng. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động của con lắc đơn:
A. Khi gia tốc trọng trường không đổi thì dao động nhỏ của con lắc đơn được xem là dao động tự do.
B. Dao động của con lắc đơn là một dao dộng điều hoà.
k
π
I.14. Chọn câu đúng. Một con lắc đơn được thả không vận tốc từ vị trí có ly độ góc α
0
. Khi con lắc qua vị trí có
ly độ góc α thì vận tốc của con lắc là:
A.
2 ( os -cos )
0
v gl c
α α
=
B.
0
2
( os -cos )
g
v c
l
α α
=
C.
0
2 ( os +cos )v gl c
α α
=
D.
0
2
( os +cos )
2
(1+cos )
g
v
l
α
=
I.16. Chọn câu đúng. Một con lắc đơn được thả không vận tốc từ vị trí có ly độ góc α
0
. Khi con lắc qua vị trí có
ly độ góc α thì lực căng của dây treo là:
A. T = mg(3cosα
0
+ 2cosα) B. T = mgcosα C. T = mg(3cosα - 2cosα
0
) D. T = 3mg(cosα -
2cosα
0
)
I.17. Chọn câu đúng. Một con lắc đơn được thả không vận tốc từ vị trí có ly độ góc α
0
. Khi con lắc qua vị trí cân
bằng thì lực căng của dây treo là:
A. T = mg(3cosα
0
+ 2) B. T = mg(3 - 2cosα
0
)C. T = mg D. T = 3mg(1 - 2cosα
0
)
2 1
(2 1)n
ϕ ϕ π
− = +
thì hai dao động vuông pha. D. A, B, C đều đúng.
I.20. Chọn câu sai. Xét dao động nhỏ của con lắc đơn.
A. Độ lệch s hoặc ly độ góc α biến thiên theo quy luật dạng sin hoặc cosin theo thời gian.
B. Chu kỳ dao động của con lắc đơn
2
l
T
g
π
=
C. Tần số dao động của con lắc đơn
1
2
l
f
g
π
=
D. Năng lượng dao động của con lắc đơn luôn luôn bảo toàn.
I.21. Chọn câu đúng. Dao động tắt dần là:
A. dao động của một vật có ly độ phụ thuộc vào thời gian theo dạng sin. B. dao động của hệ chỉ chịu ảnh
hưởng của nội lực.
C. dao động có biên độ giảm dần theo thời gian. D. dao động có chu kỳ luôn luôn không
đổi.
I.22. Chọn câu đúng. Dao động cưỡng bức là:
A. dao dộng dưới tác dụng của ngoại lực. B. dao dộng dưới tác dụng của ngoại lực và nội lực.
2 2
1 2 1 2 1 2
2 os( )A A A A A c
ϕ ϕ
= + + −
B.
2 2
1 2 1 2 1 2
2 os( )A A A A A c
ϕ ϕ
= + − −
C.
2 2
1 2
1 2 1 2
2 os( )
2
A A A A A c
ϕ ϕ
+
= + +
D.
2 2
1 2
1 2 1 2
2 os( )
2
A A A A A c
ϕ ϕ
+
os os
A A
tg
A c A c
ϕ ϕ
ϕ
ϕ ϕ
+
=
+
C.
1 1 2 2
1 1 2 2
os os
sin sin
A c A c
tg
A A
ϕ ϕ
ϕ
ϕ ϕ
−
=
−
D.
1 1 2 2
1 1 2 2
os os
sin sin
Ac A c
khác nhau.
C. đối nhau nếu hai dao động cùng biên độ. D. bằng nhau nếu hai dao động cùng biên độ.
I.31. Chọn câu đúng. Nếu hai dao động điều hoà cùng tần số, cùng pha thì ly độ của chúng:
A. luôn luôn cùng dấu. B. trái dấu khi biên độ bằng nhau, cùng dấu khi biên độ khác nhau.
C. luôn luôn bằng nhau. D. bằng nhau nếu hai dao động cùng biên độ.
I.32. Chọn câu đúng. Hai dao động điều hoà cùng tần số. Li độ hai dao động bằng nhau ở mọi thời điểm khi:
A. Hai dao động cùng pha. B. Hai dao động ngược pha.
C. Hai dao động cùng biên độ. D. Hai dao động cùng biên độ và cùng pha.
I.33. Chọn câu đúng. Phương trình dao động của một chất điểm có dạng
x = Asinωt
. Gốc thời gian đã được
chọn vào lúc:
A. Chất điểm có ly độ x = +A B. Chất điểm có ly độ x = -A
C. Chất điểm qua vị trí cân bằng theo chiều dương D. Chất điểm qua vị trí cân bằng theo chiều
âm
I.34. Chọn câu đúng. Phương trình dao động của một chất điểm có dạng
x = Asin(ωt - )
2
π
. Gốc thời gian đã
được chọn vào lúc:
A. Chất điểm có ly độ x = +A B. Chất điểm có ly độ x = -A
C. Chất điểm qua vị trí cân bằng theo chiều dương. D. Chất điểm qua vị trí cân bằng theo chiều âm.
I.35. Chọn câu đúng. Phương trình dao động của một chất điểm có dạng
x = Asin(ωt + )
6
π
. Gốc thời gian đã
được chọn vào lúc:
A. Chất điểm có ly độ x =
A
2
−
.
C. Chất điểm qua vị trí có ly độ x =
A
2
+
theo chiều dương. D. Chất điểm qua vị trí có ly độ x =
A
2
+
theo chiều âm.
I.37. Một vật dao động điều hoà có phương trình dao động
Asin( t+ )
2
x
π
ω
=
. Kết luận nào sau đây là đúng?
A. Phương trình vận tốc của vật
A sin tv
ω ω
= −
. B. Động năng của vật
2 2 2
d
1
os ( )
đơn vị sử dụng là centimet và giây. Ly độ của vật khi pha dao động bằng -30
0
là:
A. -3cm B. 3cm C. 4,24cm D. -4,24cm
I.40. Chọn câu đúng. Một vật dao động điều hoà với biên độ 8cm, chu kỳ 2s. Chọn gốc thời gian là lúc vật đạt
ly độ cực đại. Phương trình dao động của vật là:
A.
8sin( )
2
x t
π
π
= +
(cm) B.
8sin 4x t
π
=
(cm) C.
8sinx t
π
=
(cm) D.
8sin( )
2
x t
π
π
= −
(cm)
I.41. Chọn câu đúng. Một vật dao động điều hoà với biên độ 4cm, tần số 20Hz. Chọn gốc thời gian là lúc vật có
(cm)
I.42. Chọn câu đúng. Một vật dao động điều hoà, có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 10cm. Biên độ dao động của
vật là:
A. 2,5cm. B. 5cm. C. 10cm. D. Kết quả khác.
I.43. Chọn câu đúng. Một vật dao động điều hoà, có quãng đường đi được trong một chu kỳ là 16cm. Biên độ
dao động của vật là:
A. 4cm. B. 8cm. C. 16cm. D. 2cm.
I.44. Chọn câu đúng. Một vật dao động điều hoà có phương trình dao động là:
x = 5sin(2πt +
3
π
), ( x tính bằng cm; t tính bằng s; Lấy π
2
≈ 10, π ≈ 3,14). Vận tốc của vật khi có ly độ x = 3cm
là:
A. 25,12(cm/s) B. ±25,12(cm/s) C. ±12,56(cm/s) D. 12,56(cm/s)
I.45. Chọn câu đúng. Một vật dao động điều hoà có phương trình dao động là:
x = 5sin(2πt +
3
π
), ( x tính bằng cm; t tính bằng s; Lấy π
2
≈ 10, π ≈ 3,14). Gia tốc của vật khi có ly độ x = 3cm
là:
A. -12(m/s
2
). B. -120(cm/s
2
). C. 1,20(m/s
2
Vận tốc của vật ở vị trí cân bằng là:
A. ±0,6m/s B. 0,6m/s C. ±2,45m/s D. 1,73m/s
I.52. Khi gắn quả cầu m
1
vào lò xo, thì nó dao động với chu kỳ T
1
= 0,3s. Khi gắn quả cầu m
2
vào lò xo đó, thì
nó dao động với chu kỳ T
2
= 0,4s. Khi gắn đồng thời cả m
1
và m
2
vào lò xo đó thì chu kỳ dao động là:
A. 0,7s B. 0,5s C. 0,25s D. 1,58s
I.53. Một lò xo có khối lượng nhỏ không đáng kể, chiều dài tự nhiên l
0
, độ cứng k treo thẳng đứng. Lần lượt:
treo vật m
1
= 100g vào lò xo thì chiều dài của nó là 31cm; treo thêm vật m
2
= 100g vào lò xo thì chiều dài của lò
xo là 32cm. Cho g = 10m/s
2
. Độ cứng của lò xo là:
A. 100N/m B. 1000N/m C. 10N/m D. 10
5
2
, π
2
≈ 10. Chiều dài của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng là:
A. ≈ 36,7cm B. ≈ 26,7cm C. ≈ 30,1cm D. 24cm
I.57. Hệ hai lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng lần lượt là k
1
= 60 N/cm, k
2
= 40N/m đặt nằm ngang như hình vẽ (Hình 1.2), bỏ qua mọi ma sát. Vật nặng có
khối lượng m = 600g. Lấy π
2
≈ 10. Tần số dao động của hệ là:
A. 13Hz
B. 1Hz
C. 40Hz
D. 0,03Hz
I.58. Một vật treo vào lò xo làm nó dãn ra 4cm. Cho g = 10m/s
2
≈ π
2
. Chu kỳ dao động của vật là:
A. 4s B. 0,4s C. 0,04s D. 1,27s
I.59. Một vật treo vào lò xo làm nó dãn ra 4cm. Cho g = 10m/s
2
≈ π
2
. Biết lực đàn hồi cực đại, cực tiểu lần lượt
là 10N và 6N. Chiều dài tự nhiên của lò xo 20cm. Chiều dài cực đại và cực tiểu của lò xo trong quá trình dao
động là:
m
A. 31cm và 9cm B. 72cm và 94cm
C. 72cm và 50cm D. 31cm và 53cm
I.65. Hai con lắc đơn dao động ở cùng một nơi. Con lắc thứ nhất dao động với chu kỳ 1,5s, con lắc thứ hai dao
động với chu kỳ 2s. Chu kỳ dao động của con lắc thứ ba có chiều dài bằng tổng chiều dài của hai con lắc trên là:
A. 3,5s B. 2,5s C. 1,87s D. 1,75s
I.66. Một con lắc đơn dài 25cm, hòn bi có khối lượng 10g mang điện tích 10
-4
C. Cho g bằng 10m/s
2
. Treo con
lắc đơn giữa hai bản kim loại song song thẳng đứng cách nhau 20cm. Đặt hai bản dưới hiệu điện thế một chiều
80V. Chu kỳ dao động của con lắc với biên độ nhỏ là:
A. 0,91s B. 0,96s C. 2,92s D. 0,58s
I.67. Một ô tô khởi hành trên đường nằm ngang đạt vận tốc 72km/h sau khi chạy nhanh dần đều được quãng
đường 100m. Trần ô tô treo con lắc đơn dài 1m. Cho g = 10m/s
2
. Chu kỳ dao động nhỏ của con lắc đơn là:
A. 0,62s B. 1,62s C. 1,97s D. 1,02s
I.68. Một con lắc đơn được treo vào trần thang máy tại nơi có g = 10m/s
2
. Khi thang máy đứng yên thì con lắc
có chu kỳ dao động là 1s. Chu kỳ của thang máy khi thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc 2,5m/s
2
là:
A. 0,89s B. 1,12s C. 1,15s D. 0,87s
I.69. Một con lắc đơn được treo vào trần thang máy tại nơi có g = 10m/s
2
. Khi thang máy đứng yên thì con lắc
có chu kỳ dao động là 1s. Chu kỳ của thang máy khi thang máy đi lên chậm dần đều với gia tốc 2,5m/s
π
= +
D.
x 2sin(2t )(cm)
6
π
= −
C. ĐÁP ÁN
I.1. D
I.2. B
I.3. C
I.4. D
I.5. D
I.6. D
I.7. B
I.8. D
I.9. D
I.10.B
I.11.C
I.12.A
I.13.C
I.14.A
I.15.C
I.16.C
I.17.B
I.18.D
I.19.A
I.20.C
I.21.C
I.22.C
I.53.A
I.54.B
I.55.C
I.56.D
I.57.B
I.58.B
I.59.D
I.60.B
I.61.B
I.62.A
I.63.A
I.64.C
I.65.B
I.66.B
I.67.C
I.68.A
I.69.C
I.70.C
D. HƯỚNG DẪN GIẢI
I.38. D.Hướng dẫn: Từ phương trình dao động ta có: tần số góc là 10π (rad/s)
Chu kỳ dao động là:
2
T
π
= =
ω
0,2 s.
I.39. A. Hướng dẫn:Khi pha dao động bằng -30
0
ta có
x Asin( t+ )= ω ϕ
=> Phương trình vận tốc
v Acos( t+ )= ω ω ϕ
Trong đó A = 4cm, ω = 2πf = 40πrad/s. Chọn gốc thời gian t = 0 vào lúc x =
2 3
cm và
v < 0
3
sin
2
cos <0
ϕ =
⇒
ϕ
. Giải hệ, viết phương trình dao động của vật là:
2
4sin(40 )
3
= +x t
π
π
(cm)
I.42. B. Hướng dẫn: Vì chiều dài quỹ đạo l = 2A, nên biên độ dao động của vật là:
10
A
Độ cứng của lò xo là: 64N/m
I.47.A.
Hướng dẫn:
max max
F kx k( l A)= = ∆ +
Từ điều kiện cân bằng:
mg 0,4.10
mg k l l 0,0625m 6,25cm
k 64
= ∆ ⇒ ∆ = = = =
F
max
= 64.10,25.10
-2
= 6,56N
Giá trị cực đại của lực đàn hồi tác dụng vào quả nặng là: 6,56N
I.48. D
Hướng dẫn: Vì f tăng 4 lần => ω tăng 4 lần
Lúc đầu:
2 2 2
1 1
E kA m A
2 2
= = ω
Lúc sau:
2
2 2 2 2 2 2
1 1 1 1 1
1 1 1 A 1
E k A m A m16 4 m A 4E
= ω = π =
I.50. D.
Hướng dẫn: Biên độ dao động của vật:
2
max min
l l
A 6cm 6.10 m
2
−
−
= = =
Cơ năng của vật là:
2 4
1 1
E kA 100.36.10 0,18J
2 2
−
= = =
I.51. A
Hướng dẫn: Từ bài I.50 ta có E = 0,18J
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có E
d
= E = 0,18J
Từ
2
d
d
2E
1
E mv v
I.53. A
Hướng dẫn:
Từ điều kiện cân bằng:
1 1 1 1 0
m g k l m g k(l l ) (1)= ∆ ⇒ = −
Từ điều kiện cân bằng:
1 2 2 1 2 2 0
(m m )g k l (m m )g k(l l ) (2)+ = ∆ ⇒ + = −
Từ (1) và (2) suy ra l
0
= 30cm
Thay l
0
vào (1) ta được: Độ cứng của lò xo k = 100N/m
I.54. B.
Hướng dẫn:
Độ cứng của hệ hai lò xo mắc song song k = k
1
+ k
2
= 100 + 150 = 250N/m
I.55. C.
Hướng dẫn: Sử dụng kết quả câu I.54 ta có k = 250N/m
Chu kỳ dao động của hệ:
1 2
m 1
T 2 2 0,4s
k k 250
= π = π =
+
Hướng dẫn:
Sử dụng điều kiện cân bằng và công thức tính chu kỳ dao động của con lắc lò xo ta tìm được biểu thức:
l
T 2 0,4s
g
∆
= π =
. Chu kỳ dao động của vật là: 0,4s
I.59. D
Hướng dẫn:
max
min
max 0
min 0
F
l A
A 1cm
F l A
l l l A 25cm
l l l A 23cm
∆ +
= ⇒ =
∆ −
= + ∆ + =
= + ∆ − =
Chiều dài cực đại và cực tiểu của lò xo trong quá trình dao động là: 25cm và 23cm
I.60. B.
Hướng dẫn:
Từ điều kiện cân bằng, suy ra:
2
86400 h
t T 86400. 135s
T R
∆ = ∆ = =
Mỗi ngày đêm đồng hồ chạy chậm: 135s
I.62. A.
Nước trong xô sóng sánh mạnh nhất khi người đó đi với vận tốc: 50cm/s
I.63. A.
Hướng dẫn:
Nước trong thùng dao động mạnh nhất khi T = T
0
0
0
s s
T v 3,3m / s
v T
⇔ = ⇒ = =
Nước trong thùng dao động mạnh nhất khi xe đạp đi với vận tốc: 3,3m/s
I.64. C.
Hướng dẫn:
1 1 1
2 1
2 2 2
T l l 25
; l l 22cm
T l l 36
= ⇒ = − =
Suy ra l
1 2
2
l l gT
T 2 l l
g 4
+
= π ⇒ + =
π
(3)
Thay (1); (2) vào (3) ta được:
2 2
1 2
T T T 2,5s= + =
Chu kỳ dao động của con lắc có chiều dài bằng tổng chiều dài của hai con lắc là: 2,5s.
I.66. B
Hướng dẫn:
Gia tốc trọng trường hiệu dụng được xác định bởi
2 2
qU
P' P f g ' g ( )
md
= + ⇒ = +
uur ur r
=10,77m/s
2
l
T ' 2 0,96s
g '
= π ≈
.
'
l l
T 2 ; T 2
g g
= π = π
Lập tỷ
'
'
' '
T g g 10
T T 1 0,89s
T g g 12,5
= ⇒ = = =
Chu kỳ của thang máy khi thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc 2,5m/s
2
là: 0,89s.
I.69. C
Hướng dẫn:
Con lắc ngoài chịu tác dụng của trọng lực
P
ur
còn chịu tác dụng của lực quán tính
f ma= −
r r
. Do đó ta xem con lắc
chịu tác dụng của trọng lực hiệu dụng
' '
P mg=
uur ur
với
Cách 2: Sử dụng phương pháp giản đồ vectơ. Phương trình dao động tổng hợp là:
x 2sin(2t )(cm)
12
π
= +
.
Chương 2
SÓNG CƠ HỌC
A. KIẾN THỨC CƠ BẢN
I. sãng c¬ häc
1. Định nghĩa:
- Sóng cơ học là những dao động cơ học lan truyền theo thời gian trong môi trường vật chất.
- Sóng ngang là sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng.
- Sóng dọc là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng.
2. Các đại lượng đặc trưng của sóng:
a. Chu kỳ sóng: Chu kỳ sóng là chu kỳ dao động chung của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua. (Ký
hiệu: T; đơn vị: giây (s))
b. Tần số sóng: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ sóng.(Ký hiệu: f; đơn vị: (Hz))
1
f
T
=
c. Vận tốc truyền sóng: Vận tốc truyền sóng là vận tốc truyền pha dao động. (Ký hiệu: v)
d. Biên độ sóng: Biên độ dao động sóng là biên độ dao động chung của các phần tử vật chất khi có sóng
truyền qua. (Ký hiệu: a)
e. Năng lượng sóng:
- Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng.
- Nếu sóng truyền từ một nguồn điểm trên mặt phẳng, năng lượng của sóng giảm tỷ lệ với quãng đường
truyền sóng.
- Sóng kết hợp là sóng được tạo ra từ nguồn kết hợp.
3. Lý thuyết về giao thoa:
Giả sử A và B là hai nguồn kết hợp có phương trình sóng
A B
u u asin t= = ω
và cùng truyến đến điểm M ( với MA = d
1
và MB = d
2
).
Gọi v là vận tốc truyền sóng. Phương trình dao động tại M do A và B truyền
đến lần lượt là:
1
AM M M 1
2
BM M M 2
d
u a sin (t ) a sin( t d )
v v
d
u a sin (t ) a sin( t d )
v v
ω
= ω − = ω −
ω
= ω − = ω −
Phương trình dao động tại M:
M AM BM
u u u= +
có độ lệch pha:
- Sóng âm truyền được trong môi trường chất rắn, chất lỏng và chất khí. Sóng âm không truyền được trong
môi trường chân không.
- Vận tốc truyền âm phụ thuộc tính đàn hồi, mật độ môi trường, nhiệt độ môi trường.
3. Độ cao của âm:
Độ cao của âm là đặc tính sinh lý của âm, nó dựa vào một đặc tính vật lý của âm là tần số.
4. Âm sắc:
Âm sắc là đặc tính sinh lý của âm, được hình thành trên cơ sở đặc tính vật lý của âm là tần số và biên độ.
5. Năng lượng âm:
- Sóng âm mang năng lượng tỷ lệ với bình phương biên độ sóng.
- Cường độ âm là lượng năng lượng được sóng âm truyền đi trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện
tích đặt vuông góc với phương truyền âm. Đơn vị W/m
2
.
- Mức cường độ âm: Gọi I là cường độ âm, I
0
là cường độ âm chọn làm chuẩn. Mức cường độ âm là:
0
I
L(B) lg
I
=
hay
0
I
L(dB) 10lg
I
=
6. Độ to của âm:
- Ngưỡng nghe là giá trị cực tiểu của cường độ âm.
- Ngưỡng đau là giá trị cực đại của cường độ âm.
B. khoảng cách giữa hai điểm dao động cùng pha trên phương truyền sóng.
C. khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng và dao động ngược pha.
D. quãng đường sóng truyền được trong một đơn vị thời gian.
II.6. Chọn phát biểu đúng trong các phát biểu sau:
A. Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong một chu kỳ dao động của sóng.
B. Đối với một môi trường nhất định, bước sóng tỷ lệ nghịch với tần số của sóng.
C. Những điểm cách nhau một số nguyên lần bước sóng trên phương truyền sóng thì dao động cùng pha
với nhau.
D. A, B, C đều đúng.
II.7. Chọn câu đúng.
Gọi d là khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng, v là vận tốc truyền sóng, f là tần số của
sóng. Nếu
v
d (2n 1)
2f
= +
; (n = 0, 1, 2, ), thì hai điểm đó:
A. dao động cùng pha.
B. dao động ngược pha.
C. dao động vuông pha.
D. Không xác định được.
II.8. Chọn câu đúng.
Gọi d là khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng, v là vận tốc truyền sóng, T là chu kỳ của
sóng. Nếu
d nvT=
(n = 0,1,2, ), thì hai điểm đó:
A. dao động cùng pha.
B. dao động ngược pha.
C. dao động vuông pha.
D. Không xác định được.
C. Sóng âm không truyền được trong chân không.
D. Vận tốc truyền âm phụ thuộc nhiệt độ.
II.15. Chọn câu đúng. Âm sắc là đặc tính sinh lý của âm được hình thành dựa trên đặc tính vật lý của âm là:
A. Biên độ. B. Tần số.
C. Năng lượng âm. D. Biên độ và tần số.
II.16. Chọn câu đúng. Độ cao của âm phụ thuộc vào:
A. Biên độ. B. Tần số.
C. Năng lượng âm. D. Vận tốc truyền âm
II.17. Chọn câu đúng. Độ to của âm phụ thuộc vào:
A. Tần số và biên độ âm.
B. Tần số âm và mức cường độ âm.
C. Bước sóng và năng lượng âm.
D. Vận tốc truyền âm
II.18. Chọn câu đúng. Âm có:
A. Tần số xác định gọi là nhạc âm.
B. Tần số không xác định gọi là tạp âm.
C. Tần số lớn gọi là âm thanh và ngược lại âm có tần số bé gọi là âm trầm
D. A, B, C đều đúng.
II.19. Chọn câu đúng. Hai âm có cùng độ cao thì chúng có:
A. cùng tần số.
B. cùng năng lượng.
C. cùng biên độ.
D. cùng tần số và cùng biên độ.
II.20. Chọn câu đúng. Một trong những yêu cầu của các phát thanh viên về đặc tính vật lý của âm là:
A. Tần số âm nhỏ.
B. Tần số âm lớn.
C. Biên độ âm lớn.
D. Biên độ âm bé.
II.21. Chọn câu sai.
A. Vận tốc truyền âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng và trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí.
C.
2
sin
= +
÷
M M
fd
u a t
v
π
ω
D.
2
sin
= −
÷
M M
fd
u a t
v
π
ω
II.23. Chọn câu đúng. Thực hiện thí nghiệm giao thoa trên mặt nước: A và B là hai nguồn kết hợp có phương
trình sóng tại A, B là: u
A
A
= u
B
= asinωt thì biên độ sóng tổng hợp tại M (với MA = d
1
và MB = d
2
) là:
A.
1 2
(d )
2 os
+
÷
d f
ac
v
π
. B.
1 2
d
2 sin
d
a
π
λ
−
2
) là:
A.
1 2
( )+
−
d d
π
λ
. B.
1 2
−
−
d d f
v
π
C.
1 2
( )+d d f
v
π
D.
1 2
( )−d d
π
λ
II.29. Chọn câu đúng. Trong quá trình giao thoa sóng. Gọi
ϕ
∆
là độ lệch pha của hai sóng thành phần. Biên độ
A.
2n
ϕ π
∆ =
B.
(2 1)n
ϕ π
∆ = +
C.
(2 1)
2
n
π
ϕ
∆ = +
D.
(2 1)
2
∆ = +
v
n
f
ϕ
Với n = 0, 1, 2, 3
II.31. Chọn câu đúng. Trong hiện tượng giao thoa, những điểm dao động với biên độ lớn nhất thì:
A. d = 2n
π
B.
∆ = n
ϕ λ
II.34. Điều nào sau đây là sai khi nói về sóng dừng?
A. Sóng dừng là sóng có các bụng và các nút cố định trong không gian.
B. Khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liên tiếp bằng bước sóng λ.
C. Khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liên tiếp bằng
2
λ
D. Trong hiện tượng sóng dừng, sóng tới và sóng phản xạ của nó thoả mãn điều kiện nguồn kết hợp nên
chúng giao thoa với nhau.
II.35. Chọn câu đúng. Khảo sát hiện tương sóng dừng trên dây đàn hồi AB = l. Đầu A nối với nguồn dao động,
đầu B cố định thì sóng tới và sóng phản xạ:
A. Cùng pha. B. Ngược pha.
C. Vuông pha. D. Lệch pha
4
π
.
II.36. Chọn câu đúng. Khảo sát hiện tượng sóng dừng trên dây đàn hồi AB = l. Đầu A nối với nguồn dao động,
đầu B tự do thì sóng tới và sóng phản xạ:
A. Vuông pha. B. Lệch pha góc
4
π
.
C. Cùng pha. D. Ngược pha.
II.37. Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển, thấy nó nhô cao 10 lần trong khoảng thời gian 27s. Chu
kỳ của sóng biển là:
A. 2,45s B. 2,8s
C. 2,7s D. 3s
II.38. Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển, thấy nó nhô cao 10 lần trong khoảng thời gian 36s và đo
được khoảng cách giữa hai đỉnh sóng lân cận là 10m. Vận tốc truyền sóng trên mặt biển:
A. 2,5m/s B. 2,8m/s
C. 40m/s D. 36m/s
A. 0 B. 2,5m
C. 0,625m D. 1,25m
II.44. Trên sợi dây OA, đầu A cố định và đầu O dao động điều hoà có phương trình
O
u 5sin5 t(cm)= π
. Vận tốc
truyền sóng trên dây là 24cm/s.Bước sóng cúaóng trên dây là:
A. 9,6cm B. 60cm C. 1,53cm D. 0,24cm.
II.45. Trên sợi dây OA, đầu A cố định và đầu O dao động điều hoà có phương trình
O
u 5sin5 t(cm)= π
. Vận tốc
truyền sóng trên dây là 24cm/s và giả sử trong quá trình truyền sóng biên độ sóng không đổi. Phương trình sóng
tại điểm M cách O đoạn 2,4cm là:
A.
M
u 5sin(5 t )(cm)
2
π
= π +
B.
M
u 5sin(5 t )(cm)
4
π
= π −
C.
M
u 5sin(5 t )(cm)
2
u u 2sin10 t(cm)= = π
. Vận tốc truyền sóng là 3m/s. Phương trình sóng tại M cách A, B một khoảng lần lượt d
1
= 15cm; d
2
= 20cm là:
A.
7
u 2cos sin(10 t )(cm)
12 12
π π
= π −
B.
7
u 4cos sin(10 t )(cm)
12 12
π π
= π −
C.
7
u 4cos sin(10 t )(cm)
12 12
π π
= π +
D.
7
u 2 3sin(10 t )(cm)
6
π
= π −
2
cách A, B lần lượt những khoảng
'
1
d
= 16,5cm;
'
2
d
= 19,05cm là:
A. M
1
và M
2
dao động với biên độ cực đại.
B. M
1
đứng yên không dao động và M
2
dao động với biên độ cực đại .
C. M
1
dao động với biên độ cực đại và M
2
đứng yên không dao động.
D. M
1
và M
2
đứng yên không dao động.