Đề cương ôn tập môn Vật lý Lớp 12 - Bài 6+7

Nội dung tài liệu: Đề cương ôn tập môn Vật lý Lớp 12 - Bài 6+7

1. BÀI 6. Thực hành: KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM I. MỤC ĐÍCH Khảo sát thực nghiệm để phát hiện ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều dài của con lắc đơn đối với chu kì dao động T. Từ đó tìm ra công thức tính chu kì và ứng dụng tính gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm. II. DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM * Giới thiệu dụng cụ - Gồm: Bộ ba quả nặng loại 50g - Sợi dây mảnh không giãn dài khoảng 1m - Giá thí nghiệm dùng treo con lắc đơn có cơ cấu điều chỉnh chiều dài của con lắc đơn - Đồng hồ bấm giây hoặc đồng hồ hiện số có cổng quang - Một thước đo chiều dài khoảng 50cm - Một tờ giấy kẻ ô milimet III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 1. Chu kì dao động của con lắc đơn phụ thuộc vào biên độ dao động như thế nào? - Tiến hành: Quả nặng 50g, chiều dài con lắc đơn 50cm; kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng biên độ A = 3cm. Đo thời gian con lắc thực hiện 10 dao động toàn phần. Ghi kết quả vào bảng số liệu. - Thực hiện phép đo trên với các giá trị khác nhau của biên độ A (A = 6cm, 9cm). Ghi kết quả vào bảng số liệu. A(cm) Thời gian 10 dao động Chu kì T A1= 3 A2= 6 A3= 9 - Từ bảng số liệu rút ra định luật về chu kì của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ. 2. Chu kì dao động của con lắc đơn phụ thuộc vào khối lượng của con lắc như thế nào? - Chiều dài con lắc đơn cố định 50cm, khối lượng của con lắc lần lượt là: 50g; 100g; 150g. - Đo thời gian 10 dao động toàn phần để xác định chu kì T. m (g) Thời gian 10 dao động Chu kì T 50 100 150 - Từ bảng số liệu rút ra định luật về khối lượng của con lắc đơn. 3. Chu kì dao động của con lắc đơn phụ thuộc vào chiều dài của con lắc như thế nào? - Dùng con lắc đơn có khối lượng là 50g, chiều dài là 50cm, Đo thời gian 10 dao động để xác định chu kì T. - Thay đổi chiều dài con lắc đơn, giữ nguyên khối lượng, Đo thời gian 10 dao động để tính chu kì T. Chiều dài l (m) Thời gian t = 10T Chu kì T T2 (s2) T2/l (s2/cm) l1 = 30cm l2 = 40 cm l3 = 50cm - Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của T vào l. Rút ra nhận xét. - Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của T2 vào l. Rút ra nhận xét. - Phát biểu định luật về chiều dài của con lắc đơn.
2. B. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Ứng dụng quan trọng nhất của con lắc đơn là A. xác định chu kì dao động. B. xác định chiều dài con lắc. C. xác định gia tốc trọng trường. D. khảo sát dao động điều hòa của một vật. Câu 2: Tại một nơi trên Trái Đất chu kì dao động của con lắc đơn A. không đổi khi chiều dài dây treo con lắc thay đổi. B. tăng khi khối lượng vật nặng của con lắc tăng. C. tăng khi chiều dài dây treo con lắc giảm. D. không đổi khi khối lượng của vật nặng thay đổi. Câu 3: Tại một nơi xác định, một con lắc đơn dao động điều hòa với chu kì T, khi chiều dài con lắc tăng 4 lần thì chu kỳ con lắc A. không đổi. B. tăng 16 lần. C. tăng 2 lần. D. tăng 4 lần. Câu 4: Trong bài thực hành “ Khảo sát dao động của con lắc đơn” với dao động bé. Chu kỳ dao động của con lắc đơn A. phụ thuộc vào khối lượng vật nặng. B. có đường biểu diễn bình phương chu kỳ theo chiều dài là đường thẳng. C. không phụ thuộc vào chiều dài con lắc. D. tỉ lệ với chiều dài của con lắc. Câu 5: Trong thí nghiệm đo gia tốc trọng trường bằng cách dùng con lắc đơn, thước đo và đồng hồ. Biện pháp nào sau đây làm giảm độ chính xác của phép đo? A. Đo nhiều chu kì dao động để suy ra giá trị của một chu kì. B. Cho con lắc dao động với biên độ góc nhỏ. C. Dùng quả cầu con lắc có khối lượng lớn và kích thước nhỏ. D. Dùng con lắc đơn có chiều dài dây treo ngắn. Câu 6: Con lắc đơn chiều dài ℓ = 1 m, thực hiện 10 dao động mất 20 s. Lấy π = 3,14. Gia tốc trọng trường tại nơi thí nghiệm là A. g = 10 m/s2. B. g = 9,86 m/s2. C. g = 9,80 m/s2. D. g = 9,78 m/s2. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 7: Một con lắc đơn có chu kì 2 s. Nếu tăng chiều dài con lắc thêm 20,5 cm thì chu kì dao động là 2,2 s. Tìm gia tốc trọng trường nơi làm thí nghiệm gần giá trị nào sau đây nhất? A. 9,8 m/s2. B. 10m/s2. C. 9,7 m/s2. D. 9,6 m/s2. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. BÀI TẬP TỔNG HỢP CHƯƠNG I – DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Câu 1: Đối với dao động tuần hoàn, khoảng thời gian ngắn nhất mà sau đó trạng thái dao động của vật được lặp lại như cũ được gọi là A. tần số dao động. B. chu kì riêng của dao động. C. tần số riêng của dao động. D. chu kì dao động. Câu 2: Một con lắc đơn gồm sợi dây có khối lượng không đáng kể, không dãn, có chiều dài và viên bi có khối lượng m. Kích thích cho con lắc dao động điều hòa ở nơi có gia tốc trọng trường g. Nếu chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng của viên bi thì thế năng của con lắc ở li độ góc có biểu thức là A. mg 3 2cos . B. mg 1 sin . C. mg 1 cos . D. mg 1 cos . Câu 3: Chọn phát biểu đúng. Biên độ dao động của con lắc lò xo không ảnh hưởng đến A. tần số dao động. B. động năng cực đại C. vận tốc cực đại. D. gia tốc cực đại. Câu 4: Dao động cơ học điều hòa đổi chiều khi lực phục hồi A. đổi chiều. B. có độ lớn cực tiểu. C. bằng không. D. có độ lớn cực đại. Câu 5: Con lắc lò xo dao động điều hòa trên phương ngang, tốc độ vật triệt tiêu khi A. lực tác dụng vào vật bằng 0. B. lò xo có chiều dài tự nhiên. C. độ lớn li độ cực đại. D. gia tốc vật bằng 0.
3. Câu 6: Một vật dao động điều hoà với biên độ A. Động năng bằng ba lần thế năng khi li độ của nó bằng A. x = A/ 2 . B. x = A. C. x = A/2. D. x = ± A/ . Câu 7: Khi nói về dao động cơ cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là sai? A. Tần số dao động cưỡng bức bằng tần số của lực cưỡng bức. B. Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức. C. Biên độ của dao động cưỡng bức càng lớn khi tần số của lực cưỡng bức cần gần tần số riêng của hệ dao động. D. Tần số của dao động cưỡng bức lớn hơn tần số của lực cưỡng bức. Câu 8: Dao động tắt dần là một dao động có A. biên độ giảm dần do ma sát. B. chu kì tăng tỉ lệ với thời gian. C. có ma sát cực đại. D. biên độ thay đổi liên tục. Câu 9: Một vật dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực F F0 cos 2 ft (với F0 và f không đổi, t tính bằng s). Tần số dao động cưỡng bức của vật là A. f. B. f . C. 2f . D. 0,5f. Câu 10: Một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ và lò xo nhẹ có độ cứng k. Con lắc dao động điều hòa dọc theo trục ox nằm ngang. Khi vật có li độ x thì lực đàn hồi của lò xo tác dụng vào nó là 1 1 A. kx2 . B. kx . C. kx2 . D. kx . 2 2 Câu 11: Một vật dao động điều hoà có phương trình dao động là x = 5cos(2 t + /3) (cm). Lấy 2 = 10. Gia tốc của vật khi có li độ x = 3 cm là A. -120 cm/s2. B. 1,20 m/s2. C. -60 cm/s2. D. -12 cm/s2. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 12: Một vật dao động điều hoà có phương trình dao động là x = 5cos(2 t + /3) (cm). Vận tốc của vật khi có li độ x = 3 cm bằng A. 12,56 cm/s. B. 25,12 cm/s. C. 25,12 cm/s. D. 12,56 cm/s. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 13: Một chất điểm thực hiện dao động điều hòa với chu kì T = 3,14 s và biên độ A = 1 m. Tại thời điểm chất điểm đi qua vị trí cân bằng thì vận tốc của nó có độ lớn bằng A. 2 m/s. B. 0,5 m/s. C. 3 m/s. D. 1 m/s. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 14: Một con lắc lò xo có chu kì riêng T0 = 2s. Tác dụng vào con lắc lực cưỡng bức nào sau đây sẽ làm cho con lắc dao động mạnh nhất? A. F = F0cos(πt). B. F = 3.F0cos(πt). C. F = 2F0cos(2.πt). D. F = 3F0cos(2.πt). .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 15: Con lắc có chiều dài l1 dao động với tần số f1 1/ 3( Hz ) , con lắc đơn khác có chiều dài l2 dao động với tần số f2 1/ 4( Hz ) . Tần số của con lắc đơn có chiều dài bằng hiệu hai độ dài trên là A. f 0,29 Hz . B. f 1. Hz C. f 0,38 Hz . D. f 0,61 Hz . .................................................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................................................
4. .................................................................................................................................................................................. Câu 16: Con lắc lò xo gồm lò xo k và vật m, dao động điều hòa với tần số f = 1 Hz. Muốn tần số dao động của con lắc là f ' = 0,5 Hz thì khối lượng của vật m' phải là A. m' = 2m. B. m' = 3m. C. m' = 4m. D. m' = 5m. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 17: Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng 100g gắn vào đầu lò xo có độ cứng 100N/m. Kích thích vật dao động. Trong quá trình dao động , vật có vận tốc cực đại bằng 62,8 cm/s. Lấy 2 10 . Biên độ dao động của vật là A. 2cm . B. 2cm . C. 4cm . D. 3,6cm . .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 18: Một chất điểm khối lượng m = 100g, dao động điều điều hoà dọc theo trục Ox với phương trình x = 4cos(2t) (cm). Cơ năng trong dao động điều hoà của chất điểm là A. 0,32J. B. 3200J. C. 0,32mJ. D. 3,2J. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 19: Một vật nhỏ dao động điều hòa theo trục Ox với tần số góc  và biên độ A(cm). Biết gốc tọa độ O là vị trí cân bằng của vật. Chọn gốc thời gian là lúc vật có li độ A/2 và đạng chuyển động theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là A. x Acos  t / 3 . B. x Acos  t / 3 . C. x Acos  t / 4 . D. x Acos  t / 4 . .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 20: Một người đi bộ bước đều xách một xô nước. Chu kì dao động riêng của nước trong xô là T0 = 0,90s. Mỗi bước dài 60cm. Muốn cho nước trong xô đừng văng tung toé ra ngoài thì người đó không được bước đi với tốc độ nào sau đây? A. 5 km/h. B. 2,4 km/h. C. 4 km/h. D. 2 m/s. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 21: Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương. Hai dao động này có phương trình lần lượt là x1 = 4cos(10t + 2 /5)( cm) và x2 = 3cos(10t - 3 /5) (cm). Độ lớn vận tốc của vật ở vị trí cân bằng là: A. 100 cm/s. B. 10 cm/s. C. 80 cm/s . D. 50 cm/s. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 22: Hai dao động điều hòa thành phần cùng phương, cùng tần số, dao động vuông pha có biên độ là A1 và A2 thỏa mãn 3A2 = 4A1 thì dao động tổng hợp có biên độ là A. A = (5/4)A1. B. A = (5/3)A1. C. A = 3A1. D. A = 4A1. .................................................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................................................
5. .................................................................................................................................................................................. Câu 23: Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, có phương trình lần lượt là x1 = 6sin(πt π + φ1) cm và x2 = 8cos(πt + ) cm. Biên độ dao động tổng hợp có giá trị A = 14 cm thì pha ban đầu của dao động 3 thứ nhất là A. π/6 rad. B. 2π/3 rad. C. 5π/6 rad. D. π/3 rad. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. BÀI 7. SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM 1. Định nghĩa: Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường. 2. Phân loại: - Sóng ngang: phương dao động của các phần tử vật chất vuông góc với phương truyền sóng. - Sóng dọc: phương dao động của các phần tử vật chất trùng với phương truyền sóng. 3.Các đại lượng đặc trưng của sóng: - Biên độ A của sóng là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua. - Chu kì (Tần số) của sóng là chu kì (tần số) dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua.. - Tốc độ truyền sóng v là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường. - Bước sóng 휆 là quãng đường sóng truyền được trong một chu kì λ = vT = v/f (khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha). - Năng lượng sóng là năng lượng dao động của các phần tử vật chất có sóng truyền qua. 4. Phương trình sóng: - Tại nguồn: = 표푠(휔푡 + 휑) 2 - Tại điểm M cách nguồn một đoạn x: = 표푠(휔푡 + 휑 − ) 휆 B. DẠNG TOÁN CƠ BẢN Ví dụ 1: Một người quan sát thấy một cánh hoa trên hồ nước nhô lên 10 lần trong khoảng thời gian 36 s. Khoảng cách giữa ba đỉnh sóng kế tiếp là 24 m. Tính tốc độ truyền sóng trên mặt hồ. A. 3 m/s. B. 3,32 m/s. C. 3,76 m/s. D. 6,0 m/s. Hướng dẫn t 36 T 4 s n 1 10 1  v 3 m.s Chọn A. x T  12 m m1 Ví dụ 2: Trên một sợi dây dài đang có sóng ngang u hình sin truyền qua theo chiều dương của trục Ox. Tại thời điểm t0, một đoạn của sợi dây có hình M x dạng như hình bên. Hai phần tử dây tại M và O O dao động lệch pha nhau A. π/4. B. 2π/3. C. π/3. D. 3π/4. Hướng dẫn * Bước sóng: 휆 = 8 ô; * Khoảng cách hai vị trí cân bằng của O và M là d = 3ô = 3 휆 /8 nên chúng dao động lệch pha nhau: 2 d 3 Chọn D.  4
6. Ví dụ 3: Sóng truyền với tốc độ 6 m/s từ điểm O đến điểm M nằm trên trên cùng một phương truyền sóng cách nhau 3,4 m. Coi biên độ sóng không đổi. Viết phương trình sóng tại M, biết phương trình sóng tại điểm O là u = 5cos(5πt + π/6) (cm). A. uM = 5cos(5πt −17π/6) (cm). B. uM = 5cos(5πt – 8π/3) (cm). C. uM = 5cos(5πt + 4π/3) (cm). D. uM = 5cos(5πt – 2π/3) (cm). Hướng dẫn 2d 2d  d 5.3,4 17 Dao động tại M trễ pha hơn dao động tại O là :  vT v 6 6 17 8 uM 5cos 10 t 5cos 10 t cm Chọn B. 6 6 3 C. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Sóng cơ là A. dao động lan truyền trong một môi trường. B. dao động của mọi điểm trong môi trường. C. một dạng chuyển động đặc biệt của môi trường D. sự truyền chuyển động của các phần tử trong môi trường. Câu 2: Tốc độ truyền sóng cơ học giảm dần trong các môi trường A. rắn, khí, lỏng. B. khí, lỏng, rắn. C. rắn, lỏng, khí. D. lỏng, khí, rắn. Câu 3: Để phân loại sóng ngang và sóng dọc người ta dựa vào A. tốc độ truyền sóng và bước sóng. B. phương truyền sóng và tần số sóng. C. phương dao động và phương truyền sóng. D. phương dao động và tốc độ truyền sóng. Câu 4: Sóng ngang là sóng có phương dao động A. nằm ngang. B. trùng với phương truyền sóng. C. vuông góc với phương truyền sóng. D. thẳng đứng. Câu 5:Một sóng cơ học có tần số ƒ lan truyền trong một môi trường tốc độ v. Bước sóng λ của sóng này trong môi trường đó được tính theo công thức A. λ = v/ƒ. B. λ = v.ƒ . C. λ = ƒ/v . D. λ = 2πv/ƒ. Câu 6:Tốc độ truyền sóng cơ học phụ thuộc vào A. tần số sóng. B. bản chất của môi trường truyền sóng C. biên độ của sóng. D.bước sóng. Câu 7: Một sóng cơ khi truyền trong môi trường 1 có bước sóng và vận tốc là λ1 và v1. Khi truyền Trong môi trường 2 có bước sóng và vận tốc là λ2 và v2. Biểu thức nào sau đây là đúng? 1 v1 2 v1 A. λ1 = λ2. B. . C. . D. ν1 = ν2 . 2 v2 1 v2 Câu 8: Một sóng cơ học lan truyền trong một môi trường tốc độ v. Bước sóng của sóng này trong môi trường đó là λ. Chu kỳ dao động của sóng có biểu thức là A. T = v/λ. B. T = v.λ . C. T = λ/v. D. T = 2πv/λ. Câu 9: Khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên phương truyền sóng dao động vuông pha (lệch pha góc 900) là A. λ/4. B. λ/2. C. λ. D. 2λ. Câu 10: Khi một sóng cơ học truyền từ không khí vào nước thì đại lượng nào sau đây không thay đổi? A. Tốc độ truyền sóng. B. Tần số dao động sóng. C. Bước sóng. D. Năng lượng sóng. Câu 11: Một sóng lan truyền với tốc độ v = 200 m/s có bước sóng λ = 4 m. Chu kỳ dao động của sóng là A. T = 0,02 s. B. T = 50 s. C. T = 1,25 s. D. T = 0,2 s. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 12: Sóng cơ có tần số 200 Hz lan truyền trong một môi trường với tốc độ 1500 m/s. Bước sóng của sóng này trong môi trường đó là
7. A. λ = 75 m. B. λ = 7,5 m. C. λ = 3 m. D. λ = 30,5 m. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 13: Một người quan sát trên mặt biển thấy chiếc phao nhô lên cao 10 lần trong 36 s và đo được khoảng cách hai đỉnh lân cận là 10 m. Tính tốc độ truyền sóng trên mặt biển. A. v = 2,5 m/s. B. v = 5 m/s. C. v = 10 m/s. D. v = 1,25 m/s .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 14: Một người.quan sát mặt biển thấy có 5 ngọn sóng đi qua trước mặt mình Trong khoảng thời gian 10 s và đo được khoảng cách giữa 2 ngọn sóng liên tiếp bằng 5 m. Coi sóng biển là sóng ngang. Tốc độ của sóng biển là A. v = 2 m/s. B. v = 4 m/s. C. v = 6 m/s. D. v = 8 m/s. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 15: Một sóng cơ có tần số 50 Hz truyền theo phương Ox có tốc độ 30 m/s. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương Ox mà dao động của các phần tử môi trường tại đó lệch pha nhau bằng 3 A. 10 cm. B. 20 cm. C. 5 cm. D. 60 cm. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 16: Cho một sóng ngang có phương trình = 8 cos(20 푡 − 0,04 ) , trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây. Bước sóng là A.  0,1m . B.  50cm . C.  8mm . D.  1m . .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 17: Một sóng cơ truyền trên một sợi dây đàn hồi rất dài. Phương trình sóng tại một điểm trên dây có dạng x u 4cos 20 t mm. Tốc độ truyền sóng trên sợi dây có giá trị. 3 A. 60 mm/s . B. 60 cm/s. C. 60 m/s . D. 30 mm/s. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. Câu 18: Nguồn sóng có phương trình u = 2cos(2 t + )(cm). Biết sóng lan truyền với bước sóng 0,4m. Coi biên 4 độ sóng không đổi. Phương trình dao động của sóng tại điểm nằm trên phương truyền sóng, cách nguồn sóng 10 cm là A. u = 2cos(2 t + ) (cm). B. u = 2cos(2 t - ) (cm). 2 3 3 C. u = 2cos(2 t - ) (cm). D. u = 2cos(2 t + ) (cm). 4 4 .................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................................................