Đề thi học kì 1 Vật lí 11 Cánh diều - Đề số 5

Câu 1 : Đáp án câu đúng: Chu kì dao động của con lắc lò xo là:

A.
$T = \sqrt{\frac{k π}{m}}$
B.
$T = 2 π \sqrt{\frac{k}{m}}$
C.
$T = \frac{π}{2} \sqrt{\frac{k}{m}}$
D.
$T = 2 π \sqrt{\frac{m}{k}}$

Câu 2 : Khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha là:

A.
$λ / 4$
B.
$λ$
C.
$2 λ$
D.
$λ / 2$

Câu 3 : Đơn vị cường độ âm là:

A.
$N / m^{2}$
B.
$W / m^{2}$
C.
$W / m$
D.
$B (B e n)$

Câu 4 : Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với biên độ 20mm, tần số 2Hz. Tại thời điểm $t = 0 s$ vật đi qua vị trí có li độ 1cm theo chiều âm. Phương trình dao động của vật là:

A.
$x = 2 c o s (4 π t - \frac{π}{2}) c m$
B.
$x = 2 c o s (4 π t + \frac{π}{3}) c m$
C.
$x = 1 c o s (4 π t + \frac{π}{6}) c m$
D.
$x = 1 c o s (4 π t - \frac{π}{2}) c m$

Câu 5 : Một sóng cơ hình sin lan truyền trong môi trường đàn hồi. Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong

A.
một chu kỳ.
B.
hai chu kỳ.
C.
nửa chu kỳ.
D.
một giây.

Câu 6 : Phát biểu nào sau đây về sóng cơ học là không đúng?

A.
Chu kỳ của sóng bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động.
B.
Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kỳ.
C.
Tốc độ truyền sóng bằng tốc độ dao động của các phần tử dao động.
D.
Tần số của sóng bằng tần số dao động của các phần tử dao động.

Câu 7 : Tại điểm phản xạ cố định, sóng tới và sóng phản xạ luôn

A.
cùng pha.
B.
lệch pha $\frac{π}{3}$ .
C.
ngược pha.
D.
lệch pha $\frac{π}{2}$ .

Câu 8 : Trong các môi trường sau đây, tốc độ truyền âm trong môi trường nào là lớn nhất?

A.
Nước.
B.
Nhôm.
C.
Không khí.
D.
Khí hiđrô.

Câu 9 : Dao động tắt dần:

A.
Có biên độ giảm dần theo thời gian
B.
Luôn có lợi
C.
Có biên độ không đổi theo thời gian
D.
Luôn có hại

Câu 10 : Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, biên độ $A_{1}$ và $A_{2}$ có biên độ $A$ thỏa mãn điều kiện nào là:

A.
$A = | A_{1} - A_{2} |$
B.
$A \leq A_{1} + A_{2}$
C.
$A \geq | A_{1} - A_{2} |$
D.
$| A_{1} - A_{2} | \leq A \leq A_{1} + A_{2}$

Câu 11 : Khi nói về dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây là đúng?

A.
Hợp lực tác dụng lên vật dao động điều hòa luôn hướng về vị trí cân bằng.
B.
Dao động của con lắc lò xo luôn là dao động điều hòa.
C.
Dao động của con lắc đơn luôn là dao động điều hòa.
D.
Cơ năng của vật dao động điều hòa không phụ thuộc biên độ dao động.

Câu 12 : Một con lắc lò xo đang thực hiện dao động cưỡng bức. Biết ngoại lực cưỡng bức tác dụng vào con lắc có biểu thức $F = 0, 25 \cos 4 π t (N)$ (t tính bằng s). Con lắc dao động với tần số là

A.
0,25 Hz.
B.
$2 π H z$ .
C.
$4 π H z$ .
D.
2 Hz.

Câu 13 : Một vật dao động điều hòa với biên độ 4 cm và chu kỳ 2s. Quãng đường vật đi được trong 4s là

A.
16 cm.
B.
32 cm.
C.
64 cm.
D.
8 cm.

Câu 14 : Một chất điểm dao động điều hòa. Khi vật chuyển động từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì

A.
thế năng chuyển hóa thành cơ năng.
B.
động năng chuyển hóa thành cơ năng.
C.
thế năng chuyển hóa thành động năng.
D.
động năng chuyển hóa thành thế năng.

Câu 15 : Một sợi dây mềm có một đầu cố định, một đầu tự do. Trên dây đang có sóng dừng và chỉ có ba nút sóng (tính cả đầu dây cố định). Chiều dài của sợi dây là 100cm. Sóng truyền trên dây có bước sóng là

A.
100 cm.
B.
120 cm.
C.
60 cm.
D.
80 cm.

Câu 16 : Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương có phương trình dao động lần lượt là $x_{1} = 4 \sqrt{2} c o s (10 π t + \frac{π}{3}) c m, x_{2} = 4 \sqrt{2} c o s (10 π t - \frac{π}{6}) c m$ có phương trình là:

A.
$x = 8 c o s (10 π t + \frac{π}{12}) c m$
B.
$x = 4 \sqrt{2} c o s (10 π t + \frac{π}{12}) c m$
C.
$x = 8 c o s (10 π t - \frac{π}{6}) c m$
D.
$x = 4 \sqrt{2} c o s (10 π t - \frac{π}{6}) c m$

Câu 17 : Dụng cụ nào sau đây không sử dụng trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Young?

A.
Đèn laze.
B.
Khe cách tử.
C.
Thước đo độ dài
D.
Lăng kính

Câu 18 : Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp được đặt tại $A$ và $B$ dao động theo phương trình $u_{A} = u_{B} = a \cos 30 π t$ ( $a$ không đổi, $t$ tính bằng $s$ ). Tốc độ truyền sóng trong nước là $60 c m / s$ . Hai điểm P,Q nằm tren mặt nước có hiệu khoảng cách đến hai nguồn là $P A - P B = 6 c m, Q A - Q B = 12 c m$ . Kết luận về dao động của P,Q là

A.
$P$ có biên độ cực tiểu, $Q$ có biên độ cực đại.
B.
$P, Q$ có biên độ cực tiểu.
C.
$P, Q$ có biên độ cực đại.
D.
$P$ có biên độ cực đại, $Q$ có biên độ cực tiểu.

Câu 19 : Trên một sợi dây đàn hồi dài 1m, hai đầu cố định, đang có sóng dừng với $5$ nút sóng (kể cả hai đầu dây). Bước sóng của sóng truyền trên dây là:

A.
2m
B.
0,5m
C.
1,5m
D.
1m

Câu 20 : Một vật dao động điều hòa với biên độ $A$ và chu kì $T$ . Trong khoảng thời gian $Δ t = 4 T / 3$ , quãng đường lớn nhất $(S_{max})$ mà vật đi được là:

A.
$4 A - A \sqrt{3}$
B.
$A + A \sqrt{3}$
C.
$4 A + A \sqrt{3}$
D.
$2 A \sqrt{3}$

Câu 21 : Sóng ánh sáng nhìn thấy có bước sóng nằm trong khoảng

A.

380nm đến 760nm.
B.

380mm đến 760mm.
C.

380cm đến 760cm.
D.

380pm đến 760pm.

Câu 22 : Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng S phát đồng thời 2 bức xạ có bước sóng là = 0,42m và = 0,7m. Khoảng cách hai khe S₁ và S₂ là a = 0,8mm, màn ảnh cách 2 khe là D = 2,4m. Tính khoảng cách từ vân tối thứ 3 của bức xạ và vân sáng thứ 5 của bức xạ.

A.
9,45 mm
B.
6,30 mm
C.
8,15 mm
D.
6,45 mm

Câu 23 : Một chất điểm dao động điều hòa có vận tốc bằng không tại hai thời điểm liên tiếp $t_{1} = 2, 2 (s)$ và $t_{2} = 2, 9 (s)$ . Tính từ thời điểm ban đầu ( $t_{o} = 0 s$ ) đến thời điểm $t_{2}$ chất điểm đã đi qua vị trí cân bằng số lần là:

A.
$3$ lần
B.
$4$ lần
C.
$6$ lần
D.
$5$ lần

Câu 24 : Một vật có khối lượng $m_{1}$ treo vào một lò xo độ cứng $k$ thì chu kì dao động là $T_{1} = 3 s$ Thay vật $m_{1}$ bằng vật $m_{2}$ thì chu kì dao động $T_{2} = 2 s$ . Thay vật $m_{2}$ bằng vật có khối lượng $(2 m_{1} + 4, 5 m_{2})$ thì chu kì dao động của con lắc là:

A.
$1 / 6 s$
B.
0,5s
C.
$1 / 3 s$
D.
6s

Câu 25 : Một sóng cơ truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình $u = 2 \cos (20 t - 4 x) (c m)$ (x tính bằng mét, t tính bằng giây). Tốc độ truyền sóng này là

A.
40 m/s.
B.
5 m/s.
C.
4 m/s.
D.
50 m/s.

Câu 26 : Một sóng cơ có chu kì 2s lan truyền với tốc độ 1m/s. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà tại đó các phần tử vật chất của môi trường dao động ngược pha là

A.
0,5 m.
B.
1,0 m.
C.
2,5 m.
D.
2,0 m.

Câu 27 : Một âm có mức cường độ âm là 40dB. Cho biết cường độ âm chuẩn là $I_{0} = 10^{- 12} W / m^{2}$ . Cường độ âm của âm này bằng

A.
$10^{- 4} W / m^{2}$ .
B.
$10^{- 8} W / m^{2}$ .
C.
$10^{- 6} W / m^{2}$ .
D.
$10^{- 2} W / m^{2}$ .

Câu 28 : Một con lắc lò xo nằm ngang có tần số góc dao động riêng $ω = 10 r a d / s$ . Tác dụng vào vật nặng theo phương của trục lò xo, một ngoại lực biến thiên $F_{n} = F_{0} c o s (20 t) N$ . Sau một thời gian vật dao động điều hòa trên đoạn thẳng MN = 10 cm. Khi vật cách M một đoạn 2 cm thì tốc độ của nó là

A.
40 cm/s.
B.
60 cm/s.
C.
80 cm/s.
D.
30 cm/s.

Câu 29 : Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox với biên độ 10cm, chu kì 2s. Thời điểm ban đầu vật qua vị trí có li độ 5cm theo chiều dương. Kể từ thời điểm ban đầu đến khi chất điểm qua vị trí có gia tốc cực đại lần đầu tiên thì tốc độ trung bình của chất điểm là

A.
22,5 cm/s.
B.
18,75 cm/s.
C.
15 cm/s.
D.
18 cm/s.

Câu 30 : Trên một sợi dây đàn hồi đang xảy ra hiện tượng sóng dừng với tần số của sóng bằng 5Hz. O là một điểm nút và P là điểm bụng gần O nhất, N là một điểm thuộc đoạn OP, cách O 0,2 cm. Biết rằng khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp độ lớn li độ dao động của phần tử tại P bằng biên độ dao động của phần tử tại N là $\frac{1}{20} s$ . Bước sóng trên dây bằng

A.
2,4cm.
B.
1,6cm.
C.
4,8cm.
D.
1,2cm.

Câu 1 : Đáp án câu đúng: Chu kì dao động của con lắc lò xo là:

A.
$T = \sqrt{\frac{k π}{m}}$
B.
$T = 2 π \sqrt{\frac{k}{m}}$
C.
$T = \frac{π}{2} \sqrt{\frac{k}{m}}$
D.
$T = 2 π \sqrt{\frac{m}{k}}$

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Biểu thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo

Lời giải chi tiết :

Chu kì dao động của con lắc lò xo: $T = 2 π \sqrt{\frac{m}{k}}$

Đáp án D.

Câu 2 : Khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha là:

A.
$λ / 4$
B.
$λ$
C.
$2 λ$
D.
$λ / 2$

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Sử dụng lí thuyết đại cương về sóng cơ học

Lời giải chi tiết :

Khoảng cách giữa hai điểm gần nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha chính là một bước sóng $λ$ .

Đáp án B.

Câu 3 : Đơn vị cường độ âm là:

A.
$N / m^{2}$
B.
$W / m^{2}$
C.
$W / m$
D.
$B (B e n)$

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Sử dụng lí thuyết về cường độ âm: Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian: $I = \frac{P}{S}$

Lời giải chi tiết :

Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian:

$I = \frac{P}{S}$

Đơn vị: $W / m^{2}$

Đáp án B.

Câu 4 : Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với biên độ 20mm, tần số 2Hz. Tại thời điểm $t = 0 s$ vật đi qua vị trí có li độ 1cm theo chiều âm. Phương trình dao động của vật là:

A.
$x = 2 c o s (4 π t - \frac{π}{2}) c m$
B.
$x = 2 c o s (4 π t + \frac{π}{3}) c m$
C.
$x = 1 c o s (4 π t + \frac{π}{6}) c m$
D.
$x = 1 c o s (4 π t - \frac{π}{2}) c m$

Đáp án : B

Phương pháp giải :

+ Bước 1: Xác định biên độ

+ Bước 2: Xác định tần số góc, sử dụng biểu thức $ω = 2 π f$

+ Bước 3: Xác định pha ban đầu $t = 0 : {\begin{array}{l} x_{0} = A c o s φ \\ v = - A ω \sin φ \end{array}$

+ Bước 4: Viết phương trình dao động điều hòa

Lời giải chi tiết :

Ta có:

+ Biên độ dao động của vật: $A = 20 m m = 2 c m$

+ Tần số góc của dao động: $ω = 2 π f = 2 π .2 = 4 π (r a d / s)$

+ Tại thời điểm ban đầu $t = 0$ ,

${\begin{array}{l} x_{0} = A c o s φ = 1 c m \\ v = - A s i n φ < 0 \end{array} \Rightarrow {\begin{array}{l} c o s φ = \frac{1}{2} \\ \sin φ > 0 \end{array} \Rightarrow φ = \frac{π}{3}$

+ Phương trình dao động của vật: $x = 2 c o s (4 π t + \frac{π}{3}) c m$

Đáp án B.

Câu 5 : Một sóng cơ hình sin lan truyền trong môi trường đàn hồi. Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong

A.
một chu kỳ.
B.
hai chu kỳ.
C.
nửa chu kỳ.
D.
một giây.

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Bước sóng là quãng đường sóng truyền trong 1 chu kỳ.

Lời giải chi tiết :

Bước sóng là quãng đường sóng truyền trong 1 chu kỳ.

Đáp án A.

Câu 6 : Phát biểu nào sau đây về sóng cơ học là không đúng?

A.
Chu kỳ của sóng bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động.
B.
Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kỳ.
C.
Tốc độ truyền sóng bằng tốc độ dao động của các phần tử dao động.
D.
Tần số của sóng bằng tần số dao động của các phần tử dao động.

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Sử dụng lí thuyết sóng cơ học.

Lời giải chi tiết :

Trong sóng cơ:

Chu kỳ của sóng bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động.

Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kỳ.

Tốc độ truyền sóng bằng tốc độ truyền pha dao động

Tần số của sóng bằng tần số dao động của các phần tử dao động.

Vậy đáp án C không đúng.

Đáp án C.

Câu 7 : Tại điểm phản xạ cố định, sóng tới và sóng phản xạ luôn

A.
cùng pha.
B.
lệch pha $\frac{π}{3}$ .
C.
ngược pha.
D.
lệch pha $\frac{π}{2}$ .

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Sử dụng lí thuyết phản xạ sóng.

Lời giải chi tiết :

Nếu sóng tới gặp một vật cản cố định thì tại điểm phản xạ sóng tới ngược pha với sóng phản xạ.

Đáp án C.

Câu 8 : Trong các môi trường sau đây, tốc độ truyền âm trong môi trường nào là lớn nhất?

A.
Nước.
B.
Nhôm.
C.
Không khí.
D.
Khí hiđrô.

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Tốc độ truyền âm trong chất rắn là lớn nhất rồi đến chất lỏng, chất khí.

Lời giải chi tiết :

Tốc độ truyền âm trong nhôm (chất rắn) là lớn nhất.

Đáp án B.

Câu 9 : Dao động tắt dần:

A.
Có biên độ giảm dần theo thời gian
B.
Luôn có lợi
C.
Có biên độ không đổi theo thời gian
D.
Luôn có hại

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Sử dụng lí thuyết về dao động tắt dần

Lời giải chi tiết :

A – đúng

B, D – sai vì: Dao động tắt dần vừa có lợi vừa có hại

C – sai vì: Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian

Đáp án A.

Câu 10 : Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, biên độ $A_{1}$ và $A_{2}$ có biên độ $A$ thỏa mãn điều kiện nào là:

A.
$A = | A_{1} - A_{2} |$
B.
$A \leq A_{1} + A_{2}$
C.
$A \geq | A_{1} - A_{2} |$
D.
$| A_{1} - A_{2} | \leq A \leq A_{1} + A_{2}$

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Sử dụng điều kiện của biên độ tổng hợp dao động điều hòa

Lời giải chi tiết :

Ta có điều kiện của biên độ tổng hợp của hai dao động thành phần: $| A_{1} - A_{2} | \leq A \leq A_{1} + A_{2}$

Đáp án D.

Câu 11 : Khi nói về dao động điều hòa, phát biểu nào sau đây là đúng?

A.
Hợp lực tác dụng lên vật dao động điều hòa luôn hướng về vị trí cân bằng.
B.
Dao động của con lắc lò xo luôn là dao động điều hòa.
C.
Dao động của con lắc đơn luôn là dao động điều hòa.
D.
Cơ năng của vật dao động điều hòa không phụ thuộc biên độ dao động.

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Sử dụng lí thuyết đại cương về dao động điều hòa.

Lời giải chi tiết :

A – đúng.

B – sai vì dao động của con lắc lò xo có thể là dao động tắt dần, duy trì, cưỡng bức, …

C – sai vì dao động của con lắc đơn có thể là dao động tắt dần, duy trì, cưỡng bức, …

D – sai vì cơ năng của vật dao động điều hòa tỉ lệ thuận với bình phương biên độ dao động.

Đáp án A.

Câu 12 : Một con lắc lò xo đang thực hiện dao động cưỡng bức. Biết ngoại lực cưỡng bức tác dụng vào con lắc có biểu thức $F = 0, 25 \cos 4 π t (N)$ (t tính bằng s). Con lắc dao động với tần số là

A.
0,25 Hz.
B.
$2 π H z$ .
C.
$4 π H z$ .
D.
2 Hz.

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Trong dao động cưỡng bức, tần số dao động bằng tần số của lực cưỡng bức.

Lời giải chi tiết :

Con lắc dao động với tần số là là:

$f_{0} = f = \frac{Ω}{2 π} = \frac{4 π}{2 π} = 2 (H z)$

Đáp án D.

Câu 13 : Một vật dao động điều hòa với biên độ 4 cm và chu kỳ 2s. Quãng đường vật đi được trong 4s là

A.
16 cm.
B.
32 cm.
C.
64 cm.
D.
8 cm.

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Trong 1 chu kỳ, quãng đường vật đi được là 4A.

Lời giải chi tiết :

Quãng đường vật đi được trong thời gian t = 4s = 2.T là:

$2.4 A = 8 A = 8.4 = 32 (c m)$

Đáp án B.

Câu 14 : Một chất điểm dao động điều hòa. Khi vật chuyển động từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì

A.
thế năng chuyển hóa thành cơ năng.
B.
động năng chuyển hóa thành cơ năng.
C.
thế năng chuyển hóa thành động năng.
D.
động năng chuyển hóa thành thế năng.

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Sử dụng lí thuyết năng lượng trong dao động điều hoà.

Lời giải chi tiết :

Khi vật đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng, thế năng giảm dần động năng tăng dần, thế năng chuyển hoá thành động năng, cơ năng không đổi.

Đáp án C.

Câu 15 : Một sợi dây mềm có một đầu cố định, một đầu tự do. Trên dây đang có sóng dừng và chỉ có ba nút sóng (tính cả đầu dây cố định). Chiều dài của sợi dây là 100cm. Sóng truyền trên dây có bước sóng là

A.
100 cm.
B.
120 cm.
C.
60 cm.
D.
80 cm.

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Điều kiện có sóng dừng trên sợi dây một đầu cố định, một đầu tự do: $l = (2 k + 1) \frac{λ}{4}$ với k+1 là số nút sóng.

Lời giải chi tiết :

Điều kiện có sóng dừng trên sợi dây một đầu cố định, một đầu tự do:

$l = (2 k + 1) \frac{λ}{4} \Rightarrow λ = \frac{4 l}{(2 k + 1)} = \frac{4.100}{5} = 80 c m$

Đáp án D.

Câu 16 : Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương có phương trình dao động lần lượt là $x_{1} = 4 \sqrt{2} c o s (10 π t + \frac{π}{3}) c m, x_{2} = 4 \sqrt{2} c o s (10 π t - \frac{π}{6}) c m$ có phương trình là:

A.
$x = 8 c o s (10 π t + \frac{π}{12}) c m$
B.
$x = 4 \sqrt{2} c o s (10 π t + \frac{π}{12}) c m$
C.
$x = 8 c o s (10 π t - \frac{π}{6}) c m$
D.
$x = 4 \sqrt{2} c o s (10 π t - \frac{π}{6}) c m$

Đáp án : A

Phương pháp giải :

+ Cách 1: Sử dụng công thức tổng hợp dao động điều hòa

- Biên độ dao động tổng hợp: $A^{2} = A_{1}^{2} + A_{2}^{2} + 2 A_{1} A_{2} c o s (φ_{1} - φ_{2})$

- Pha dao động tổng hợp: $\tan φ = \frac{A_{1} \sin φ_{1} + A_{2} \sin φ_{2}}{A_{1} c o s φ_{1} + A_{2} c o s φ_{2}}$

+ Cách 2: Sử dụng máy tính Casio:

$x = A_{1} ∠ φ_{1} + A_{2} ∠ φ_{2}$

Lời giải chi tiết :

Ta có: ${\begin{array}{l} x_{1} = 4 \sqrt{2} c o s (10 π t + \frac{π}{3}) c m \\ x_{2} = 4 \sqrt{2} c o s (10 π t - \frac{π}{6}) c m \end{array}$

+ Cách 1:

- Biên độ dao động tổng hợp:

$\begin{array}{l} A^{2} = A_{1}^{2} + A_{2}^{2} + 2 A_{1} A_{2} c o s (φ_{1} - φ_{2}) \\ = {(4 \sqrt{2})}^{2} + {(4 \sqrt{2})}^{2} + 2.4 \sqrt{2} .4 \sqrt{2} . c o s (\frac{π}{3} - (- \frac{π}{6})) = 64 \\ \Rightarrow A = 8 c m \end{array}$

- Pha ban đầu của dao động tổng hợp:

$\begin{array}{l} \tan φ = \frac{A_{1} \sin φ_{1} + A_{2} \sin φ_{2}}{A_{1} c o s φ_{1} + A_{2} c o s φ_{2}} = \frac{4 \sqrt{2} \sin \frac{π}{3} + 4 \sqrt{2} \sin - \frac{π}{6}}{4 \sqrt{2} c o s \frac{π}{3} + 4 \sqrt{2} c o s - \frac{π}{6}} = 2 - \sqrt{3} \\ \Rightarrow φ = 15^{0} = \frac{π}{12} \end{array}$

$\Rightarrow$ Phương trình dao động tổng hợp: $x = 8 c o s (10 π t + \frac{π}{12}) c m$

+ Cách 2:

$\begin{array}{l} x = 4 \sqrt{2} ∠ \frac{π}{3} + 4 \sqrt{2} ∠ - \frac{π}{6} = 8 ∠ \frac{π}{12} \\ \Rightarrow x = 8 c o s (10 π t + \frac{π}{12}) c m \end{array}$

Đáp án A.

Câu 17 : Dụng cụ nào sau đây không sử dụng trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Young?

A.
Đèn laze.
B.
Khe cách tử.
C.
Thước đo độ dài
D.
Lăng kính

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Lăng kính không sử dụng trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Young

Lời giải chi tiết :

Đáp án D

Câu 18 : Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp được đặt tại $A$ và $B$ dao động theo phương trình $u_{A} = u_{B} = a \cos 30 π t$ ( $a$ không đổi, $t$ tính bằng $s$ ). Tốc độ truyền sóng trong nước là $60 c m / s$ . Hai điểm P,Q nằm tren mặt nước có hiệu khoảng cách đến hai nguồn là $P A - P B = 6 c m, Q A - Q B = 12 c m$ . Kết luận về dao động của P,Q là

A.
$P$ có biên độ cực tiểu, $Q$ có biên độ cực đại.
B.
$P, Q$ có biên độ cực tiểu.
C.
$P, Q$ có biên độ cực đại.
D.
$P$ có biên độ cực đại, $Q$ có biên độ cực tiểu.

Đáp án : A

Phương pháp giải :

+ Sử dụng biểu thức tính tần số: $f = \frac{ω}{2 π}$

+ Áp dụng biểu thức tính bước sóng: $λ = \frac{v}{f}$

+ Áp dụng điều kiện để có cực đại, cực tiểu:

- Cực đại: $d_{2} - d_{1} = k λ$

- Cực tiểu: $d_{2} - d_{1} = (2 k + 1) \frac{λ}{2}$

Lời giải chi tiết :

+ Tần số của sóng: $f = \frac{ω}{2 π} = \frac{30 π}{2 π} = 15 H z$

+ Bước sóng: $λ = \frac{v}{f} = \frac{60}{15} = 4 c m$

+ Điểm P có: $P A - P B = 6 c m = \frac{3}{2} λ$

$\Rightarrow P$ thuộc cực tiểu số 2 tính từ trung trực AB đi ra

Điểm Q có: $Q A - Q B = 12 c m = 3 λ$

$\Rightarrow Q$ thuộc cực đại số 3 tính từ trung trực AB đi ra

Đáp án A.

Câu 19 : Trên một sợi dây đàn hồi dài 1m, hai đầu cố định, đang có sóng dừng với $5$ nút sóng (kể cả hai đầu dây). Bước sóng của sóng truyền trên dây là:

A.
2m
B.
0,5m
C.
1,5m
D.
1m

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Vận dụng điều kiện sóng dừng trên dây 2 đầu cố định: $l = k \frac{λ}{2}$

k = số bụng; k + 1 = số nút

Lời giải chi tiết :

Sóng dừng trên dây 2 đầu cố định: $l = k \frac{λ}{2}$ (1)

Lại có 5 nút sóng $\Rightarrow k = 5 - 1 = 4$

Thay vào (1) ta được: $1 = 4 \frac{λ}{2} \Rightarrow λ = 0, 5 m$

Đáp án B.

Câu 20 : Một vật dao động điều hòa với biên độ $A$ và chu kì $T$ . Trong khoảng thời gian $Δ t = 4 T / 3$ , quãng đường lớn nhất $(S_{max})$ mà vật đi được là:

A.
$4 A - A \sqrt{3}$
B.
$A + A \sqrt{3}$
C.
$4 A + A \sqrt{3}$
D.
$2 A \sqrt{3}$

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Áp dụng biểu thức tính quãng đường lớn nhất vật đi được trong khoảng thời gian $Δ t < \frac{T}{2}$ : $S_{m a x} = 2 A \sin \frac{Δ φ}{2}$

Lời giải chi tiết :

Ta có: $Δ t = \frac{4 T}{3} = T + \frac{T}{3}$

$\Rightarrow$ Quãng đường vật đi được: $S = S_{T} + S_{max (\frac{T}{3})}$

Ta có:

+ $S_{T} = 4 A$

+ Quãng đường lớn nhất vật đi được trong khoảng thời gian $\frac{T}{3}$ : $S_{m a x} = 2 A \sin \frac{Δ φ}{2}$

Ta có: $Δ φ = ω Δ t = \frac{2 π}{T} . \frac{T}{3} = \frac{2 π}{3}$

$\Rightarrow S_{max} = 2 A \sin \frac{\frac{2 π}{3}}{2} = \sqrt{3} A$

$\Rightarrow$ Quãng đường lướn nhất mà vật đi được trong khoảng thời gian $Δ t = \frac{4 T}{3}$ là: $S = 4 A + \sqrt{3} A$

Đáp án C.

Câu 21 : Sóng ánh sáng nhìn thấy có bước sóng nằm trong khoảng

A.

380nm đến 760nm.
B.

380mm đến 760mm.
C.

380cm đến 760cm.
D.

380pm đến 760pm.

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Sóng ánh sáng nhìn thấy có bước sóng nằm trong khoảng 380nm đến 760nm

Lời giải chi tiết :

Đáp án A

Câu 22 : Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng S phát đồng thời 2 bức xạ có bước sóng là = 0,42m và = 0,7m. Khoảng cách hai khe S₁ và S₂ là a = 0,8mm, màn ảnh cách 2 khe là D = 2,4m. Tính khoảng cách từ vân tối thứ 3 của bức xạ và vân sáng thứ 5 của bức xạ.

A.
9,45 mm
B.
6,30 mm
C.
8,15 mm
D.
6,45 mm

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Vị trí của vân tối thứ ba của bức xạ $λ_{1}$ là

$x_{T 3} = (2 k_{1} + 1) \frac{λ_{1}}{2} . \frac{D}{a} = (2.2 + 1) \frac{0, {42.10}^{- 6}}{2} . \frac{2, 4}{0, {8.10}^{- 3}} = 3, {15.10}^{- 3} m = 3, 15 m m$

Vị trí vân tối thứ năm của bức xạ $λ_{2}$ là

$x_{T 5} = (2 k_{2} + 1) \frac{λ_{2}}{2} . \frac{D}{a} = (2.4 + 1) \frac{0, {7.10}^{- 6}}{2} . \frac{2, 4}{0, {8.10}^{- 3}} = 9, {45.10}^{- 3} m = 9, 45 m m$

Khoảng cách giữa hai vân tối này là: $Δ x = 9, 45 - 3, 15 = 6, 30 m m$

Lời giải chi tiết :

Đáp án B

Câu 23 : Một chất điểm dao động điều hòa có vận tốc bằng không tại hai thời điểm liên tiếp $t_{1} = 2, 2 (s)$ và $t_{2} = 2, 9 (s)$ . Tính từ thời điểm ban đầu ( $t_{o} = 0 s$ ) đến thời điểm $t_{2}$ chất điểm đã đi qua vị trí cân bằng số lần là:

A.
$3$ lần
B.
$4$ lần
C.
$6$ lần
D.
$5$ lần

Đáp án : B

Phương pháp giải :

+ Vận có vận tốc bằng 0 khi ở vị trí biên

+ Sử dụng trục thời gian suy ra từ vòng tròn

Lời giải chi tiết :

+ Ta có, vật có vận tốc bằng 0 khi ở vị trí biên

+ Khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp vật có vận tốc bằng 0 là $\frac{T}{2}$

$\Rightarrow t_{2} - t_{1} = \frac{T}{2} \Leftrightarrow 2, 9 - 2, 2 = \frac{T}{2} \Rightarrow T = 1, 4 s$

+ Khoảng thời gian từ $t_{0} = 0 s$ đến $t_{2} = 2, 9 s$ là:

$Δ t = 2, 9 - 0 = 2, 9 s = 2 T + \frac{T}{14}$

Trong 1 chu kì vật qua VTCB 2 lần

$\Rightarrow$ Trong 2 chu kì vật qua VTCB 4 lần

Trong $\frac{T}{14}$ vật qua VTCB 0 lần

$\Rightarrow$ Trong khoảng thời gian từ $t_{0} = 0 s$ đến $t_{2} = 2, 9 s$ vật qua VTCB 4 lần

Đáp án B.

Câu 24 : Một vật có khối lượng $m_{1}$ treo vào một lò xo độ cứng $k$ thì chu kì dao động là $T_{1} = 3 s$ Thay vật $m_{1}$ bằng vật $m_{2}$ thì chu kì dao động $T_{2} = 2 s$ . Thay vật $m_{2}$ bằng vật có khối lượng $(2 m_{1} + 4, 5 m_{2})$ thì chu kì dao động của con lắc là:

A.
$1 / 6 s$
B.
0,5s
C.
$1 / 3 s$
D.
6s

Đáp án : D

Phương pháp giải :

+ Vận dụng biểu thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo: $T = 2 π \sqrt{\frac{m}{k}}$

+ Chu kì $T^{2} \~ m$

Lời giải chi tiết :

Ta có, chu kì $T = 2 π \sqrt{\frac{m}{k}}$

+ Khi vật có khối lượng $m_{1}$ thì $T_{1} = 2 π \sqrt{\frac{m_{1}}{k}}$

+ Khi vật có khối lượng $m_{2}$ thì $T_{2} = 2 π \sqrt{\frac{m_{2}}{k}}$

Lại có $T^{2} \~ m$

$\Rightarrow$ Khi thay bằng vât $m_{3} = 2 m_{1} + 4, 5 m_{2}$ thì:

$\begin{array}{l} T_{3}^{2} = 2 T_{1}^{2} + 4, 5 T_{2}^{2} \Rightarrow T_{3} = \sqrt{2 T_{1}^{2} + 4, 5 T_{2}^{2}} \\ \Rightarrow T_{3} = \sqrt{{2.3}^{2} + 4, {5.2}^{2}} = 6 s \end{array}$

Đáp án D.

Câu 25 : Một sóng cơ truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình $u = 2 \cos (20 t - 4 x) (c m)$ (x tính bằng mét, t tính bằng giây). Tốc độ truyền sóng này là

A.
40 m/s.
B.
5 m/s.
C.
4 m/s.
D.
50 m/s.

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng: $Δ φ = \frac{2 π x}{λ}$

Tốc độ truyền sóng: $v = \frac{λ}{T} = λ f$

Lời giải chi tiết :

Từ phương trình sóng ta có:

$4 x = \frac{2 π x}{λ} \Rightarrow λ = 0, 5 π (m)$

Tốc độ truyền sóng:

$v = λ f = \frac{λ . ω}{2 π} = \frac{0, 5 π .20}{2 π} = 5 (m / s)$

Đáp án B.

Câu 26 : Một sóng cơ có chu kì 2s lan truyền với tốc độ 1m/s. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà tại đó các phần tử vật chất của môi trường dao động ngược pha là

A.
0,5 m.
B.
1,0 m.
C.
2,5 m.
D.
2,0 m.

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Bước sóng: $λ = v T$

Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động ngược pha là một nửa bước sóng.

Lời giải chi tiết :

Bước sóng: $λ = v T = 1.2 = 2 (m)$

Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động ngược pha là:

$d = \frac{λ}{2} = 1 (m)$

Đáp án B.

Câu 27 : Một âm có mức cường độ âm là 40dB. Cho biết cường độ âm chuẩn là $I_{0} = 10^{- 12} W / m^{2}$ . Cường độ âm của âm này bằng

A.
$10^{- 4} W / m^{2}$ .
B.
$10^{- 8} W / m^{2}$ .
C.
$10^{- 6} W / m^{2}$ .
D.
$10^{- 2} W / m^{2}$ .

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Áp dụng công thức: $L = 10 \log \frac{I}{I_{0}}$

Lời giải chi tiết :

Cường độ âm của âm này bằng:

$\begin{array}{l} L = 10 \log \frac{I}{I_{0}} \Leftrightarrow 40 = 10 \log \frac{I}{10^{- 12}} \\ \Rightarrow I = 10^{- 8} (W / m^{2}) \end{array}$

Đáp án B.

Câu 28 : Một con lắc lò xo nằm ngang có tần số góc dao động riêng $ω = 10 r a d / s$ . Tác dụng vào vật nặng theo phương của trục lò xo, một ngoại lực biến thiên $F_{n} = F_{0} c o s (20 t) N$ . Sau một thời gian vật dao động điều hòa trên đoạn thẳng MN = 10 cm. Khi vật cách M một đoạn 2 cm thì tốc độ của nó là

A.
40 cm/s.
B.
60 cm/s.
C.
80 cm/s.
D.
30 cm/s.

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Con lắc dao động cưỡng bức có tần số góc bằng tần số góc của ngoại lực cưỡng bức

Công thức độc lập với thơi gian: $x^{2} + \frac{v^{2}}{ω^{2}} = A^{2}$

Lời giải chi tiết :

Tần số góc của con lắc là: $ω = 20 (r a d / s)$

Biên độ dao động của con lắc là:

$A = \frac{l}{2} = 5 (c m)$

Áp dụng công thức độc lập với thời gian, ta có:

$\begin{array}{l} x^{2} + \frac{v^{2}}{ω^{2}} = A^{2} \Rightarrow | v | = ω \sqrt{A^{2} - x^{2}} \\ \Rightarrow | v | = 20. \sqrt{5^{2} - 3^{2}} = 80 (c m / s) \end{array}$

Đáp án C.

Câu 29 : Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox với biên độ 10cm, chu kì 2s. Thời điểm ban đầu vật qua vị trí có li độ 5cm theo chiều dương. Kể từ thời điểm ban đầu đến khi chất điểm qua vị trí có gia tốc cực đại lần đầu tiên thì tốc độ trung bình của chất điểm là

A.
22,5 cm/s.
B.
18,75 cm/s.
C.
15 cm/s.
D.
18 cm/s.

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Tốc độ trung bình: $v = \frac{s}{t}$

Áp dụng bài toán quãng đường và bài toán thời gian trong dao động điều hoà.

Lời giải chi tiết :

Tại t = 0, ta có:

${\begin{array}{l} x = 5 (c m) = \frac{A}{2} \\ v > 0 \end{array}$

Gia tốc cực đại $a_{max} = ω^{2} A$ khi vật ở biên âm.

Từ hình vẽ, quãng đường vật đi được là:

$S = \frac{A}{2} + A + A = 25 (c m)$

Góc mà vật quét được:

$Δ φ = \frac{π}{3} + π = \frac{4 π}{3}$

Thời gian vật đi là:

$Δ t = \frac{Δ φ . T}{2 π} = \frac{4}{3} (s)$

Tốc độ trung bình của vật là:

$v = \frac{s}{t} = \frac{25}{4 / 3} = 18, 75 (c m / s)$

Đáp án B.

Câu 30 : Trên một sợi dây đàn hồi đang xảy ra hiện tượng sóng dừng với tần số của sóng bằng 5Hz. O là một điểm nút và P là điểm bụng gần O nhất, N là một điểm thuộc đoạn OP, cách O 0,2 cm. Biết rằng khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp độ lớn li độ dao động của phần tử tại P bằng biên độ dao động của phần tử tại N là $\frac{1}{20} s$ . Bước sóng trên dây bằng

A.
2,4cm.
B.
1,6cm.
C.
4,8cm.
D.
1,2cm.

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Chu kì sóng: $T = \frac{1}{f}$

Lập tỉ số về thời gian suy ra mối quan hệ về khoảng cách giữa P và N.

Lời giải chi tiết :

Chu kì sóng:

$T = \frac{1}{f} = \frac{1}{5} (s)$

Ta có: $Δ t = \frac{1}{20} (s) = \frac{T}{4} \Rightarrow N P = \frac{λ}{8} \Rightarrow O N = \frac{λ}{8}$

Theo đề bài ta có:

$\frac{λ}{8} = 0, 2 (c m) \Rightarrow λ = 1, 6 (c m)$

Đáp án B.