Đang tải... (xem toàn văn)
Vật lý học là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực. Vật lý học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ.
25 Câu Hỏi VẬN DỤNG - VẬN DỤNG CAO CON LẮC ĐƠN TÀI LIỆU ƠN THI CHẤT LƯỢNG CAO Nói đến luyện thi THPT QG mơn Vật lí nhắc đến thầy Chu Văn Biên Câu (Nguyễn Khuyến – Lê Thánh Tông – HCM lần 2022 – 2023) Một lắc đơn dao động điều hòa với chu kì T = s , thời gian ngắn để lắc từ vị trí cân đến vị trí biên B 1s A 0,5s C 1,5s D 2s Đáp án T = = 1s Chọn B 4 Câu (Nguyễn Khuyến – Lê Thánh Tông – HCM lần 2022 – 2023) Một lắc đơn có chiều dài 80cm, dao động với biên độ góc Biên độ dao động lắc B 7cm A 0, 7m C 4m D 4cm Đáp án s0 l 80 = = 5 7cm Chọn B 180 Câu (Hàm Long – Bắc Ninh 2022 – 2023) Một lắc đơn có chiều dài 0,5m dao động điều hồ nơi có g = 9,8m / s Con lắc dao động với tần số góc A 9,8 rad/s B 28 rad/s C 4,4 rad/s D 0,7 rad/s Đáp án = g = l 9,8 4, Chọn C 0,5 Câu (Hàm Long – Bắc Ninh 2022 – 2023) Con lắc đơn dao động điều hồ nơi có có gia tốc trọng trường 9,81m / s , với chu kỳ T = s Chiều dài lắc A l = 0,04 m B l = 96,6 cm C l = 3,12 m Đáp án = T 2 l l = 2 l 0,99m Chọn D 9,81 g D l = 0,99 m Câu Một sợi dây nhẹ không dãn dài 1,6 m cắt thành hai sợi dây có chiều dài ℓ1 ℓ2 để làm thành hai lắc đơn có chiều dài tương ứng Cho hai lắc đơn dao động điều hòa nơi có gia tốc trọng trường g = 9,787 m/s2 mặt phẳng thẳng đứng Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc li độ góc α lắc vào thời gian t Không kể thời điểm t = 0, thời điểm thứ hai dây treo hai lắc song song với gần với giá trị sau đây? A 1,205 s B 3,61 s C 0,905 s D 2,71 s Đáp án 2 t 2 t = + k 2 t = 1, 2k 2 t 2 t 0,8 2, 1 = 0,16sin 0,16sin = = 2 t 0,8 2, 2 t = t 0,3 + 0, 6h 0,8 − 2, + h2 Học online https://chuvanbien.vn t2 = 0,3 + 0, = 0,9 s Chọn C Câu (Nguyễn Khuyến – Lê Thánh Tông – HCM Giữa HKI 2022 – 2023) Cho lắc đơn dao động mơi trường khơng khí Kéo lắc lệch khỏi phương thẳng đứng góc 0,1 rad thả nhẹ Biết lực cản khơng khí tác dụng lên lắc không đổi lần trọng 1000 lượng vật Coi biên độ giảm chu kì Biên độ góc lắc cịn lại sau 10 dao động toàn phần A 0, 08rad B 0, 06rad C 0, 04rad D 0, 02rad Đáp án Độ giảm biên độ góc sau chu kì = FC = = 0, 004rad P 1000 ' = − 10 = 0,1 − 10.0, 004 = 0, 06rad Chọn B TÀI LIỆU ƠN THI CHẤT LƯỢNG CAO Nói đến luyện thi THPT QG mơn Vật lí nhắc đến thầy Chu Văn Biên Câu (Hàn Thuyên – Bắc Ninh 2022 – 2023) Một lắc đơn điều hoà với chu kỳ T Nếu giảm chiều dài dây xuống lần tăng khối lượng vật nặng lên lần chu kỳ lắc nào? A Giảm lần B Tăng lần C Giảm lần D Tăng lần Chọn A Câu (Hoàng Hoa Thám – HCM 2022 – 2023) Tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m / s , lắc đơn dao động điều hịa với biên độ góc Biết khối lượng vật nhỏ lắc 90 g chiều dài dây treo m Chọn mốc vị trí cân bằng, lắc A 3,8.10−3 J B 6,8.10−3 J C 5,8.10−3 J D 4,8.10−3 J Đáp án W =mgl (1 − cos ) 4,8.10−3 Chọn D Câu (Nam Việt – HCM 2022 – 2023) Một lắc đơn có chiều dài ℓ = 80 cm dao động điều hòa với biên độ góc 0 = 5,730 nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s Biết khối lượng vật nhỏ lắc m = 50 g Năng lượng lắc A mJ B 6,57 mJ C 59,66 mJ D J Đáp án W =mgl (1 − cos ) =0, 05.10.0,8 (1 − cos5, 73o ) 2.10−3 J =2mJ Chọn A Câu 10 (Nguyễn Khuyến – Lê Thánh Tông – HCM 2022 – 2023) Con lắc đơn có chiều dài dây treo = m thực 10 dao động 20s Lấy = 3,14 Gia tốc trọng trường lắc A g 9,95m / s B 9,86m / s C 10m / s Đáp án = T 2 20 l = 2.3,14 g 9,86m / s Chọn B 10 g g D g 9, 75m / s Câu 11 (Nguyễn Khuyến – Lê Thánh Tông – HCM 2022 – 2023) Tại nơi mặt đất, lắc đơn có chiều dài l với chu kỳ 1,2s Khi tăng chiều dài lắc thêm 120cm chu kỳ dao động điều hồ 2s Chiều dài l B 1,875m A 87,5cm C 1,825m D 67,5cm Đáp án T= 2 l T' = g T l' = 1, l l + 120 = l 67,5cm l Chọn D Câu 12 (Nguyễn Khuyến – Lê Thánh Tông – HCM 2022 – 2023) Tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m / s , lắc đơn dao động với góc lệch cực đại dây treo so với phương thẳng đứng 60 Trong trình dao động, lắc bảo toàn Gia tốc viên bi có độ lớn nhỏ gần với giá trị đây? C 10,124m / s D 8,165m / s Học online https://chuvanbien.vn B 9,815cm / s A 7, 219m / s Đáp án a= att2 + aht2 = ( g sin ) 2 + g ( cos − cos ) = (10sin ) + 20 ( cos − cos 60o ) Có thể dị kĩ Chọn D TÀI LIỆU ÔN THI CHẤT LƯỢNG CAO Nói đến luyện thi THPT QG mơn Vật lí nhắc đến thầy Chu Văn Biên Câu 13 (Nguyễn Khuyến – Lê Thánh Tông – HCM Giữa HKI 2022 – 2023) Tại nơi mặt đất, lắc đơn dao động điều hịa với chu kì s Lấy g = 10 m / s , = 10 Khi giảm chiều dài dây treo lắc 19 cm lắc dao động điều hòa với tần số A Hz B 10 Hz C Hz D Hz Đáp án T = 2 f = l l = 2 l = 1m l ' = − 0,19 = 0,81m g 2 g 2 Hz = = 2 l 2 0,81 Chọn D Câu 14 (Hàn Thuyên – Bắc Ninh 2022 – 2023) Một lắc đơn có chiều dài dây treo 50 cm vật nhỏ −6 có khối lượng 0, 01 kg mang điện tích q =+5 10 C , coi điện tích điểm Con lắc dao động điều hịa điện trường mà vectơ cường độ điện trường có độ lớn E = 104 V / m = = m / s , 3,14 Xác định chu kì dao động hướng thẳng đứng xuống Lấy g 10 lắc A 2,15s B 7, 20s C 1,15s Đáp án = F qE = 5.10−6.10= 0, 05 (N) = a F 0, 05 = = ( m / s2 ) m 0, 01 g ' = g + a = 10 + = 15 ( m / s ) 0,5 l = 1,15s 2 T 2= 15 g' Chọn C D 4,15s Câu 15 (Nghĩa Minh – Nam Định 2022 – 2023) Con lắc đơn có chiều dài l = 98cm, khối lượng vật nặng 90 g dao động với biên độ góc = nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8 m / s Cơ dao động điều hịa lắc có giá trị A 0, 09J B 1,58J C 1, 62J D 0, 0047J Đáp án W =mgl (1 − cos ) =0, 09.9,8.0,98 (1 − cos 6o ) 4, 7.10−3 J Chọn D Câu 16 (Hàn Thuyên – Bắc Ninh 2022 – 2023) Hai lắc đơn có chiều dài 81cm 64 cm treo trần phòng Khi vật nhỏ hai lắc vị trí cân bằng, đồng thời truyền cho chúng vận tốc hướng cho hai lắc dao động điều hòa với biên độ góc, hai mặt phẳng song song với Gọi t khoảng thời gian ngắn kể từ lúc truyền vận tốc đến lúc hai dây treo song song Giá trị t gần giá trị sau đây? C 0, 45s D 8,12s Học online https://chuvanbien.vn B 7, 2s A 2,36s Đáp án = g 1 = l 2 0,81 = 10 rad/s = 2 2 = 0, 64 5 rad/s Cách 1: Giải phương trình lượng giác 10 1 = sin t =1 5 10 sin t sin ⎯⎯⎯ →= = sin 5 t 36 tmin s 0, 424s Chọn C Vậy = 85 Cách 2: Dùng vòng tròn lượng giác = t 10 5 t t + k 2 = t = 14, 4k t t 36 + 72 k = 5 t 10 t k 2 =− + 85 85 / − / + / + / = = 0, 424s Chọn C 10 / 5 / 10 / + 5 / O α α Cách 3: Tư phi tự luận Dễ dàng nhận t T1 =0, 45s Chọn C TÀI LIỆU ÔN THI CHẤT LƯỢNG CAO Nói đến luyện thi THPT QG mơn Vật lí nhắc đến thầy Chu Văn Biên Câu 17 (Nghĩa Minh – Nam Định 2022 – 2023) Có ba lắc đơn chiều dài khối lượng treo điện trường có hướng thẳng đứng Con lắc thứ thứ hai tích điện q1 q , lắc thứ ba khơng tích điện (sao cho | qE | mg ) Chu kỳ dao động nhỏ chúng T1 , T2 , T3 cho T1 = T3 / , T2 = 5T3 / Tỉ số q1 /q A −12,5 C 12,5 B −8 D Đáp án T3 = l T1 2 T= g T3 = T g + a1 = g a = g a q 12,5 = = −12,5 a2 q2 g − a2 a2 = 0, 64 g = g Chọn A Câu 18 (Nguyễn Khuyến – Lê Thánh Tông lần – 2023) Hai lắc đơn giống hệt mà vật nhỏ mang điện tích nhau, treo nơi mặt đất Trong vùng khơng gian chứa lắc có điện trường Hai điện trường có cường độ đường sức vng góc với Giữ hai lắc vị trí dây treo có phương thẳng đứng thả nhẹ chúng dao động điều hòa mặt phẳng với biên độ góc 8 chu kỳ tương ứng T1 T2= T1 + 0,35 s Giá trị T1 gần với giá trị sau đây? A 1,995s B 1, 645s C 2,303s D 2, 653s Đáp án g2 g1 a = = o o sin sin 37 sin ( 37o + 90o ) = T 2 T2 l = g T1 T + 0,35 = T1 Chọn C sin 37o g2 g g1 g2 sin ( 37o + 90o ) 8o g1 37° a T1 2,303s a Câu 19 (Nguyễn Khuyến – Lê Thánh Tông lần 2, 2022 – 2023) Hai cầu nhỏ A B có khối lượng kg 0,1 kg nối với sợi dây mảnh nhẹ dài 10 cm , hai cầu treo vào lị xo có độ cứng k = 10 N / m nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m / s Khi hệ vật đứng yên vị trí cân cầu đốt sợi dây nối hai cầu Quả cầu cầu B độ cao m so với mặt sàn nằm ngang, người ta B rơi xuống sau va chạm với mặt sàn B 19% so với trước lúc va chạm Quỹ đạo A B thẳng đứng Lấy = 10 , bỏ qua lực cản Khi cầu B dừng lại khoảng cách hai cầu A 5, 30m B 5,10m C 5, 25m D 5, 20m Đáp án Chọn gốc tọa độ mặt sàn, chiều dương hướng lên x vtcb 0,1 A vtcb cũ 0,1 B Xét vật A: Khi đốt dây vtcb dịch lên đoạn biên độ = A mB g 0,1.10 = = 0,1m và= k 10 k = mA 10 (rad/s) h xA =h + l + A + A cos (t + ) =5 + 0,1 + 0,1 + 0,1cos ( t + ) =5, + 0,1cos ( t + ) O W mgh W Mà= Học online https://chuvanbien.vn 0,81 lần trước Xét vật B: Sau lần va chạm sàn cịn lại − 0,19 = h nên sau lần va chạm sàn độ cao 0,81 lần độ cao trước Thời gian vật B rơi đến chạm sàn lần đầu là: = h gt = t 2h = g 2.5 = 1s 10 2h.0,81 = Thời gian vật B từ chạm sàn lần đến lần là: t1 2= 2.0,9 g 2h.0,81x x + t x 2= 2.0,9 x Thời gian vật B từ chạm sàn lần x đến lần= g → Tổng thời gian t = + 2 ( 0,9 x ) casio thay 300 t =19s x =1 Vậy d = xA = 5, + 0,1cos ( 19 + ) = 5,3m Chọn A TÀI LIỆU ƠN THI CHẤT LƯỢNG CAO Nói đến luyện thi THPT QG mơn Vật lí nhắc đến thầy Chu Văn Biên Câu 20 (Sở Hà Tĩnh lần 2022 – 2023) Trên mặt bảng thẳng đứng có hai đinh cố định vng góc với mặt bảng hai điểm M N, hai điểm nằm đường thẳng đứng cách khoảng 20 cm Một lắc đơn có chiều dài dây 80 cm treo vào đinh M hình vẽ Kéo lắc theo phương song song với mặt bảng cho dây treo lệch với phương thẳng đứng góc 6 , thả nhẹ cho vật dao động tự Lấy g = 9,8 m / s Tốc độ trung bình vật dao động toàn phần A 18, 7cm / s B 37, cm/ s C 17,5cm / s D 35, 0cm / s Đáp án o 6= Đổi = 30 l − MN = 0,8 − 0, = 0, (m) rad l ' = = vmax gl (1 − cos ) = gl ' (1 − cos ' ) 0,8 1 − cos = 0, (1 − cos ' ) ' 0,121rad 30 0,8 + 0, 6.0,121 l + l ' ' 30 = = 0,187 m= / s 18, 7cm / s vtb l l ' 0,8 0, + + g g 9,8 9,8 Chọn A Câu 21 (Đô Lương – Nghệ 2022 – 2023) Một lắc đơn dao động điều hoà theo phương trình với li độ góc: α= 0,1cos(2πt + ) (rad) Trong khoảng thời gian 5,25s tính từ thời điểm lắc bắt đầu dao động, có lắc có độ lớn 1/2 vận tốc cực đại nó? A 21 lần B 22 lần C 20 lần Đáp án v= vmax = 2 = t = 2 5, 25 = 10,5 → có 10.2 = 20 Chọn C 10 D 11 lần Câu 22 (Nguyễn Khuyến – Bình Dương lần 2022 – 2023) Một lắc đơn gồm dây treo có chiều dài ℓ = 120 cm chịu lực căng tối đa 2,5 N vật nặng có khối lượng m = 100 g treo vào điểm T cố định Biết phía điểm T theo phương thẳng đứng có đinh I cố định Ban đầu lắc kéo khỏi vị trí cân dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 𝛼𝛼0 = 60∘ thả nhẹ, lấy g = 10 m/s2 Khoảng cách lớn đinh I điểm treo T để dây không bị đứt lắc dao động A 60cm B 80cm C 40cm D 30cm Đáp án Tmax = mg ( − 2cos ') 2,5 = 0,1.10 ( − 2cos ' ) cos ' = 0, 25 vmax = gl (1 − cos )= gl ' (1 − cos ' ) 120 (1 − cos 60o )= l ' (1 − 0, 25 ) l =' 80cm Vậy l − l '= 120 − 80= 40cm Chọn C Học online https://chuvanbien.vn Câu 23 (Chuyên Biên Hoà – Hà Nam 2022 – 2023) Một lắc đơn có chiều dài 1( m) , khối lượng m Kéo lắc khỏi vị trí cân góc 0,1 (rad) thả cho dao động không vận tốc đầu Khi chuyền động qua vị trí cân sang phía bên lắc va chạm đàn hồi với mặt phẳng cố định qua điểm treo, góc nghiêng mặt phẳng phương thẳng đứng 0,05 2(rad ) Lấy gia tốc trọng trường = g = 9,85 ( m / s ) , bỏ qua ma sát Chu kì dao động lắc B 1, 5s A 1,83s C 1, 25s D 1,33s Đáp án = T 2 g = l = (rad/s) −0, 05 − arccos arccos 0,1 0 1,5s = = Chọn B 11 TÀI LIỆU ÔN THI CHẤT LƯỢNG CAO Nói đến luyện thi THPT QG mơn Vật lí nhắc đến thầy Chu Văn Biên Câu 24 (Quang Trung – Nam Định 2022 – 2023) Một học sinh thực T2 (s2) nghiệm thí nghiệm kiểm chứng chu kì dao động điều hịa lắc đơn phụ thuộc vào chiều dài lắc Từ kết thí nghiệm, học sinh vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc T2 vào chiều dài ℓ lắc hình vẽ Học sinh đo góc ℓ (m) α O hợp đường thẳng đồ thị với trục Oℓ α = 76,1 Lấy π ≈ 3,14 Theo kết thí nghiệm gia tốc trọng trường nơi làm thí nghiệm A 9, 76m / s B 9, 78m / s C 9,83m / s D 9,80m / s Đáp án T= 2 l 4 4 4.3,142 T 2= g= 9, 76m / s l → tan = o g g g tan 76,1 Tuy nhiên, đề khơng chuẩn, thực chất đơn vị trục khác nên ta vẽ độ dài đơn vị trục tung T2 (s2) T2 (s2) khác với độ dài đơn vị trục hồnh, ví dụ hình vẽ bên số liệu với cách biểu diễn độ dài đơn vị trục tung khác ta dùng thước đo góc khác Để đề phải bổ sung “ 1s 1m biểu diễn đoạn trục” tan hệ số góc α O ℓ(m) α O ℓ(m) Chọn A Câu 25 (Chuyên Biên Hoà – Hà Nam 2022 – 2023) Một lắc đơn có chiều dài 0,5( m) , cầu nhỏ có khối lượng 200 ( g ), dao động nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m / s , với biên độ góc 0,12 (rad) Trong q trình dao động, lắc chịu tác dụng lực ma sát nhỏ có độ lớn khơng đổi 0, 002( N ) dao động tắt dần Tính tổng qng đường cầu từ lúc bắt đầu dao động dừng hẳn A 3,8m B 2,8m C 2,5m D 3,5m Đáp án mgl (1 − cos )= F s 0, 2.9,8.0,5 (1 − cos 0,12 )= 0, 002.s s 3,5m Chọn D 12