25 câu trắc nghiệm ôn thi tốt nghiệp THPT môn Vật Lý Chủ đề 3: Dao động có đáp án

Biên độ dao động của vật: A = 4 cm.

Trên trục Ot, 5 ô tương ứng 0,75 s. Suy ra, 1 ô tương ứng Dt= 0,15 s.

Chu kì dao động của vật: T = 6Dt = 0,9 (s).

Trên trục Ox, 2 ô tương ứng 4 cm. Do đó, 1 ô tương ứng 2 cm. Suy ra, tại thời điểm ban đầu (t=0), vật có li độ 2 cm và đi theo chiều âm (đồ thị đi xuống).

Tại thời điểm t = 0,75 s, vật đang ở vị trí biên dương.

Đáp án A.

Ta có:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = A\cos (\omega t + \varphi )}\\{v = - A\omega \sin (\omega t + \varphi ) = A\omega \cos \left( {\omega t + \varphi + \frac{\pi }{2}} \right)}\end{array}} \right. \Rightarrow {\left( {\frac{x}{A}} \right)^2} + {\left( {\frac{v}{{A\omega }}} \right)^2} = 1\)

Do đó, đồ thị mô tả sự phụ thuộc của x theo v có dạng đường elip.

Đáp án C.

Từ đồ thị, ta thấy:

+ Li độ cực đại của vật là 0,1 m. Suy ra, biên độ của vật A = 0,1 m = 10 cm. Vậy phát biểu a) đúng.

+ Khi vật có li độ cực đại là 0,1 m thì thế năng của vật là 0,8 J. Do đó, phát biểu b) đúng.

+ Có: \({{\rm{W}}_{{\rm{t}}\max }} = \frac{1}{2}\;{\rm{m}}{\omega ^2}\;{{\rm{A}}^2} \Rightarrow \omega = \sqrt {\frac{{2\;{{\rm{W}}_{{\rm{t}}\max }}}}{{{\rm{m}}{{\rm{A}}^2}}}} = \sqrt {\frac{{2.0,8}}{{0,4.0,{1^2}}}} = 20\)(rad/s).

Do đó, phát biểu c) sai.

+ Vật dao động điều hoà nên cơ năng được bảo toàn:

W = W_tmax = W_đmax = 0,8 (J).

Vậy phát biểu d) sai.

Từ đồ thị, ta có:

+ Khoảng thời gian từ thời điểm t đến thời điểm 1,25 s là một nửa chu kì dao động của cả vật (1) và vật (2). Do đó, hai vật có cùng chu kì dao động nên có cùng tần số dao động. Vậy phát biểu a) đúng.

+ Hai vật có cùng biên độ (tương ứng 2 ô tính theo trục Ox) nên phát biểu b) đúng.

+ Một nửa chu kì của vật (1) tương ứng 4 ô trên trục Ot. Do đó, chu kì dao động của vật (1) tương ứng 8 ô. Mà từ t = 0 đến t= 1,25 s tương ứng hơn 5 ô trên Ot, do đó phát biểu c) sai.

+ Tại thời điểm 1,25 s, vật (1) đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương (đồ thị đi lên) còn vật (2) đang ở vị trí biên dương. Suy ra hai vật dao động vuông pha, hay độ lệch pha của hai dao động là \(\frac{\pi }{2}\) rad. Vậy phát biểu d) đúng.