Bài tập vật lí 12 Dao động tắt dần

Bài tập vật lí 12 Dao động tắt dần chương trình vật lí phổ thông 2006 dao động cơ

Bài tập vật lí 12 Dao động tắt dần

Câu 1.

Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học?

[A]. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ dao động.

[B]. Biên độ dao động cưỡng bức của một hệ cơ học khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng không phụ thuộc vào lực cản của môi trường.

[C]. Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức tác dụng lên hệ ấy.

[D]. Tần số dao động tự do của một hệ cơ học là tần số dao động riêng của hệ ấy.

Câu 2.

Khi nói về dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là đúng?

[A]. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức.

[B]. Biên độ của dao động cưỡng bức là biên độ của lực cưỡng bức.

[C]. Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.

[D]. Dao động cưỡng bức có tần số nhỏ hơn tần số của lực cưỡng bức.

Câu 3.

Nhận định nào sau đây sai khi nói về dao động cơ học tắt dần?

[A]. Dao động tắt dần có động năng giảm dần còn thế năng biến thiên điều hòa.

[B]. Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian.

[C]. Lực ma sát càng lớn thì dao động tắt càng nhanh.

[D]. Trong dao động tắt dần, cơ năng giảm dần theo thời gian.

Câu 4.

Dao động cơ tắt dần

[A]. có biên độ tăng dần theo thời gian.

[B]. luôn có hại.

[C]. có cơ năng giảm dần theo thời gian.

[D]. luôn có lợi.

Câu 5.

Khi nói về dao động cơ cưỡng bức, phát biểu nào dưới đây sai?

[A]. Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức.

[B]. Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của lực cưỡng bức.

[C]. Dao động cưỡng bức có tần số luôn bằng tần số của lực cưỡng bức.

[D]. Dao động cưỡng bức có tần số luôn bằng tần số riêng của hệ dao động.

Câu 6.

Con lắc dao động duy trì với tần số

[A]. bằng tần số dao động riêng.

[B]. phụ thuộc vào cách duy trì.

[C]. lớn hơn tần số dao động riêng.

[D]. nhỏ hơn tần số dao động riêng.

Câu 7.

Dao động của con lắc đồng hồ là

[A]. dao động cưỡng bức.

[B]. dao động duy trì.

[C]. dao động tắt dần.

[D]. dao động điện từ.

Câu 8.

Khi nói về dao động cơ cưỡng bức, phát biểu nào dưới đây sai?

[A]. Dao động cưỡng bức có chu kì luôn bằng chu kì của lực cưỡng bức.

[B]. Dao động cưỡng bức có tần số luôn bằng tần số riêng của hệ dao động.

[C]. Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của lực cưỡng bức.

[D]. Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức.

Câu 9.

Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động tắt dần?

[A]. Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian.

[B]. Cơ năng của vật dao động tắt dần không đổi theo thời gian.

[C]. Lực cản môi trường tác dụng lên vật luôn sinh công dương.

[D]. Dao động tắt dần là dao động chỉ chịu tác dụng của nội lực.

Câu 10.

Một con lắc đơn gồm vật nhỏ và dây treo dài 1 m. Lấy g = π² (m/s²). Trong cùng một điều kiện về lực cản của môi trường thì biểu thức ngoại lực điều hoà nào sau đây làm cho con lắc dao động cưỡng bức với biên độ lớn nhất trong giai đoạn ổn định

[A]. F = F₀cos(0,5πt + π) (N).

[B]. F = F₀cos(πt + 0,25π) (N).

[C]. F = F₀cos(4πt) (N).

[D]. F = F₀cos(2π – 0,5π) (N).

Câu 11.

Thực hiện thí nghiệm về dao động cưỡng bức như hình bên. Năm con lắc đơn: (1), (2), (3), (4) và M (con lắc điều khiển) được treo trên một sợi dây.

Ban đầu hệ đang đứng yên ở vị trí cân bằng. Kích thích M dao động nhỏ trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng hình vẽ thì các con lắc còn lại dao động theo. Không kể M, con lắc dao động mạnh nhất là

[A]. con lắc (2).

[B]. con lắc (1).

[C]. con lắc (3).

[D]. con lắc (4).

Câu 12.

Con lắc đơn dài có chiều dài dây treo 1 m được đặt ở nơi có g = π² (m/s²). Tác dụng vào con lắc một ngoại lực biến thiên tuần hoàn với tần số f = 2 Hz thì con lắc dao động với biên độ A₀. Tăng tần số của ngoại lực thì biên độ dao động của con lắc

[A]. tăng.

[B]. tăng lên rồi giảm.

[C]. không đổi.

[D]. giảm.

Câu 13.

Một con lắc lò xo chịu tác dụng của ngoại lực biến thiên điều hòa với biên độ ngoại lực không đổi. Đồ thị hình bên biểu diễn sự phụ thuộc giữa biên độ A của dao động cưỡng bức vào tần số f của ngoại lực khi con lắc ở trong môi trường nhất định nào đó.

Đồ thị nào dưới đây biểu diễn đúng nhất kết quả nếu thí nghiệm trên được lặp lại trong môi trường khác có lực cản nhỏ (các đồ thị có cùng tỉ lệ)?

[A]. (1).

[B]. (3).

[C]. (4).

[D]. (2).

Câu 14.

Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 100 N/m và vật nhỏ có khối lượng m. Tác dụng lên vật ngoại lực F = 20cos10πt (N) (t tính bằng s) dọc theo trục lò xo thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Lấy π² = 10. Giá trị của m là

[A]. 100 g.

[B]. 1 kg.

[C]. 250 g.

[D]. 0,4 kg.

Câu 15.

Một con lắc đơn có dây treo có chiều dài 2 m. Con lắc dao động điều hòa dưới tác dụng của ngoại lực có biểu thức $$ F={{F}_{0}}\cos \left( \dfrac{2\pi }{T}t+\dfrac{\pi }{2} \right) $$ (N). Lấy g = π². Nếu chu kì T của ngoại lực tăng từ 2 s lên 4 s thì biên độ dao động của vật sẽ

[A]. tăng rồi giảm.

[B]. giảm rồi tăng.

[C]. chỉ giảm.

[D]. chỉ tăng.

Câu 16.

Một vật dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực F = F₀cosπft (với F₀ và f không đổi, t tính bằng s). Tần số dao động cưỡng bức của vật là

[A]. f.

[B]. πf.

[C]. 2πf.

[D]. 0,5f.

Câu 17.

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 1 kg và lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m. Con lắc dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực có phương trình F = F₀cos10πt. Sau một thời gian thấy vật dao động ổn định với biên độ A = 5 cm. Lấy π² = 10. Gia tốc cực đại của vật là

[A]. 5 m/s².

[B]. 50 m/s².

[C]. 50 cm/s².

[D]. 5π cm/s².

Câu 18.

Một con lắc lò xo gồm vật khối lượng m = 100 g, lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Lấy π² = 10. Trong cùng một điều kiện về lực cản của môi trường thì biểu thức ngoại lực điều hoà nào sau đây làm cho con lắc dao động cưỡng bức với biên độ lớn nhất?

[A]. F = F₀cos(2πt + 0,25) (N).

[B]. F = F₀cos(20πt + 0,5π) (N).

[C]. F = F₀cos10πt (N).

[D]. F = F₀cos(8πt + π) (N).

Câu 19.

Một vật dao động cưỡng bức do tác dụng của ngoại lực F = 0,5cos10πt (N) (t tính bằng s). Vật dao động cưỡng bức với

[A]. tần số góc 10 rad/s.

[B]. chu kì 2 s.

[C]. biên độ 0,5 m.

[D]. tần số 5 Hz.

Câu 20.

Một con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng trong môi trường có lực cản. Tác dụng vào con lắc một lực cưỡng bức tuần hoàn F = F₀cosωt, tần số góc ω thay đổi được. Khi tần số góc đến giá trị ω₁ và 3ω₁ thì biên độ dao động của con lắc đều bằng A₁. Khi tần số góc bằng 2ω₁ thì biên độ dao động của con lắc bằng A₂. Ta có

[A]. A₁ < A₂.

[B]. A₁ > A₂.

[C]. A₁ = A₂.

[D]. A₁ = 2A₂.

Câu 21.

Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k và vật nhỏ có khối lượng 160 g. Tác dụng lên vật ngoại lực F = 4cos5πt (N) (t tính bằng s) dọc theo trục lò xo thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Lấy π² = 10. Giá trị của k là

[A]. 80 N/m.

[B]. 100 N/m.

[C]. 40 N/m.

[D]. 50 N/m.

Câu 22.

Một con lắc lò xo dao động với tần số riêng là 3,2 Hz. Trong cùng một điều kiện về lực cản của môi trường thì biểu thức ngoại lực điều hoà nào sau đây làm cho con lắc dao động cưỡng bức với biên độ lớn nhất

[A]. F = F₀cos(6,2πt) (N).

[B]. F = F₀cos(6,8πt) (N).

[C]. F = F₀cos(6,5πt) (N).

[D]. F = F₀cos(6,1πt) (N).

Câu 23.

Một con lắc lò xo gồm viên bi nhỏ khối lượng m = 1 kg và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng 100 N/m. Con lắc dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực biến đổi điều hoà theo thời gian với phương trình F = F₀cos10πt. Sau một thời gian thấy vật dao động ổn định với biên độ A = 8 cm. Tốc độ cực đại của vật có giá trị bằng

[A]. 80 cm/s.

[B]. 80π cm/s.

[C]. 0,8 cm/s.

[D]. 8π cm/s.

Câu 24.

Một con lắc đơn có chiều dài 16 cm dao động trong không khí. Lấy g = 10 m/s²; π² = 10. Tác dụng lên con lắc một ngoại lực biến thiên tuần hoàn có biên độ không đổi nhưng tần số f có thể thay đổi. Khi tần số của ngoại lực lần lượt có giá trị f₁ = 0,7 Hz và f₂ = 1 Hz thì biên độ dao động của vật tương ứng là A₁ và A₂. Hệ thức nào sau đây là đúng?

[A]. A₁ ≥ A₂.

[B]. A₁ < A₂.

[C]. A₁ = A₂.

[D]. A₁ > A₂.

Câu 25.

Một con lắc lò xo gồm viên bi nhỏ khối lượng m và lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng 100 N/m. Con lắc dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn có tần số góc ω_F. Biết biên độ của ngoại lực tuần hoàn không thay đổi. Khi thay đổi ω_F thì biên độ dao động của viên bi thay đổi và khi ω_F = 10π rad/s thì biên độ dao động của viên bi đạt giá trị cực đại. Khối lượng m của viên bi bằng

[A]. 40 gam.

[B]. 10 gam.

[C]. 120 gam.

[D]. 100 gam.

Câu 26.

Khảo sát thực nghiệm một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 216 g và lò xo có độ cứng k, dao động dưới tác dụng của ngoại lực F = F₀cos2πft, với F₀ không đổi và f thay đổi được. Kết quả khảo sát ta được đường biểu diễn biên độ A của con lắc theo tần số f có đồ thị như hình vẽ.

Giá trị của k xấp xỉ bằng

[A]. 13,64 N/m.

[B]. 12,35 N/m.

[C]. 15,64 N/m.

[D]. 16,71 N/m.

Câu 27.

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 50 g và lò xo nhẹ có độ cứng 50 N/m, dao động trên mặt phẳng ngang có ma sát. Lấy π² = 10. Tác dụng vào con lắc một lực biến thiên điều hoà theo thời gian, giữ nguyên biên độ ngoại lực và tăng dần tần số lực tác dụng vào con lắc từ 3 Hz đến 7 Hz. Điều nào sau đây mô tả đúng dao động của con lắc?

[A]. Biên độ dao động cưỡng bức tăng dần đến cực đại rồi giảm xuống.

[B]. Biên độ dao động cưỡng bức tăng dần.

[C]. Con lắc dao động cưỡng bức với biên độ tăng dần, tần số không đổi.

[D]. Biên độ dao động cưỡng bức không đổi trong suốt thời gian khảo sát.

Câu 28.

Một con lắc lò xo đang thực hiện dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực cưỡng bức với phương trình F = 0,5cos4πt (N) (t tính bằng s). Con lắc dao động với tần số góc là

[A]. 4π rad/s.

[B]. 0,5 rad/s.

[C]. 2π rad/s.

[D]. 0,25 rad/s.

Câu 29.

Dưới tác dụng của ngoại lực F = 2cos(8t) (N) thì con lắc lò xo (có k = 40 N/m, m = 400 g) dao động điều hoà với biên độ A = 10 cm. Khi qua vị trí cân bằng vật có tốc độ là

[A]. 80 cm/s.

[B]. 100 cm/s.

[C]. 16 cm/s.

[D]. 160 cm/s.

Câu 30.

Một con lắc lò xo dao động tắt dần trên mặt phẳng nằm ngang. Cứ sau mỗi chu kì biên độ giảm 2%. Gốc thế năng tại vị trí của vật mà lò xo không biến dạng. Phần trăm cơ năng của con lắc bị mất đi trong hai dao động toàn phần liên tiếp có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

[A]. 7%.

[B]. 4%.

[C]. 10%.

[D]. 8%.