Sách bài tập Vật lý 11 KNTT bản chuẩn. Sách bài tập Vật lý 11 KNTT bản chuẩn. Sách bài tập Vật lý 11 KNTT bản chuẩn. Sách bài tập Vật lý 11 KNTT bản chuẩn. Sách bài tập Vật lý 11 KNTT bản chuẩn. bài tập Vật lý 11 KNTT, bài tập Vật lý 11 KNTT
DAO ĐỘNG
DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
Câu 1 Một chất điểm dao động điều hoà có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 10 cm. Biên độ dao động của chất điểm là
Trong bài tập về dao động điều hòa, một chất điểm thực hiện 10 dao động toàn phần và đi được quãng đường dài 120 cm Quỹ đạo dao động của vật có chiều dài bằng chu kỳ dao động nhân với chiều dài pha, phản ánh phạm vi chuyển động của vật trên quỹ đạo Để xác định chiều dài quỹ đạo, cần biết chu kỳ dao động và các đặc điểm của dao động điều hòa, từ đó tính toán chính xác chiều dài quỹ đạo của chất điểm trong quá trình dao động.
Câu 3 Một chất điểm dao động điều hoà với phương trình x=5 cos ( 10 πtt + πt 3) (cm) Li độ của chất điểm khi pha dao động bằng (πt) là
Chất điểm dao động điều hòa có phương trình li độ theo thời gian là x = 5√3 cos(10πt + πt/3) cm Tại thời điểm t = 1 giây, li độ của chất điểm được tính bằng cách thay t = 1 vào phương trình, giúp xác định vị trí của chất điểm trong quá trình dao động điều hòa.
Chất điểm dao động điều hòa có phương trình li độ theo thời gian là x = 6 cos (10πt + πt/3) (cm) Khi pha dao động bằng -πt/3, li độ của chất điểm có thể được tính bằng cách thay giá trị pha vào phương trình li độ Điều này giúp xác định chính xác vị trí của chất điểm trong quá trình dao động điều hòa.
Câu 6 Một chất điểm M chuyển động đều trên một đường tròn, bán kính R, tốc độ góc Ω Hình chiếu của M trên đường kính biến thiên điều hoà có
C pha ban đầu Ω t D độ dài quỹ đạo 4R.
Câu 7 Phương trình dao động của một vật có dạng x=−Acos ( ωtt+ πt 3) ( cm) Pha ban đầu của dao động là
Câu 8 Phương trình dao động điều hoà là x=5 cos ( 2 πtt + πt 3) (cm) Hãy cho biết biên độ, pha ban đầu và pha ở thời điểm t của dao động.
Câu 9 Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình li độ theo thời gian là: x cos ( πt 3 t+πt
2) (cm ) a) Tính quãng đường chất điểm đi được sau 2 dao động. b) Tính li độ của chất điểm khi t=6 s.
Trong đề bài, đồ thị li độ theo thời gian của hai chất điểm dao động điều hòa được mô tả như Hình 1.1, yêu cầu xác định biên độ và pha ban đầu của mỗi dao động Để thực hiện điều này, cần phân tích các đặc điểm của đồ thị như biên độ tối đa, tần số góc, và pha ban đầu dựa trên hình vẽ Việc xác định chính xác biên độ giúp hiểu rõ mức độ dao động của các chất điểm, trong khi pha ban đầu cho biết vị trí của chúng tại thời điểm bắt đầu Các bước phân tích này giúp mô tả rõ các đặc điểm của dao động điều hòa của từng chất điểm dựa trên đồ thị đã cho, từ đó xác định chính xác các tham số cần thiết để mô tả dao động.
Câu 11 Xét cơ cấu truyền chuyển động Hình 1.2 Hãy giải thích tại sao khi bánh xe quay đều thì pit-tông dao động điều hoà.
MÔ TẢ DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
Câu 1 Một chất điểm dao động điều hoà có chu kiT=1 s Tần số góc ωt của dao động là
Câu 2 Một chất điểm dao động điều hoà có tần số góc ωtπt(rad/s) Tần số của dao động là
Câu 3 Một chất điểm dao động điều hoà Trong thời gian 1 phút, vật thực hiện được 30 dao động Chu kì dao động của chất điểm là
Câu 4 Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình li độ theo thời gian là: x=5√ 3 cos ( 10 πtt+ πt 3) ( cm) Tần số của dao động là
Câu 5 Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình li độ theo thời gian là: x=6 cos ( 4 πtt + πt 3)(cm) Chu kì của dao động là
Câu 6 Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình li độ theo thời gian là: x cos ( πt 3 t+πt
Tại thời điểm t vật có li độ 6 cm và đang hướng về vị trí cân bằng Sau 9 s kể từ thời điểm t thì vật đi qua li độ
A 3 cm đang hướng về vị trí cân bằng B −3 cm đang hướng về vị trí biên.
C 6 cm đang hướng về vị trí biên D −6 cm đang hướng về vị trí cân bằng
Câu 7.Phương trình dao động điều hoà của một vật là x=5 cos ( 10 πtt− πt 2) ( cm) Tính thời gian để vật đó đi được quãng đường 2,5 cm kể từ thởi điểm t=0
Câu 8 Đồ thị li độ theo thời gian của một chất điểm dao động điều hoà được mô tả như Hình 2.1
Hinh 2.1 a) Xác định biên độ, chu kì và pha ban đầu của dao động. b) Viết phương trình dao động. c) Xác định li độ của chất điểm tại các thời điểm 0,4 s ,0,6 s và 0,8 s.
Câu 9 Đồ thị li độ theo thời gian x 1 , x 2 của hai chất điểm dao động điều hoà được mô tả như Hình 2.2
Hinh 2.2 a) Xác định độ lệch pha giữa hai dao động. b) Viết phương trình dao động của hai chất điểm.
Chất điểm dao động điều hòa với chu kỳ T=2 s, bắt đầu từ vị trí cân bằng tại t=0 và hướng về vị trí biên dương, đi qua quãng đường 60 cm trong 3 giây Phương trình dao động của vật cần xác định và vì vật đi từ vị trí cân bằng và hướng về biên dương, ta áp dụng dạng phương trình y = A cos(ωt + φ) Trong đó, ω = 2π/T = π rad/s, và biện luận để tìm amplitude A phù hợp dựa trên quãng đường đã đi Dựa trên dữ liệu, amplitude A phải là 30 cm để tổng quãng đường trong 3 giây là 60 cm, phù hợp với đặc điểm của dao động điều hòa Do đó, phương trình dao động của vật là y = 30 cos(πt + 0), với t tính bằng giây.
Câu 11 Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình x cos ( 2 πt t + 56 πt ) ( cm)
Tính quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian từ t 1 =1 s đến t 2 =2,5 s.
VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
Câu 1 Chọn kết luận đúng về dao động điều hoà của con lắc lò xo.
A Quỹ đạo là đường hình sin B Quỹ đạo là một đoạn thẳng.
C Vận tốc tỉ lệ thuận với thời gian D Gia tốc tỉ lệ thuận với thời gian.
Câu 2 Một vật dao động điều hoà có phương trình x=2 cos ( 5 t − πt 6) (cm) Phương trình vận tốc của vật là:
Vận tốc của một vật dao động điều hòa tại vị trí cân bằng là 1 cm/s, trong khi gia tốc tại vị trí biên là 1,57 cm/s² Dựa trên các giá trị này, chúng ta có thể xác định chu kỳ dao động của vật, giúp hiểu rõ đặc điểm dao động điều hòa và tính toán các thông số liên quan một cách chính xác Chu kỳ dao động được tính dựa trên mối liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và các vị trí khác nhau trong quá trình dao động điều hòa.
Câu 4 Một chất điểm dao động điều hoà với tần số 4 Hz và biên độ 10 cm Gia tốc cực đại của chất điểm là:
Câu 5 Chất điểm M chuyển động tròn đều trên một đường tròn với tốc độ dài
Vật thể có vận tốc dài 160 cm/s và tốc độ góc 4 rad/s đang dao động điều hòa trên mặt phẳng hình tròn Hình chiếu P của vật thể M trên một đường thẳng cố định nằm trong mặt phẳng này phản ánh vị trí của nó trong quá trình dao động Với biên độ và chu kỳ lần lượt là các tham số quan trọng, chúng giúp mô tả chính xác hình dạng và đặc điểm của dao động điều hòa trên mặt tròn Các yếu tố này đảm bảo việc phân tích và tính toán các đặc trưng của dao động diễn ra chính xác và phù hợp với các quy luật vật lý.
Câu 6 Phương trình vận tốc của một vật dao động là: v0 cos20t(cm/s), đơn vị đo của thời gian t là giây Vào thời điểm t=T
6 (T là chu kì dao động), vật có li độ là:
Chất điểm dao động điều hòa có li độ và vận tốc tại các thời điểm khác nhau cho phép xác định biên độ và tần số góc của dao động Cụ thể, tại thời điểm t₁, li độ x₁ là 3 cm và vận tốc v₁ là -60√3 cm/s; tại thời điểm t₂, li độ x₂ là 3√2 cm và vận tốc v₂ là √2 cm/s Qua đó, ta có thể tính toán biên độ dao động và tần số góc dựa trên các dữ liệu này Trong quá trình phân tích, các công thức liên hệ giữa li độ, vận tốc, biên độ và tần số góc đóng vai trò quan trọng để đưa ra câu trả lời chính xác về biên độ và tần số của dao động điều hòa.
A 6 cm;20rad/s B 6 cm;12rad/s C 12 cm ;20rad/s D 12 cm ;10rad/s
Trong bài toán này, một dao động điều hòa diễn ra trên đoạn thẳng dài 10 cm với số dao động là 50 trong vòng 78,5 giây Vận tốc của vật khi đi qua vị trí có li độ x = -3 cm theo hướng về vị trí cân bằng có thể được tính dựa vào tần số và biên độ dao động Gia tốc của vật tại vị trí này cũng được xác định dựa trên công thức gia tốc của dao động điều hòa, phụ thuộc vào li độ và gia tốc cực đại Các bước tính toán giúp xác định chính xác vận tốc và gia tốc của vật tại vị trí li độ x = -3 cm trong quá trình dao động.
Vật dao động điều hoà với tần số góc ω = 5 rad/s, tại thời điểm t=0, vật đi qua vị trí có li độ x = -2 cm và đang có vận tốc 10 cm/s hướng về phía biên gận hơn Phương trình dao động của vật có dạng x(t) = A cos(ωt + φ), trong đó biên độ A và pha ban đầu φ được xác định dựa trên các điều kiện ban đầu Với li độ ban đầu là -2 cm và vận tốc hướng về biên gận hơn, ta có thể xác định các tham số của phương trình để mô tả chính xác chuyển động của vật.
Câu 10 Hình 3.1 mô tả sự biến thiên vận tốc theo thời gian của một vật dao động điều hoà.
Hinh 3.1 a) Viết phương trình vận tốc theo thời gian. b) Viết phương trình li độ và gia tốc theo thời gian.
ĐỘNG NĂNG THẾ NĂNG SỰ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIÊU HOÀ
SỰ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIÊU HOÀ
Câu 1 Đại lượng nào sau đây tăng gấp đôi khi biên độ của dao động điều hoà của con lắc lò xo tăng gấp đôi?
A Cơ năng của con lắc B Động năng của con lắc.
C Vận tốc cực đại D Thế năng của con lắc.
Câu 2 Cơ năng của một chất điểm dao động điều hoà tỉ lệ thuận với
A chu kì dao động B biên độ dao động.
C bình phương biên độ dao động D bình phương chu kì dao động.
Câu 3 Trong dao động điều hoà thì tập hợp ba đại lượng nào sau đây không thay đổi theo thời gian?
A Lực kéo về; vận tốc; năng lượng toàn phần B Biên độ; tần số góc; gia tốc.
C Động năng; tần số; lực kéo về D Biên độ; tần số góc; năng lượng toàn phần.
Câu 4 Phương trình dao động điều hoà của một chất điểm dao động là: x=Acos ( ωtt + 23 πt ) (cm) Biểu thức động năng của nó biến thiên theo thời gian là
Chất điểm dao động điều hòa có chu kỳ T, và trong quá trình dao động, khoảng thời gian giữa năm lần liên tiếp của động năng bằng thế năng là 0,4 giây Dựa trên dữ liệu này, tần số dao động của chất điểm có thể được tính bằng cách xác định chu kỳ T và sau đó lấy nghịch đảo Như vậy, tần số của dao động của chất điểm là 5 Hz, phản ánh đặc điểm dao động điều hòa đều, phù hợp với các câu hỏi về tính tần số trong các bài tập liên quan đến dao động điều hòa.
Câu 6 Một chất điểm có khối lượng m, dao động điều hoà với biên độ A, tần số góc ωt Động năng cực đại của chất điểm là
Câu 7 Một vật có khối lượng m=0,4 kg, dao động điều hoà với chu kì T=0,2πt(s), biên độ bằng 10 cm Tính cơ năng của dao động.
Chất điểm có khối lượng 100 g dao động điều hòa trên đoạn thẳng MN dài hơn 8 cm, với các điểm P và Q nằm cách M lần lượt 4 cm và N 2 cm Trong quá trình chuyển từ P đến Q, động năng của chất điểm lần lượt là 32.10^(-3) J và 18.10^(-3) J, cho thấy sự thay đổi năng lượng trong quá trình dao động Tính tốc độ trung bình của chất điểm khi di chuyển từ P đến Q dựa trên các dữ liệu về động năng và vị trí giúp hiểu rõ hơn về đặc điểm dao động điều hòa của vật thể này.
Câu 9 Một con lắc lò xo treo thẳng đứng vào điểm I cố định, quả cầu có khối lượng
Trong bài toán này, lực đàn hồi của lò xo tác dụng lên điểm I dao động với cường độ thay đổi theo thời gian Hàm số x = 4 cos(10√5 t) mô tả độ biến dạng của hệ thống theo thời gian, trong đó biên độ dao động là 4 cm và tần số góc là 10√5 rad/s Để xác định lực đàn hồi lớn nhất và nhỏ nhất, ta cần xét giá trị cực đại và cực tiểu của lực dựa trên đặc điểm của hàm cos, trong đó lực đàn hồi được tính bằng F = k|x|, với k là hệ số đàn hồi của lò xo Như vậy, lực đàn hồi maximale tại biên độ x = 4 cm là F_max = k * 4 cm, còn lực nhỏ nhất sẽ bằng không khi hệ thống ở vị trí cân bằng Trong đó, trị số của lực đàn hồi lớn nhất và nhỏ nhất phản ánh mức độ biến đổi của lực tác dụng của lò xo trong quá trình dao động điều hòa.
Trong quá trình dao động của một con lắc lò xo treo thẳng đứng, tỉ số giữa độ lớn lực đàn hồi lớn nhất và nhỏ nhất là 7 Điều này cho thấy lực đàn hồi biến đổi theo vị trí của con lắc trong chu kỳ dao động, phản ánh đặc điểm của chuyển động và phản ứng của lò xo Thông qua phân tích này, ta có thể xác định được các yếu tố liên quan như biên độ dao động và độ cứng của lò xo, giúp hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động của hệ thống.
3, biên độ dao động là 10 cm Lấy g m/s 2 Tính tần số dao động của vật.
Một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc α max, được đặt tại vị trí cân bằng làm mốc cơ năng Khi con lắc ở vị trí có động năng bằng thế năng, li độ góc của nó có thể được tính dựa trên mối liên hệ giữa biên độ góc và các năng lượng Điều này giúp xác định chính xác vị trí li độ góc của con lắc trong quá trình dao động, phù hợp với các nguyên lý vật lý về dao động điều hòa và các công thức tính năng lượng trong con lắc đơn.
Một con lắc lò xo gồm một lò xo nhẹ có độ cứng k và một vật có khối lượng m0 g được treo thẳng đứng vào một giá cố định Khi vật ở vị trí cân bằng O, lò xo dãn 2,5 cm, thể hiện đặc điểm của hệ dao động điều hòa Kéo vật dọc theo trục của lò xo xuống dưới cách vị trí cân bằng O một khoảng, ta có thể nghiên cứu phạm vi dao động của con lắc lò xo này để hiểu rõ hơn về tính chất của dao động điều hòa có tần số và chu kỳ liên quan đến độ cứng k và khối lượng m0.
Dưới đây là các câu chính chứa ý nghĩa của từng phần trong bài viết đã được viết lại phù hợp với quy tắc SEO và đảm bảo nghĩa quán triệt: Vật bắt đầu dao động từ vị trí ban đầu, sau khi có chiều dài 2 cm, truyền vận tốc có độ lớn 40√3 cm/s theo phương thẳng đứng hướng xuống dưới, trong khi trục tọa độ Ox lấy chiều thẳng đứng, gốc tại O, hướng lên trên, và gốc thời gian bắt đầu từ lúc vật bắt đầu dao động Để giải các bài toán, ta lấy gia tốc g = 9,8 m/s² và biết chiều dài tự nhiên của lò xo là 50 cm Đầu tiên, ta tính độ cứng của lò xo dựa trên phương trình dao động và cơ năng của hệ thống Tiếp theo, xác định li độ và vận tốc của vật khi thế năng dao động bằng một phần ba động năng, đồng thời tính các tham số như thế năng, động năng và vận tốc tại vị trí li độ x = 2√2 cm Cuối cùng, ta khảo sát chiều dài cực đại, cực tiểu và lực đàn hồi của lò xo trong quá trình dao động để hiểu rõ hơn về đặc điểm dao động của hệ thống này.
Trong hệ gồm hai lò xo và vật nặng m, khi quả nặng được thả để dao động, năng lượng của hệ chuyển hóa liên tục giữa động năng và thế năng Khi vật nặng lên cao, thế năng đạt giá trị cực đại trong khi động năng giảm về không; ngược lại, khi vật nặng xuống thấp, động năng tăng lên còn thế năng giảm đi Quá trình này thể hiện rõ quá trình chuyển đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác trong hệ thống dao động của lò xo và vật nặng, tuân theo nguyên lý bảo toàn năng lượng.
Một người có khối lượng 83 kg treo vào sợi dây bungee đàn hồi có độ cứng k'0 N/m, và từ vị trí cân bằng, người này bị kéo dãn sợi dây 5 mét rồi thả ra, tạo thành dao động điều hòa Sau 2 giây, vị trí của người này có thể xác định dựa trên công thức của dao động điều hòa, kết quả cho thấy người đang nằm ở vị trí xác định bởi biên độ 5 m và biên độ pha phù hợp Vận tốc của người sau 2 giây được tính bằng công thức vận tốc trong dao động điều hòa, cho kết quả là khoảng 8,7 m/s, cho phép nhận diện rõ trạng thái chuyển động của người trên dây bungee sau 2 giây kể từ thời điểm thả xuống.
DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG
Câu 1 Tìm phát biểu sai Dao động tắt dần là dao động có
A tần số giảm dần theo thời gian.
B cơ năng giảm dần theo thời gian.
C biên độ dao động giảm dần theo thời gian.
D ma sát và lực cản càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh.
Câu 2 Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành
A điện năng B nhiệt năng C hoá năng D quang năng. Câu 3 Một con lắc lò xo đang dao động tắt dần, sau ba chu kì đầu tiên, biên độ của nó giảm đi 10 % Phần trăm cơ năng còn lại sau khoảng thời gian đó là
Một con lắc lò xo dao động tắt dần theo phương ngang với chu kỳ T=0,2 giây, sử dụng lò xo nhẹ và vật nhỏ có khối lượng 100 g Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,01, gây ra lực cản làm giảm dần biên độ dao động của hệ Độ giảm biên độ của vật sau mỗi lần đi từ biên này đến biên kia phụ thuộc vào các yếu tố như hệ số ma sát và năng lượng mất mát do ma sát, giúp chúng ta xác định chính xác mức giảm của biên độ qua từng chu kỳ.
Người đi bộ với tốc độ 2,5 km/h trên đường, mang theo một xô nước, gây ra những dao động sóng sánh mạnh nhất trong xô khi bước đi có độ dài bước chân LP cm phù hợp Chu kỳ dao động riêng của nước trong xô phụ thuộc vào chiều dài bước chân, cho thấy sự liên hệ giữa vận tốc đi và tần suất dao động của nước Hiểu rõ về mối liên hệ này giúp xác định thời gian dao động riêng của nước trong xô khi người di chuyển đều đặn trên đường.
Con lắc lò xo có chu kỳ dao động là 0,1π giây, cho thấy nó thực hiện dao động với tần suất nhất định Khi con lắc dao động cưỡng bức theo phương trùng với trục của lò xo dưới tác dụng của lực ngoại lực tuần hoàn F = F₀ cos ωₜ t (N), sự phù hợp giữa tần số của ngoại lực và tần số hiện tại của hệ thống đóng vai trò quan trọng trong hiện tượng cộng hưởng Trong đó, khi ωₜ lần lượt là 10 rad/s và một giá trị khác, hệ thống sẽ có các phản ứng dao động khác nhau, ảnh hưởng đến biên độ dao động của con lắc Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc điều chỉnh tần số ngoại lực để kiểm soát hiệu quả dao động cưỡng bức của hệ thống.
15rad/s thì biên độ dao động tương ứng của con lắc lần lượt là A 1 và A 2 Hãy so sánh
Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m=0,2 kg dao động trên mặt phẳng nằm ngang với hệ số ma sát trượt μ=0,01 và độ cứng của lò xo k N/m Từ vị trí lò xo không biến dạng, vật được truyền vận tốc ban đầu v₀=1 m/s dọc theo trục lò xo Để tính lực đàn hồi cực đại của lò xo trong quá trình dao động, cần xem xét sự biến dạng tối đa của lò xo khi vật chuyển động, đồng thời tính toán ảnh hưởng của lực ma sát và năng lượng dao động Lực đàn hồi lớn nhất xảy ra khi lò xo đạt cực đại biến dạng, và nó tỷ lệ thuận với độ cứng k và độ biến dạng tối đa của lò xo trong quá trình dao động này.
Một con lắc lò xo bao gồm vật nhỏ có khối lượng m = 0,03 kg và lò xo có độ cứng k = 1,5 N/m Vật nhỏ được đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang, nằm dọc theo trục của lò xo để tạo thành hệ thống đồng bộ Hệ thống này thể hiện các nguyên lý về dao động điều hòa, trong đó lực phục hồi của lò xo tác dụng lên vật nhỏ khi nó bị lệch khỏi vị trí cân bằng Các tính toán liên quan đến con lắc lò xo giúp xác định chu kỳ, tần số dao động, cũng như các đặc điểm của dao động điều hòa trong hệ thống này.
Hệ số ma sát trượt giữa giá đỡ và vật nhỏ là μ = 0,2, ảnh hưởng đến quá trình giảm động năng của vật trong dao động Ban đầu, vật được giữ ở vị trí lò xo bị dãn một đoạn Δl = 0 cm rồi thả tự nhiên để con lắc dao động tắt dần, thể hiện quá trình chuyển đổi năng lượng Với gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s², ta cần tính tốc độ lớn nhất mà vật nhỏ đạt được trong quá trình dao động dựa trên các công thức năng lượng và ảnh hưởng của lực ma sát.
Trong bài toán về con Lắc lò xo, vật nhỏ có khối lượng m=0,02 kg cùng lò xo có độ cứng k=1 N/m được đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang, dọc theo trục của lò xo Hệ số ma sát trượt giữa giá đỡ và vật là μ=0,1, ảnh hưởng đến quá trình dao động của hệ thống Ban đầu, vật được giữ ở vị trí lò xo nén Δl, sau đó thả nhẹ để con lắc dao động tắt dần Trong quá trình này, độ giảm thế năng của con lắc từ lúc thả đến vị trí nơi vận tốc dao động đạt cực đại lần đầu tiên là một yếu tố quan trọng cần tính toán để hiểu rõ năng lượng tại các vị trí khác nhau của hệ thống.
Câu 1 Một vật đang dao động điều hoà dưới tác dụng của một lực đàn hồi Chọn câu đúng.
A Khi vật đi qua vị trí cân bằng thì gia tốc đạt giá trị cực đại.
B Khi vật ở vị trí biên thì lực đổi chiều.
C Khi vật đi từ vị trí cân bằng đến vị trí biên thì gia tốc ngược chiều với vận tốc.
D Khi vật đi từ vị trí biên đến vị trí cân bằng thì độ lớn của gia tốc tăng dần.
Trong quá trình dao động điều hòa, khi vật chuyển động từ vị trí cân bằng về vị trí biên, vận tốc và gia tốc cùng chiều nhau tại các điểm biên M và N Điều này xảy ra vì vận tốc của vật tăng dần từ bằng không tại vị trí cân bằng đến cực đại tại vị trí biên, trong khi gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng, do đó, khi vật di chuyển ra xa khỏi trung tâm, vận tốc và gia tốc cùng chiều nhau.
Câu 3 Tìm phát biểu sai về gia tốc của một vật dao động điều hoà.
A Gia tốc đổi chiều khi vật đi qua vị trí cân bằng.
B Gia tốc luôn ngược chiều với vận tốc.
C Gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng.
D Gia tốc biến đổi ngược pha với li độ.
Con lắc lò xo có độ cứng không đổi, và khi khối lượng quả nặng là m, tần số dao động của nó là 1 Hz Khi khối lượng quả nặng tăng gấp đôi lên 2m, tần số dao động của con lắc thay đổi như thế nào? Hiểu rõ mối quan hệ giữa khối lượng và tần số sẽ giúp xác định chính xác tần số dao động khi khối lượng tăng lên gấp đôi Đây là ví dụ điển hình về cách tính toán tần số dao động của con lắc lò xo dựa trên các yếu tố vật lý cơ bản, giúp các kỹ sư và học sinh nắm bắt kiến thức vật lý một cách dễ dàng và chính xác hơn.
Câu 5 Một con lắc lò xo nằm ngang, đang thực hiện dao động điều hoà Tìm phát biểu sai.
A Động năng của vật nặng và thế năng đàn hồi của lò xo là hai thành phần tạo thành cơ năng của con lắc.
B Động năng và thế năng của con lắc biến thiên tuần hoàn với cùng một tần số như nhau.
C Khi vật ở một trong hai vị trí biên thì thế năng của con lắc đạt giá trị cực đại.
D Động năng và thế năng của con lắc biến thiên tuần hoàn với cùng chu kì như chu kì của dao động
Câu 6 Tìm phát biễu sai về dao động tắt dần của con lắc lò xo.
A Cơ năng của con lắc luôn giảm dần B Động năng của vật có lúc tăng, lúc giảm.
C Động năng của vật luôn giảm dần D Thế năng của con lắc có lúc tăng, lúc giảm.
Câu 7 Lợi ích của hiện tượng cộng hưởng được ứng dụng trong trường hợp nào sau đây?
A Chế tạo máy phát tần số.
B Chế tạo bộ phận giảm xóc của ô tô, xe máy.
C Lắp đặt các động cơ điện trong nhà xưởng.
D Thiết kế các công trình ở những vùng thường có địa chấn.
Vật dao động điều hòa có chu kỳ T và bắt đầu đi qua vị trí cân bằng từ thời điểm ban đầu Tại thời điểm T, vật đã hoàn thành một chu kỳ dao động Trong quá trình dao động điều hòa, tỷ số giữa động năng và thế năng tại thời điểm T rất quan trọng để hiểu đặc điểm chuyển đổi năng lượng trong hệ Vào thời điểm T, động năng của vật đạt giá trị tối đa trong khi thế năng bằng không, do đó, tỉ số giữa động năng và thế năng vào thời điểm này là vô cùng lớn hoặc vô hạn, phản ánh rõ sự chuyển đổi năng lượng trong chu kỳ dao động điều hòa.
Vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox nằm ngang, có gốc tại vị trí cân bằng Sau mỗi 0,5 giây, động năng bằng thế năng, đồng thời vật đi được đoạn đường dài nhất là 4√2 cm trong khoảng thời gian này Thời điểm t=0 là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương Phương trình dao động của vật có dạng x(t) = A cos(ωt + φ), trong đó amplitude A, tần số góc ω và pha ban đầu φ cần xác định dựa trên dữ liệu.
Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k0 N/m và vật nặng có khối lượng m0 g, đặt trên mặt phẳng nằm ngang, có hệ số ma sát trượt μ=0,0005 và gia tốc trọng trường g=9,8 m/s² Khi kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng của lò xo một đoạn 5 cm và thả nhẹ, vật bắt đầu dao động, và câu hỏi yêu cầu tính thời gian từ lúc vật bắt đầu dao động cho đến khi dừng hẳn do tác dụng của ma sát.
Câu 11 Hình 1.2 mô tả sự biến thiên gia tốc theo thời gian của một vật dao động điều hoà.
Hinh 1.2 a) Viết phương trình gia tốc theo thời gian. b) Viết phương trình li độ và vận tốc theo thời gian.
Hình 1.3 trình bày sơ đồ của một bàn xoay hình tròn, được gắn một thanh nhỏ cách tâm bàn 15 cm Bàn xoay này được chiếu sáng từ phía trước màn hình, nhằm tạo bóng đổ rõ nét lên màn hình Đây là nội dung quan trọng giúp hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bàn xoay trong các thí nghiệm quang học hoặc mô phỏng.
Con lắc đơn nằm sau bàn xoay và dao động điều hòa với biên độ bằng khoảng cách từ thanh nhỏ đến tâm bàn xoay, vì vậy dao động của bóng thanh nhỏ và quả lắc là đồng pha do chúng cùng chịu tác động của cùng một dao động điều hòa của bàn xoay Phương trình mô tả li độ x của con lắc khỏi vị trí cân bằng được viết dưới dạng x = A cos(ωt + φ), trong đó A là biên độ dao động, ω là tốc độ góc, và φ là pha ban đầu với gốc thời gian là lúc con lắc ở vị trí hiển thị trong sơ đồ Khi bàn xoay quay một góc 60°, li độ của con lắc và tốc độ của nó tại thời điểm này được tính dựa trên các biểu thức của dao động điều hòa, và để con lắc có tốc độ trở lại như ban đầu, bàn xoay cần tiếp tục quay thêm một góc nữa, được xác định dựa trên sự biến thiên của góc quay và các tham số dao động của hệ thống.
SÓNG
SÓNG NGANG SÓNG DỌC SỰ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG CỦA SÓNG CƠ
SỰ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG CỦA SÓNG CƠ
A Sóng dọc là sóng truyền dọc theo một sợi dây.
B Sóng dọc là sóng truyền theo phương thẳng đứng, còn sóng ngang là sóng truyền theo phương nằm ngang.
C Sóng dọc là sóng trong đó phương dao động (của các phần tử môi trường) trùng với phương truyền.
D Sóng ngang là sóng trong đó phương dao động (của các phần tử môi trường) trùng với phương truyền.
Câu 2 Tìm phát biểu sai khi nói về sóng cơ.
A Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động ngược pha nhau.
B Sóng trong đó các phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng được gọi là sóng dọc.
C Tại mỗi điểm của môi trường có sóng truyền qua, biên độ của sóng là biên độ dao động của phần tử môi trường.
D Sóng trong đó các phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng được gọi là sóng ngang.
Câu 3 Sóng cơ không truyền được trong
A chân không B không khí C nước D kim loại.
Một sóng ngang có tần số 100 Hz truyền trên sợi dây nằm ngang với tốc độ 60 m/s, qua điểm A rồi đến điểm B cách nhau 7,95 m Khi đó, tại một thời điểm nhất định, điểm A có li độ âm và đang chuyển động đi lên, trong khi điểm B có li độ theo chiều nào?
A âm và đang đi xuống B âm và đang đi lên.
C dương và đang đi lên D dương và đang đi xuống
Câu 5 Mũi tên nào trong Hình 9.1 mô tả đúng hướng truyền dao động của các phần tử môi trường?
Câu 6 Nếu tốc độ truyền sóng âm trong Hình 9.1 là 340 m/s thì tần số của sóng khoảng
Câu 7 Một sóng ngang truyền trên một sợi dây rất dài từ P đến Q Hai điểm P ,Q trên phương truyền sóng cách nhau PQ=5λ
4 Kết luận nào sau đây là đúng?
A Khi P có li độ cực đại thì Q có vận tốc cực đại.
B Li độ P ,Q luôn trái dấu.
C Khi Q có li độ cực đại thì P có vận tốc cực đại.
D Khi P có li độ cực đại thì Q qua vị trí cân bằng theo chiều âm Khi Q có li độ cực đại thì P qua vị trí cân bằng theo chiều dương.
Sóng cơ có tần số 20 Hz truyền trên mặt nước với tốc độ 1,5 m/s, di chuyển qua điểm P rồi mới tới điểm Q cách đó 16,125 cm Nhờ vào công thức tốc độ sóng, ta có thể xác định khoảng cách giữa hai điểm dựa trên tần số và bước sóng, giúp hiểu rõ hơn về đặc tính của truyền sóng trên mặt nước Điều này thể hiện rõ mối liên hệ giữa tần số, tốc độ sóng và quãng đường truyền, là kiến thức quan trọng trong vật lý sóng.
Tại thời điểm t, điểm P hạ xuống thấp nhất thì sau thời gian ngắn nhất là bao nhiêu điểm Q sẽ hạ xuống thấp nhất?
Hình 9.2 mô tả phần của sóng dọc truyền trên sợi dây lò xo, giúp hiểu rõ về cách xác định bước sóng của sóng này Để xác định bước sóng, ta cần đo khoảng cách giữa hai điểm dao động cùng phase như hai bụi sóng liên tiếp hoặc hai bụi nén liên tiếp trên dây Sóng dọc và sóng âm trong không khí đều có đặc điểm truyền theo chiều dọc, tạo thành các vùng nén và giãn tuần hoàn, do đó chúng có điểm tương đồng về cơ chế truyền sóng và đặc điểm hình thái Các kiến thức này giúp hiểu rõ hơn về cách sóng truyền truyền năng lượng trong các môi trường khác nhau, cũng như cách xác định đặc điểm quang phổ của sóng âm và sóng dọc trong vật lý.
Hai điểm P và Q nằm cách nhau 20 cm trên mặt nước, trong khi nguồn dao động đặt tại điểm O ngoài đoạn PQ tạo ra sóng truyền qua mặt nước với bước sóng λ Khi sóng truyền qua, khoảng cách xa nhất và gần nhất giữa hai phần tử môi trường tại P và Q có thể được xác định dựa trên bước sóng λ hoặc các tính chất của sóng dao động Để xác định chính xác khoảng cách này, cần phân tích các pha dao động của sóng tại P và Q, từ đó tính toán khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất dựa trên mối liên hệ giữa bước sóng và pha của sóng.
Sóng dọc truyền qua môi trường với bước sóng 15 cm và biên độ không đổi A = 5√3 cm Khi chưa có sóng, hai điểm P và Q nằm cách nguồn lần lượt 20 cm và 30 cm Khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử môi trường tại P và Q khi có sóng truyền qua là khi các điểm này chịu pha sóng cộng hưởng xây dựng, tạo ra khoảng cách tối đa Ngược lại, khoảng cách gần nhất xảy ra khi pha sóng của P và Q chống pha, làm giảm khoảng cách giữa chúng Tính toán dựa trên bước sóng và vị trí của P, Q cho thấy, khoảng cách xa nhất là 70 cm và gần nhất là 10 cm, phù hợp với dạng sóng dọc truyền qua môi trường.
SÓNG ĐIỆN TỪ
Câu 1 Theo thứ tự bước sóng tăng dần thì sắp xếp nào dưới đây là đúng?
A Vi sóng, tia tử ngoại, tia hồng ngoại, tia X B Tia X, tia tử ngoại, tia hồng ngoại, vi sóng.
C Tia tử ngoại, tia hồng ngoại, vi sóng, tia X D Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, vi sóng, tia X.
Câu 2 Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ?
A Tất cả các sóng điện từ đều truyền trong chân không với tốc độ như nhau.
B Sóng điện từ đều là sóng ngang.
C Chúng đều tuân theo các quy luật phản xạ, khúc xạ.
D Khi truyền từ không khí vào nước thì tần số, bước sóng và tốc độ của các sóng điện từ đều giảm.
Câu 3 Nội dung nào sau đây tóm tắt đúng đặc điểm của sóng điện từ, tính từ sóng vô tuyến đến tia γ trong thang của sóng điện từ?
Tần số Bước sóng Tốc độ trong chân không
A tăng dần giảm dần giảm dần
B giảm dần tăng dần tăng dần
C tăng dần giảm dần không đổi
D giảm dần tăng dần không đổi
Câu 4 Sóng điện từ có bước sóng nào dưới đây thuộc về tia hồng ngoại?
Câu 5 Một sóng vô tuyến có tần số 10 8 Hz được truyền trong không trung với tốc độ
3.10 8 m/s Bước sóng của sóng đó là
Câu 6 Sóng vô tuyến truyền trong không trung với tốc độ 3⋅10 8 m/s Một đài phát sóng radio có tần số 10 6 Hz Bước sóng của sóng radio này là
Trong quá trình truyền ánh sáng từ chân không vào chất liệu thủy tinh, tốc độ của sóng ánh sáng thay đổi từ v₁ xuống v₂, trong khi bước sóng thay đổi từ λ₁ sang λ₂ Mối liên hệ giữa tốc độ v₂ của ánh sáng trong thủy tinh với các tham số khác được xác định qua công thức v₂ = (λ₂ / λ₁) × v₁, phản ánh sự biến đổi của bước sóng và tốc độ ánh sáng khi đi qua các môi trường khác nhau Điều này giúp hiểu rõ hơn về sự thay đổi của các đặc tính tia sáng khi truyền qua các môi trường quang học khác nhau.
Thang của sóng điện từ được biểu diễn theo bước sóng tăng dần như hình 11.1, thể hiện các loại bức xạ khác nhau như tia A và tia B Tia X, một loại bức xạ điện từ, được ứng dụng trong y học để chẩn đoán hình ảnh và phát hiện các tổn thương bên trong cơ thể Sóng điện từ khác biệt rõ rệt so với sóng âm về đặc điểm, trong đó sóng điện từ không cần môi trưởng truyền và di chuyển với vận tốc ánh sáng, còn sóng âm cần môi trường truyền và di chuyển với tốc độ âm thanh.
Câu 9 Sóng vô tuyến ngắn có thể được sử dụng để đo khoảng cách từ Trái Đất đến
Mặt Trăng đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng bằng cách phát tín hiệu vô tuyến từ Trái Đất, sau đó thu nhận tín hiệu phản hồi từ Mặt Trăng Thời gian để tín hiệu đi từ Trái Đất đến Mặt Trăng và trở lại là 2,5 giây Với tốc độ của sóng vô tuyến là một yếu tố quan trọng, giúp xác định chính xác khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trăng Phương pháp này là một kỹ thuật đo khoảng cách chính xác và phổ biến trong nghiên cứu vũ trụ.
3.10 8 m/s và có tần số 10 7 Hz Tính: a) Khoảng cách từ Mặt Trăng tới Trái Đất. b) Bước sóng của sóng vô tuyến đã sử dụng.
Vệ tinh địa tĩnh cách mặt đất 36.600 km, nằm trên đường thẳng nối giữa đài phát sóng và tâm Trái Đất, giúp truyền hình truyền tải tín hiệu một cách liên tục Trái Đất có bán kính 6.400 km, và vệ tinh nhận sóng truyền hình từ đài phát rồi phát lại về Trái Đất trong thời gian rất ngắn Với tốc độ truyền sóng là c = 3 x 10^8 m/s, khoảng thời gian tối đa mà sóng truyền hình đi từ đài phát đến Trái Đất cần được tính dựa trên tổng khoảng cách truyền tải.
Một anten radar phát ra sóng điện từ hướng về mục tiêu đang chuyển động về phía radar Thời gian từ khi anten phát sóng đến khi nhận được sóng phản xạ trở lại là 80μs Sau hai phút, một lần đo thứ hai cho thấy thời gian truyền sóng đã tăng lên, phản ánh sự thay đổi trong khoảng cách giữa radar và mục tiêu do chuyển động của vật thể.
76μ s Tính tốc độ trung bình của vật Coi tốc độ c ủa sóng điện từ trong không khí bằng 3⋅10 8 m/s.
Vệ tinh truyền thông đứng yên so với mặt đất tại một độ cao trên mặt phẳng xích đạo, nằm trên đường nối qua kinh tuyến số 0 hoặc kinh tuyến gốc Trái Đất được mô tả như một quả cầu bán kính 6400 km, có khối lượng 6.10^24 kg và chu kỳ quay 24 giờ, cùng với hằng số hấp dẫn G=6,67×10^−11 N·m^2/kg^2 Sóng cực ngắn có tần số f > 30 MHz từ vệ tinh truyền thẳng đến các điểm nằm trong vùng xích đạo Trái Đất, phạm vi kinh độ phụ thuộc vào độ cao của vệ tinh và đặc điểm phát sóng.
GIAO THOA SÓNG
Câu 1 Hiện tượng giao thoa sóng là hiện tượng
A giao nhau của hai sóng tại một điểm trong môi trường.
B tổng hợp của hai dao động.
C tạo thành các gợn lồi lõm.
D hai sóng khi gặp nhau có những điểm cường độ sóng luôn tăng cường hoặc triệt tiêu nhau.
Câu 2 Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có
A cùng biên độ B cùng tần số.
C cùng pha ban đầu D cùng tần số và hiệu số pha không đổi theo thời gian.
Câu 3 Hai sóng phát ra từ hai nguồn kết hợp Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu khoảng cách tới hai nguồn sóng bằng
A một ước số của bước sóng B một bội số nguyên của bước sóng.
C một bội số lẻ của nửa bước sóng D một ước số của nửa bước sóng.
Câu 4 Trong thí nghiệm về giao thoa sóng nước Hình 12.1, tốc độ truyền sóng là
1,5 m/s, cần rung có tần số 40 Hz Khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn thẳng S 1 S 2 là
Câu 5 Trong thí nghiệm ở Hình 12.1SGK, khoảng cách giữa hai điểm S 1 , S 2 là d cm, cho cần rung, ta thấy hai điểm S 1 , S 2 gần như đứng yên và giữa chúng còn
10 điểm đứng yên không dao động Biết tần số rung là 26 Hz, tốc độ truyền sóng là
Trong thí nghiệm Young, nếu một trong hai khe chắn sáng bị làm mờ sao cho chỉ truyền được 1/2 cường độ sáng của khe còn lại, thì hiện tượng quang giao thoa sẽ bị ảnh hưởng rõ rệt Điều này dẫn đến sự thay đổi trong độ sáng của các vân sáng và vân tối trên màn quan sát, giảm độ tương phản của các vân sáng tối và làm mờ các vân thậm chí có thể làm mất hẳn các vân giao thoa Hiệu ứng này phản ánh rõ ràng mối liên hệ giữa cường độ sáng của các khe và độ rõ nét của mẫu quang giao thoa.
A vân giao thoa biến mất B vân giao thoa tối đi.
C vạch sáng trở nên sáng hơn và vạch tối thì tối hơn D vạch tối sáng hơn và vạch sáng tối hơn.
Trong thí nghiệm Young về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 0,15 mm và khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến màn quan sát là 2 m, tạo điều kiện thuận lợi để quan sát các vân giao thoa rõ nét Ánh sáng được sử dụng trong thí nghiệm là ánh sáng đơn sắc màu vàng có bước sóng 0,58 μm, giúp xác định chính xác vị trí các vân sáng và tối trên màn Vị trí của vân sáng bậc 3 trên màn cách vân trung tâm một khoảng nhất định, thể hiện sự tác động của bước sóng ánh sáng đến sự phân bố các vân giao thoa.
Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai điểm P và Q trên màn là 9 mm, chỉ xuất hiện 5 vân sáng, trong đó điểm P nằm trong số các vân sáng đó Thí nghiệm này giúp xác định sự tổng hợp của các sóng ánh sáng, góp phần hiểu rõ hiện tượng giao thoa và đặc điểm của các vân sáng trên màn Việc đếm số vân sáng và vị trí của chúng tại các điểm như P và Q là cơ sở để tính toán bước sóng của ánh sáng và khoảng cách giữa các nguồn phát, từ đó củng cố kiến thức về quang học hiện đại.
Q là vị trí của vân tối Vị trí vân tối thứ 2 cách vân trung tâm một khoảng là
Trong thí nghiệm Young về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 0,15 mm và khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến màn quan sát là 1,5 mét Khoảng cách giữa năm vân sáng liên tiếp là 36 mm, giúp xác định bước sóng của ánh sáng sử dụng trong thí nghiệm Bước sóng của ánh sáng trong thí nghiệm này được tính dựa trên vị trí của các vân sáng giao thoa, thể hiện rõ trên màn quan sát Thông qua công thức giao thoa, ta có thể xác định chính xác bước sóng của ánh sáng đơn sắc đã dùng.
Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách giữa hai khe là 0,15 mm, và khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến màn quan sát là 1 m Hai điểm M và N trên màn đối xứng qua vân sáng trung tâm, với đoạn MN có chiều dài 30 mm và chứa 11 vân sáng, trong đó M và N đều là vân sáng Với thông tin này, ta có thể tính bước sóng của ánh sáng sử dụng trong thí nghiệm.
Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ và màn quan sát cách hai khe một khoảng không đổi D Khoảng cách giữa hai khe S1 và S2 là a, có thể thay đổi nhưng luôn cách đều S Khi xét điểm P trên màn, ban đầu có vân sáng bậc 4, và nếu giảm hoặc tăng khoảng cách S1 S2 một lượng Δa, thì tại đó xuất hiện vân sáng bậc k và 3k Khi tăng khoảng cách S1 S2 lên 2Δa, điểm P có thể xuất hiện vân sáng hoặc vân tối, và vân sẽ có thứ bậc phù hợp dựa trên sự thay đổi này.
Trong thí nghiệm Young về giao thoa với ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2 mm và khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m Đây là các yếu tố chính ảnh hưởng đến vân sáng tối trên màn, giúp xác định tính chất sóng của ánh sáng qua hiện tượng giao thoa Thí nghiệm nhằm chứng minh rằng ánh sáng có tính chất sóng bằng cách quan sát các vân sáng tối đều đặn trên màn Khoảng cách giữa các vân sáng và tối có thể được tính dựa trên các thông số này để xác định bước sóng của ánh sáng sử dụng trong thí nghiệm.
Trong thí nghiệm chiếu sáng bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,40μm đến 0,76μm qua hai khe, người ta quan tâm đến vị trí của điểm M trên màn ảnh cách vân sáng trung tâm 3,3mm Tại điểm M, vân tối xuất hiện do hiện tượng nhiễu xạ, và bước sóng của vân tối có bước sóng ngắn nhất cần xác định Bằng cách sử dụng công thức nhiễu xạ hai khe, ta có thể tính toán bước sóng nhỏ nhất tương ứng với vị trí điểm M, giúp hiểu rõ hơn về hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng trắng trong thí nghiệm.
SÓNG DỪNG
Câu 1 Tại điểm phản xạ thì sóng phản xạ
A luôn ngược pha với sóng tới.
B ngược pha với sóng tới nếu vật cản là cố định.
C ngược pha với sóng tới nếu vật cản là tự do.
D cùng pha với sóng tới nếu vật cản là cố định.
Câu 2 Trong hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định, khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liên tiếp bằng
A một bước sóng B hai bước sóng.
C một phần tư bước sóng D một nửa bước sóng.
Câu 3 Trong hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây mà hai đầu được giữ cố định thì độ dài của bước sóng phải bằng
A khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng.
C hai lần độ dài của dây.
D hai lần khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng kề nhau.
Câu 4 Để tạo một sóng dựng giữa hai đầu dây cố định thl độ dài của dây bằng
A một số nguyên lần bước sóng B một số lẻ lần nửa bước sóng.
C một số nguyên lần nửa bước sóng D một số lẻ lần bước sóng
Câu 5 Sóng dừng trên một sợi dây dài 1 m (hai đầu cố định) có hai bụng sóng
Bước sóng trên dây là
Trên một dây dài 90 cm có sóng dừng, có tổng cộng 10 nút sóng kể cả hai nút ở hai đầu dây Tần số của sóng truyền trên dây là 200 Hz Tốc độ truyền sóng trên dây có thể được tính dựa trên chiều dài dây và số nút sóng Dựa vào thông tin này, tốc độ truyền sóng trên dây là 4 m/s.
Trong bài tập về sóng dừng trên dây đàn dài 0,6 mét với hai đầu cố định, ta cần xác định bước sóng của sóng khi có một bụng sóng duy nhất Bước sóng λ của sóng trên dây được tính dựa trên chiều dài dây và số bụng sóng xuất hiện trên dây đó Khi dây chỉ có một bụng sóng, ta có thể áp dụng công thức tính bước sóng là λ = 2L Nếu dây dao động với ba bụng sóng, bước sóng sẽ giảm xuống và được tính bằng λ = 2L / 3, giúp dự đoán chính xác chiều dài của các phần đoạn sóng dừng trên dây đàn.
Trên một sợi dây dài 1,2 mét có hệ sóng dừng, với cả hai đầu cố định nên tạo thành 4 nút sóng Tốc độ truyền sóng trên dây là v m/s Để tính tần số dao động của dây, ta dựa vào số nút sóng và chiều dài dây, sử dụng công thức liên hệ giữa tốc độ, tần số và bước sóng Với hệ sóng dừng gồm 4 nút, bước sóng của sóng là λ = 2L / n, trong đó n là số nút Khi đó, tần số dao động của dây được tính bằng f = v / λ, giúp xác định chính xác tần số dao động dựa trên tốc độ truyền sóng và chiều dài dây.
Hình 13.1 mô tả sóng dừng trên một sợi dây có chiều dài L = 0,9 m và hai đầu cố định, cho thấy các đặc điểm của sóng dừng trong vật lý sóng cơ Để tính bước sóng λ của sóng trên dây, ta dựa vào chiều dài dây và số phần tử dao động, thường là sóng dừng có các bụng và nút cố định Với tần số 180 Hz, ta có thể xác định tốc độ của sóng bằng cách nhân tần số với bước sóng, giúp hiểu rõ hơn về đặc điểm truyền sóng trên dây đàn hồi này Khi tần số tăng lên 360 Hz, bước sóng sẽ thay đổi theo và có thể tính được dựa trên mối liên hệ giữa tốc độ, tần số và bước sóng, giúp làm rõ ảnh hưởng của tần số đến đặc điểm truyền sóng dừng.
Một nam châm điện sử dụng dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz chạy qua tạo ra từ trường biến thiên Khi đặt nam châm điện phía trên dây thép AB căng ngang, chiều dài dây là 0,6 m với hai đầu cố định, xuất hiện sóng dừng với 2 bụng sóng trên dây Tốc độ truyền sóng trên dây thép có thể được tính dựa trên tần số và số bụng sóng của sóng dừng đó.
Sợi dây AB dài 1 mét có đầu A cố định và đầu B gắn với cần rung có tần số thay đổi được Khi tần số tăng thêm 20 Hz, số nút trên dây tăng thêm 7, cho thấy sự liên hệ giữa tần số và số nút của sóng dừng Ban đầu, trên dây có sóng dừng ổn định, và sự thay đổi tần số gây ra sự biến đổi trong số nút sóng Thời gian để sóng phản xạ từ điểm A truyền hết chiều dài sợi dây chính là thời gian truyền sóng một chiều dài dây, đáp ứng với tốc độ truyền sóng trên dây Điều này giúp xác định thời gian cần thiết để sóng phản xạ hoàn thành một chu kỳ truyền trọn vẹn qua chiều dài sợi dây.
BÀI TẬP CUỐI CHƯƠNG II
Câu 1 Khi có sóng ngang truyền qua, các phần tử vật chất của môi trường dao động
A theo phương song song với phương truyền sóng.
B theo phương vuông góc với phương truyền sóng.
D với các tần số khác nhau.
Câu 2 Trường hợp nào sau đây là một ví dụ về sóng dọc?
A Ánh sáng truyền trong không khí B Sóng nước trên mặt hồ.
C Sóng âm lan truyền trong không khí D Sóng truyền một trên sợi dây.
Câu 3 Tất cả các sóng điện từ đều có cùng
A tốc độ khi truyền trong một môi trường nhất định.
B tần số khi truyền trong môi trường chân không.
C chu kì khi truyền trong một môi trường nhất định.
D tốc độ khi truyền trong chân không.
Câu 4 Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có
A hai sóng chuyển động ngược chiều giao nhau.
B hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động cùng tần số, cùng pha giao nhau.
C hai sóng dao động cùng phương, cùng pha giao nhau.
D hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng tần số.
A sóng được tạo thành giữa hai điểm cố định trong một môi trường.
B sóng không lan truyền được do bị một vật cản chặn lại.
C sóng được tạo thành do sự giao thoa của hai sóng kết hợp, trên đường thẳng nối hai tâm phát sóng.
D Sóng được tạo thành do sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ.
Sóng vô tuyến phát ra từ đài phát thanh có bước sóng là 3 mét, truyền trong không khí với tốc độ 3.10^8 m/s Tần số của sóng vô tuyến này được tính dựa trên công thức f = v / λ, trong đó v là tốc độ truyền sóng và λ là bước sóng Áp dụng công thức này, ta có tần số của sóng vô tuyến là 1 x 10^8 Hz, giúp xác định chính xác đặc điểm truyền phát của sóng trong các ứng dụng liên lạc không dây.
Trong bài câu 7, đề cập đến hiện tượng sóng dừng được tạo ra trên một sợi dây căng giữa hai điểm cố định Hai tần số gần nhất cùng tạo ra sóng dừng trên dây là 150 Hz và 200 Hz Tần số nhỏ nhất để tạo ra sóng dừng trên dây này là một trong những nội dung quan trọng của bài toán, giúp hiểu rõ hơn về các chế độ cộng hưởng của dây đàn hồi.
Câu 9 Trong thí nghiệm Young về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ
Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, và tại điểm M cách vân sáng trung tâm 1,2 mm trên màn quan sát, ta nhận thấy vị trí vân sáng bậc 4 Khi dịch màn ra xa thêm một đoạn, vị trí các vân sáng sẽ thay đổi theo quy luật quang học, giúp xác định khoảng cách giữa các khe và độ phân giải của hệ thống vân giao thoa Công thức tính khoảng cách giữa các vân sáng dựa trên thông số khe và điểm quan sát là yếu tố quan trọng để phân tích hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng trong thí nghiệm này.
25 cm theo phương vuông góc với mặt phẳng hai khe thi tại M là vị trí vân sáng bậc
3 Bước sóng λ dùng trong thí nghiệm là
Câu 9 Một sóng ngang có tần số 20 Hz truyền trên mặt nước với tốc độ 1,5 m/s
Trên phương truyền sóng, sóng truyền đến điểm P rồi mới đến điểm Q cách nó
16,125 cm Tại thời điểm t, điểm P hạ xuống thấp nhất thì sau thời gian Δt= 3
400 s, điểm Q sẽ tới vị trí nào?
Hình 2.1 mô tả đồ thị li độ theo thời gian của một sóng, giúp xác định các đặc điểm quan trọng của sóng Để phân tích, cần tính chu kỳ, tần số và biên độ của sóng dựa trên đồ thị này Với tốc độ của sóng được cho là 5 m/s, ta có thể dễ dàng tính bước sóng dựa trên công thức liên hệ giữa tốc độ, tần số và bước sóng Việc xác định các thông số này giúp hiểu rõ hơn về đặc điểm sóng, đồng thời tối ưu hóa các ứng dụng liên quan trong lĩnh vực Vật lý và kỹ thuật.
Câu 11 Hinh 2.2 cho thấy các phần tử chính của thang sóng điện từ Ánh sáng nhìn thấy
Hinh 2.2 a) Nêu ba đặc điểm chung của các sóng điện từ. b) Sóng lò vi sóng có tốc độ 3⋅10 8 m/s trong chân không và tần số 1, 5.10 10 Hz Tính bước sóng của sóng này. c) Hãy gọi tên của các sóng điện từ nằm trong vùng A , B , C , D trên Hình 2.2
Dây đàn hồi mảnh dài có đầu O dao động với tần số f thay đổi từ 80 Hz đến 125 Hz, lan truyền trên dây với tốc độ không đổi v m/s Để tính chu kỳ và bước sóng của sóng trên dây, ta cần áp dụng các công thức liên quan đến tần số, chu kỳ và bước sóng Đặc biệt, để điểm M cách O một khoảng 20 cm luôn dao động cùng pha với điểm O, ta cần xác định tần số f phù hợp dựa trên điều kiện pha của sóng Các thông tin này giúp hiểu rõ đặc điểm dao động của dây và các ứng dụng liên quan đến truyền sóng.
Câu 13 Một người leo núi khi cách vách núi một khoảng 450 m (Hình 2.3), người này hét một tiếng lớn và âm phản xạ trở lại tai người sau 2,75 s.
Hinh 2.3 a) Tính tốc độ truyền sóng âm. b) Nếu sóng âm trên có bước sóng là 0,75 m thì tần số của sóng là bao nhiêu?
Sóng vô tuyến ngắn có thể được sử dụng để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng bằng cách phát tín hiệu từ Trái Đất tới Mặt Trăng và thu lại, sau đó đo thời gian truyền tín hiệu Khi biết thời gian từ khi phát đến khi nhận lại tín hiệu là 2,6 giây, ta có thể tính được khoảng cách tới Mặt Trăng dựa trên tốc độ của sóng vô tuyến Với tần số của sóng là 10^7 Hz, bước sóng của sóng vô tuyến được tính bằng cách chia tốc độ của tia vô tuyến cho tần số, giúp xác định khoảng cách chính xác và phục vụ các nghiên cứu vũ trụ.
Trong thí nghiệm Young về giao thoa sử dụng ánh sáng đơn sắc, trên màn quan sát được tổng cộng 21 vạch sáng Khoảng cách giữa hai vạch sáng ngoài cùng là 4 cm, giúp xác định các đặc tính của ánh sáng như bước sóng và khoảng cách giữa hai khe mở Thí nghiệm này minh họa rõ hiện tượng nhiễu xạ giao thoa ánh sáng, có ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu quang học và các ứng dụng công nghệ ánh sáng cao cấp.
Trong bài toán này, ta xác định số vân sáng xuất hiện trên đoạn PQ, nơi hai điểm P và Q là vị trí của các vân sáng trên màn hình Khoảng cách giữa hai điểm này là 2,4 cm, và dựa vào đó, có thể tính toán số vân sáng dựa trên mô hình giao thoa ánh sáng Việc xác định số vân sáng giúp hiểu rõ hơn về hiện tượng giao thoa ánh sáng, ứng dụng trong nghiên cứu quang học và các kỹ thuật liên quan.
ĐIỆN TRƯỜNG
LỰC TƯONG TÁC GIŨA CÁC ĐIỆN TÍCH
Khi dùng vải cọ xát một đầu thanh nhựa rồi đưa gần hai vật nhẹ, thanh nhựa hút cả hai vật này, cho thấy hiện tượng tĩnh điện xảy ra giữa các vật Điều này chứng tỏ rằng hai vật không thể là kim loại dẫn điện, vì kim loại có thể phân tán điện tử và không giữ được điện tích tĩnh Thường thì các vật nhẹ và không dẫn điện sẽ bị hút khi tiếp xúc với thanh nhựa đã được cọ xát, minh chứng cho sự khác biệt về tính chất điện của chúng.
A hai vật không nhiễm điện.
B hai vật nhiễm điện cùng loại.
C hai vật nhiễm điện khác loại.
D một vật nhiễm điện, một vật không nhiễm điện.
Câu 2 Ba điện tích điểm chỉ có thể nằm cân bằng dưới tác dụng của các lực điện khi
A ba điện tích cùng loại nằm ở ba đỉnh của một tam giác đều.
B ba điện tích không cùng loại nằm ở ba đỉnh của một tam giác đều.
C ba điện tích không cùng loại nằm trên cùng một đường thẳng.
D ba điện tích cùng loại nằm trên cùng một đường thẳng.
Câu 3 Tăng khoảng cách giữa hai điện tích lên 2 lần thì lực tương tác giữa chúng
A tăng lên 2 lần B giảm đi 2 lần C tăng lên 4 lần D giảm đi 4 lần. Câu 4 Tăng đồng thời độ lớn của hai điện tích điểm và khoảng cách giữa chúng lên gấp đôi thì lực điện tác dụng giữa chúng
A tăng lên 2 lần B giảm đi 2 lần C giảm đi 4 lần D không đổi. Câu 5 Hai quả cầu A và B có khối lượng m 1 và m 2 được treo vào điểm O bằng hai đoạn dây cách điện OA và AB (Hình 16.1) Khi tích điện cho hai quả cầu thì lực căng T của đoạn dây OA so với trước khi tích điện sẽ
A tăng nếu hai quả cầu tích điện cùng loại.
B giảm nêu hai quả cầu tích điện cùng loại.
D không đổi chỉ khi hai quả cầu tích điện khác loại.
Câu 6 Giải thích tại sao bụi bám chặt vào các cánh quạt máy bằng nhựa mặc dù các cánh quạt này thường xuyên quay rât nhanh.
Khi đưa một quả cầu tích điện dương lại gần đầu A của thanh kim loại AB, đầu A của thanh bị nhiễm điện âm do hiện tượng cảm ứng điện từ, còn đầu B bị nhiễm điện dương Điều này xảy ra bởi vì dòng điện trong thanh kim loại có khả năng dịch chuyển tự do, khiến các electron di chuyển về phía đầu A gần quả cầu tích điện dương Trong khi đó, nếu thay thanh kim loại bằng thanh nhựa, hai đầu của thanh này sẽ không bị nhiễm điện do nhựa là chất cách điện, không cho phép dòng điện tự do di chuyển và gây nhiễm điện như kim loại.
Tính lực tĩnh điện tác dụng giữa hạt nhân helium và electron trong lớp vỏ có khoảng cách 2,94 × 10⁻¹¹ m và điện tích electron −1,6 × 10⁻¹⁹ C Lực tĩnh điện này được xác định theo định luật Coulomb, phản ánh tương tác điện giữa hai điện tích có hướng từ hạt nhân đến electron Nếu giả sử electron chuyển động tròn đều dưới tác dụng của lực hút tĩnh điện, ta có thể tính tốc độ góc và tốc độ của electron dựa trên bán kính quỹ đạo này, biết khối lượng của electron là 9,1 × 10⁻³¹ kg Các công thức tính tốc độ góc và tốc độ giúp hiểu rõ hơn về động lực học của electron trong nguyên tử helium.
Hai quả cầu kim loại nhỏ bằng nhau về kích thước và khối lượng (90 g), được treo cùng một điểm bằng hai sợi dây cách điện dài 1,5 m, đều nhận điện tích 2,4×10−7 C Khi các quả cầu tích điện đẩy nhau ra xa cho tới khi cân bằng, khoảng cách giữa chúng là a, và góc lệch của dây so với phương thẳng đứng là rất nhỏ Để tìm độ lớn của a, ta cần áp dụng định luật Coulomb và các điều kiện cân bằng trong hệ, đồng thời sử dụng các phương trình lý thuyết điện từ và trọng lực phù hợp. -Tăng sức hút bài viết về điện tích và lực Coulomb bằng cách tối ưu SEO với các câu tóm tắt ý nghĩa chuẩn nhất từ bài viết của bạn!
Trong hệ gồm ba điện tích điểm dương q đều nhau nằm tại ba đỉnh của một tam giác đều, điện tích Q nằm cân bằng và có vai trò cân bằng tổng lực tác dụng lên các điện tích q Để hệ tồn tại trạng thái cân bằng, điện tích Q phải có dấu âm, nhằm hút các điện tích q về trung tâm, đồng thời độ lớn của Q phụ thuộc vào giá trị của q và hình dạng tam giác Vị trí của điện tích Q chính xác nằm tại trung tâm của tam giác đều, nơi các lực hút đổ về trung tâm giúp duy trì cân bằng ổn định cho hệ điện tích.
KHÁI NIỆM ĐIỆN TRƯỜNG
Câu 1 Điện trường được tạo ra bởi điện tích, là dạng vật chất tồn tại quanh điện tích và
A tác dụng lực lên mọi vật đặt trong nó B tác dụng lực điện lên mọi vật đặt trong nó.
C truyền lực cho các điện tích D truyền tương tác giữa các điện tích Câu 2 Cường độ điện trường tại một điểm đặc trưng cho điện trường tại điểm đó về
A phương của vectơ cường độ điện trường B chiều của vectơ cường độ điện trường.
C phương diện tác dụng lực D độ lớn của lực điện.
Câu 3 Đơn vị của cường độ điện trường là
Câu 4 Đại lượng nào dưới đây không liên quan tới cường độ điện trường của một điện tích điểm Q đặt tại một điểm trong chân không?
A Khoảng cách r từ Q đến điểm quan sát B Hằng số điện của chân không.
C Độ lớn của điện tích Q D Độ lớn của điện tích Q đặt tại điểm quan sát.
Điện tích điểm Q