40 bài tập trắc nghiệm Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì có lời giải (phần 2)

---

---

Với 40 bài tập trắc nghiệm Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì (phần 1) có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập trắc nghiệm Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì (phần 1).

Xem thêm: Lý thuyết - Phương pháp giải: Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì

Câu 21. Một vật dao động tắt dần có cơ năng ban đầu E = 0,5 J cứ sau một chu kỳ thì biên độ giảm 2%, phần năng lượng mất đi trong một chu kỳ là:

A. 0 J         B. 10 mJ        C. 19,9 J        D. 19,8 mJ

Lời giải:

Biên độ của vật sau 1 chu kỳ:

A₁ = A - 2%A = 98%A = 0,98A

Năng lượng còn lại sau 1 chu kỳ:

Phần năng lượng mất đi trong một chu kỳ:

ΔE₁ = E - E₁ = E - 0,98²E = 0,0396E = 0,0396.0,5 = 0,0198 J = 19,8 mJ

Câu 22. Một vật dao động tắt dần có các đại lượng giảm liên tục theo thời gian:

A. biên độ và gia tốc

B. li độ và gia tốc

C. biên độ và năng lượng

D. biên độ và tốc độ

Lời giải:

Vật dao động tắt dần th biên độ và năng lượng giảm dần theo thời gian

Đáp án A

Câu 23. Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 0,02 kg và lò xo có độ cứng 1 N/m. Vật nhỏ 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 nhỏ là 0,1. Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị nén 10 cm rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt dần. Lấy g = 10 m/s². Tốc độ lớn nhất của vật nhỏ đạt được trong quá trình dao động là:

A. 10√30 cm/s        B. 20√6 cm/s        C. 40√2 cm/s        D. 40√3 cm/s

Lời giải:

Tốc độ của vật cực đại khi vật đi qua vị trí cân bằng tạm lần đầu tiên

Đáp án C

Câu 24. Một chất điểm dao động cưỡng bức dưới tác dụng của một ngoại lực biến thiên điều hòa với tần số f. Chu kì của dao động là:

A. 1/2πf         B. 2π/f        C. 2f        D. 1/f

Lời giải:

Chu kì dao động của vật chính bằng chu kì dao động của ngoại lực cưỡng bức T = 1/f. Đáp án D

Câu 25. Khi nói về dao động cưỡng bức phát biểu nào sau đây đúng:

A. dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức

B. dao động cưỡng bức có tần số nhỏ hơn tần số của lực cưỡng bức

C. biên độ của dao động cưỡng bức là biên độ của lực cưỡng bức

D. dao động của con lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức

Lời giải:

Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức. Đáp án A

Câu 26. Chọn câu sai:

A. tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực tuần hoàn

B. ngoại lực tác dụng lên quả lắc đồng hồ là trọng lực của nó

C. quả lắc đồng hồ dao động với tần số bằng tần số riêng của nó

D. tần số của dao động tự do là tần số riêng của nó

Lời giải:

Ngoại lực tác dụng lên quả lắc không chỉ là trọng lực. Đáp án B

Câu 27. Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 100 g, lò xo có độ cứng k dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hoàn. Khi tần số của ngoại lực là f₁ = 3 Hz thì biên độ ổn định của con lắc là A₁. Khi tần số của ngoại lực là f₂ = 7 Hz thì biên độ ổn định của con lắc là A₂ = A₁. Lấy π² = 10. Độ cứng của lò xo có thể là

A. 20 N/m        B. 100 N/m        C. 10 N/m        D. 200 N/m

Lời giải:

Biên độ dao động của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số dao động riêng của hệ

A₁ = A₂ ⇔ |f₁ - f₀| = |f₂-f₀| hay f₁ + f₂ = 2f₀

Từ đây ta tính được

Đáp án B

Câu 28. Một dao động riêng chịu tác dụng của một ngoại lực tuần hoàn để trở thành một dao động cưỡng bức. Kết luận nào sau đây sai:

A. Lực cản môi trường càng lớn thì biên độ dao động cưỡng bức càng bé

B. Biên độ ngoại lực càng lớn thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn

C. Độ chênh lệch tần số dao động riêng với tần số ngoại lực càng lớn thì biên độ dao động càng bé

D. Khi tần số của ngoại lực bằng với tần số dao động riêng thì biên độ dao động cưỡng bức là bé nhất

Lời giải:

Khi tần số của ngoại lực bằng tần số dao động riêng của hệ thì xảy ra cộng hưởng (biên độ dao động là lớn nhất). Đáp án D

Câu 29. Một con lắc lò xo có độ cứng k = 10 N/m, khối lượng của vật nặng bằng m = 200 g, dao động trên mặt phẳng nằm ngang, được thả nhẹ từ vị trí lò xo giãn 6 cm. Hệ số ma sát trượt giữa con lắc và mặt phẳng là μ = 0,1. Thời gian chuyển động của vật m từ lúc thả tay đến lúc vật m đi qua vị trí lực đàn hồi của lò xo nhỏ nhất lần đầu tiên là

A. 0,296 s        B. 0,444 s        C. 0,222 s        D. 1,111 s

Lời giải:

+ Biên độ dao động của vật trong quá trình chuyển động theo chiều âm lần đầu tiên A = Δl - Δl₀ = 4 cm

+ Vị trí lực đàn hồi của lò xo nhỏ nhất là vị trí lò xo không bị biến dạng x = 0 ⇔ X = -μmg/k

Khoảng thời gian này ứng với góc quét φ = 2π/3

Thời gian tương ứng t = φ/ω = 0,296 s. Đáp án A

Câu 30. Phát biểu nào sau đây là sai?

A. Biên độ của dao động riêng phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu

B. Biên độ của dao động duy trì phụ thuộc vào phần năng lượng cung cấp thêm cho dao động trong một chu kì

C. Biên độ của dao động cưỡng bức chỉ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng bức

D. Biên độ của dao động tắt dần giảm dần theo thời gian

Lời giải:

Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng bức và độ chênh lệch giữa tần số dao động riêng của hệ vào tần số của ngoại lực cưỡng bức. Đáp án C

Câu 31. Một chiếc xe chuyển động đều trên một đoạn đường mà cứ 20 m trên đường lại có một rảnh nhỏ. Biết chu kì dao động riêng của khung xe trên lò xo giảm xóc là 2 s. Chiếc xe bị xóc mạnh nhất khi tốc độ của xe là

A. 54 km/h        B. 36 km/h        C. 8 km/h        D. 12 km/h

Lời giải:

Chiếc xe xóc mạnh nhất khi chu kì xóc (bị cưỡng bức do đi qua các rãnh) đúng bằng chu kì dao động riêng của xe t = S/v = 2 ⇒ v = 10 m/s. Đáp án B

Câu 32. Một con lắc lò xo dao động điều hòa trong môi tường có lực cản. Tác dụng vào con lắc một ngoại lực cưỡng bức, tuần hoàn F = F_ocos(ωt), tần số góc ω thay đổi được. Khi thay đổi tần số đến giá trị ω₁ và 3ω₁ thì biên độ dao động của hai con lắc đều bằng A₁. Khi tần số góc bằng 2ω₁ thì biên độ dao động của con lắc là A₂. So sánh A₁ và A₂ ta có

A. A₁ = A₂        B. A₁ > A₂        C. A₁ < A₂        D. A₁ = 2A₂

Lời giải:

Với giá trị tần số nằm trong khoảng hai giá trị cho cùng một biên độ thì biên độ ứng với tần số đó luôn lớn hơn A₁ < A₂. Đáp án B

Câu 33. Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 200 g và lò xo có độ cứng 20 N/m. Vật nhỏ được đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo. Hệ số ma sát trượt giữa giá đỡ và vật nhỏ là 0,01. Từ vị trí lò xo không biến dạng, truyền cho vật vận tốc ban đầu 1 m/s thì thấy con lắc dao động tắt dần trong giới hạn đàn hồi của lò xo. Lấy g = 10 m/s². Độ lớn của lực đàn hồi cực đại của lò xo trong quá trình dao động bằng

A. 2 N        B. 2,98 N        C. 1,98 N        D. 1,5 N

Lời giải:

Lực đàn hồi có độ lớn cực đại khi vật đi đến vị trí biên lần đầu tiên

Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, ta có

Lực đàn hồi cực đại F_đhmax = kx = 1,98 N. Đáp án C

Câu 34. Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng 2 N/m và vật nhỏ có khối lượng 40 g. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,1. Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị giãn 20 cm rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt dần. Lấy g = 10 m/s². Kể từ lúc bắt đầu cho đến khi tốc độ của con lắc bắt đầu giảm, thế năng của con lắc lò xo đã giảm một lượng bằng

A. 39,6 mJ        B. 24,4 mJ        C. 79,2 mJ        D. 240 mJ

Lời giải:

Tốc độ của con lắc sẽ bắt đầu giảm tại vị trí cân bằng tạm. Tại vị trí này lò xo đã biến dạng một đoạn Δl₀ = μmg/k = 0,02 m

Độ giảm thế năng

Đáp án A

Câu 35. Con lắc lò xo có độ cứng k = 100 N/m, khối lượng vật nặng m = 1 kg. Vật nặng đang ở vị trí cân bằng, ta tác dụng lên con lắc một ngoại lực biến đổi điều hòa theo thời gian với phương trình F = F_o10πt. Sau một thời gian ta thấy vật dao động ổn định với biên độ A = 6 cm. Tốc độ cực đại của vật có giá trị bằng

A. 60 cm/s        B. 60π cm/s        C. 0,6 cm/s        D. 6π cm/s

Lời giải:

Tần số của dao động cưỡng bức là tần số của ngoại lực cưỡng bức

v_max = ω_F.A = 60π cm/s. Đáp án A

Câu 36. Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 10 N/m đặt trên mặt phẳng nằm ngang có hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng là 0,2. Đưa vật tới vị trí lò xo bị nén 10 cm rồi thả nhẹ. Ngay sau khi thả vật, nó chuyển động theo chiều dương. Tốc độ cực đại của vật trong quá trình nó chuyển động theo chiều âm lần đầu tiên là

A. 0,80 m/s        B. 0,40 m/s        C. 0,70 m/s        D. 0,45 m/s

Lời giải:

Vật có tốc độ cực trong quá trình chuyển động theo chiều âm tại vị trí cân bằng tạm

Biên độ dao động của vật khi chuyển động theo chiều âm lần đầu tiên là A = Δl - 3(μmg/k) = 4 cm

Tốc độ cực đại v_max = ωA = 40 cm/s. Đáp án B

Câu 37. Một con lắc lò xo ngang gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m và vật m = 100 g, dao động trên mặt phẳng ngang, hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là μ = 0,1 . Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng một đoạn 10 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động. Lấy g = 10 m/s². Quãng đường vật đi được từ khi bắt đầu dao động đến khi dừng hẳn là

A. 50 m         B. 5 m         C. 50 cm         D. 5 cm

Lời giải:

Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng tạm

Xét tỉ số con lắc dừng lại tại vị trí (X₀/2Δl₀) = 50 ⇒ con lắc dừng lại tại vị trí x = 0

Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng ta có

Đáp án B

Câu 38. Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 50 N/m, một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ khối lượng m₁ = 100 g. Ban đầu giữ vật m₁ tại vị trí lò xo bị nén 10 cm, đặt một vật nhỏ khác có khối lượng m₂ = 400 g sát vật m₁ rồi thả nhẹ cho hai vật bắt đầu chuyển động dọc theo phương của trục lò xo. Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nằm ngang là μ = 0,05. Lấy g = 10 m/s². Thời gian từ khi thả đến khi vật m₂ dừng lại là

A. 2,16 s        B. 2,21 s         C. 2,06 s         D. 0,31 s

Lời giải:

Vật m₂ sẽ rời khỏi m₂ khi hai vật này đi qua vị trí cân bằng tạm lần đầu tiên

Tốc độ của vật m₂ tại vị trí này

Quãng đường m₂ đi được từ khi rời vật m₁ đến khi dừng lại

Vậy tổng thời gian từ khi thả vật m₂ đến khi m₂ dừng lại là

Đáp án C

Câu 39. Một con lắc lò xo đang dao động tắt dần, người ta đo được độ giảm tương đối của biên độ trong ba chu kì đầu tiên là 10%. Khi đó, độ giảm tương đối của thế năng là

A. 10%        B. 20%        C. 19,5%        D. 10%

Lời giải:

Đáp án C

Câu 40. (Chuyên Phan Bội Châu – 2017) Một con lắc lò xo nằm ngang, lò xo có độ cứng 40 N/m, vật nhỏ có khối lượng 100 g. Hệ số ma sát giữa vật và mặt bàn là 0,2. Lấy g = 10 m/s². Ban đầu giữ cho vật sao cho bị nén 5 cm rồi thả nhẹ, con lắc dao động tắt dần. Quãng đường mà vật đi được từ lúc thả vật đến lúc gia tốc của nó đổi chiều lần thứ 3 là

A. 18,5 cm        B. 19,0 cm        C. 21,0 cm        D. 12,5 cm

Lời giải:

Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng tạm Δl₀ = μmg/k = 5 mm

Gia tốc của vật sẽ đổi chiều tại các vị trí cân bằng này. Từ hình vẽ ta có quãng đường đi được của vật là

S = 2A₁ + 2A₂ + A₃ ⇔ S = 2(5 - 0,5) + 2(5 - 3.0,5) + 4 - 5.0,5

Đáp án A

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

• Lý thuyết - Phương pháp giải: Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì

• Bài tập Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì (Phần 1)

---

---

---