Trắc nghiệm Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 3 (có đáp án): Năng lượng trong dao động điều hoà

Với 12 câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí 11 Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà có đáp án chi tiết đầy đủ các mức độ sách Chân trời sáng tạo sẽ giúp học sinh lớp 11 ôn luyện trắc nghiệm Vật Lí 11.

Trắc nghiệm Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 3 (có đáp án): Năng lượng trong dao động điều hoà

Câu 1. Một vật nhỏ khối lượng 0,10 kg dao động điều hoà theo phương trình $x=8,0\cos 10,0t$ (x tính bằng cm; t tính bằng s). Động năng cực đại của vật là

A. 32 mJ.

B. 16 mJ.

C. 64 mJ.

D. 28 mJ.

Hiển thị đáp án

Động năng cực đại = cơ năng = $W=\frac{1}{2}{\mathrm{m\omega }}^2{A}^2=\frac{1}{2}.0,1{.10}^2.0,{08}^2=0,032J=32\mathrm{mJ}$

Đáp án đúng là A

Câu 2: Một vật dao động điều hoà theo chu kì T. Trong quá trình dao động, thế năng dao động có giá trị

A. không đổi.

B. biến thiên tuần hoàn theo chu kì $\frac{T}{2}$.

C. biến thiên tuần hoàn theo chu kì T.

D. tăng theo thời gian.

Hiển thị đáp án

Thế năng biến thiên tuần hoàn theo chu kì T/2.

Đáp án đúng là B

Câu 3: Khi nói về một vật dao động điều hoà với biên độ A và tần số f, trong những phát biểu dưới đây:

(1) Cơ năng biến thiên tuần hoàn với tần số 2f.

(2) Cơ năng bằng thế năng tại thời điểm vật ở biên.

(3) Cơ năng tỉ lệ thuận với biên độ dao động.

(4) Khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên, thế năng giảm, động năng tăng.

(5) Khi vật đi từ biên về vị trí cân bằng, thế năng giảm, động năng tăng.

Số phát biểu đúng là

A. 1.

B. 3.

C. 2 .

D. 4.

Hiển thị đáp án

Các phát biểu đúng: (2), (5).

(3) – sai vì cơ năng tỉ lệ thuận với bình phương biên độ.

(4) – sai vì khi đi từ VTCB ra biên thì thế năng tăng, động năng giảm.

Đáp án đúng là C

Câu 4: Một vật dao động điều hoà có phương trình li độ là $x=5\text{cos}\left(10t\right)$ (x tính bằng cm, t tính bằng s). Động năng và thế năng biến thiên tuần hoàn với tần số góc bằng bao nhiêu?

A. 10 rad/s.

B. 10t rad/s.

C. 5 rad/s.

D. 20 rad/s.

Hiển thị đáp án

Các phát biểu đúng: (2), (5).

(3) – sai vì cơ năng tỉ lệ thuận với bình phương biên độ.

(4) – sai vì khi đi từ VTCB ra biên thì thế năng tăng, động năng giảm.

Đáp án đúng là C

Câu 5: Tỉ số thế năng và cơ năng của một vật dao động điều hoà tại thời điểm tốc độ của vật bằng 25% tốc độ cực đại là bao nhiêu?

A. $\frac{15}{16}$.

B. $\frac{1}{16}$.

C. $\frac{1}{4}$.

D. $\frac{3}{4}$.

Hiển thị đáp án

Ta có: $v=0,25v_{\text{max}}\Rightarrow W_d=0,{25}^{2}W$$16\pi \text{cm/s.}$.

Suy ra: $W_{\text{t}}=W-W_{\text{d}}=\frac{15}{16}W$

Đáp án đúng là A

Câu 6: Cho một vật dao động điều hoà thực hiện 20 dao động trong 10 giây, khi vật qua vị trí cân bằng, tốc độ của vật là $16\pi \text{cm/s.}$ Chọn gốc thời gian là lúc vật ở vị trí có li độ 2 cm và đang chuyển động về vị trí cân bằng. Trong quá trình dao động, thế năng bằng ba lần động năng lần thứ hai kể từ khi bắt đầu chuyển động tại thời điểm nào?

A. $t=\frac{1}{24}\text{s}$.

B. $t=\frac{1}{8}s$.

C. $t=\frac{5}{24}\text{s}$.

D. $t=\frac{7}{24}\text{s}$.

Hiển thị đáp án

Chu kì dao động: $T=\frac{\text{Δ}t}{n}=\frac{10}{20}=0,5\text{s}$.

Tần số góc: $\omega =\frac{2\pi }{T}=\frac{2\pi }{0,5}=4\pi \text{rad/s}$.

Biên độ dao động của vật: $A=\frac{v_{\text{max}}}{\omega }=\frac{16\pi }{4\pi }=4\text{cm}$.

Vị trí vật có thế năng bằng ba lần động năng, suy ra: $W=\frac{4}{3}{W}_{\text{t}}\Rightarrow x=\pm \frac{\sqrt{3}}{2}A$.

Thời điểm thế năng bằng ba lần động năng lần thứ hai kể từ khi bắt đầu chuyển động ứng với vật chuyển động từ vị trí $\frac{A}{2}$ đến biên âm và quay lại vị trí $-\frac{\sqrt{3}}{2}A$ là: $t=\frac{T}{12}+\frac{T}{4}+\frac{T}{12}=\frac{5T}{12}=\frac{5}{24}\text{s}$.

Đáp án đúng là C

Câu 7. Phương trình dao động điều hoà của một chất điểm dao động là: $x=A\text{cos}\left(\omega t+\frac{2\pi }{3}\right)\left(\text{cm}\right)$. Biểu thức động năng của nó biến thiên theo thời gian là

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là C

Câu 8. Một chất điểm dao động điều hoà. Biết khoảng thời gian giữa năm lần liên tiếp động năng của chất điểm bằng thế năng của hệ là 0,4s. Tần số của dao động của chất điểm là

A. 2,5 Hz.

B. 3,125 Hz.

C. 5 Hz.

D. 6,25 Hz.

Hiển thị đáp án

Thời gian giữa năm lần liên tiếp động năng bằng thế năng là:

$4\cdot \frac{T}{4}=0,4\Rightarrow T=0,4\text{s}\Rightarrow f=\frac{1}{0,4}=2,5\text{Hz}$

Đáp án đúng là A

Câu 9. Một con lắc lò xo có cơ năng $W=0,9J$ và biên độ dao động A = 15cm. Hỏi động năng của con lắc tại vị trí có li độ $x=-5\left(\mathrm{cm}\right)$ là bao nhiêu?

A. 0,5 J

B. 0,8 J

C. 0,95 J

D. 1 J

Hiển thị đáp án

Độ cứng của lò xo: $\text{W}=\frac{1}{2}k{\text{A}}^2\Rightarrow k=\frac{2W}{A^2}=\frac{2.0,9}{{\left(15{.10}^{-2}\right)}^2}=80(N/m)$

Động năng của con lắc tại vị trí $x=-5\text{cm}$ là:

${\text{W}}_{đ}=\text{W}-{\text{W}}_t=\text{W}-\frac{1}{2}k{\text{x}}^2=0,9-\frac{1}{2}.80.{\left(-5{.10}^{-2}\right)}^2=0,8J$

Đáp án đúng là B.

Câu 10. Chất điểm có khối lượng m₁ = 50 g dao động điều hoà quanh vị trí cân bằng của nó với phương trình dao động $x_1=5\cos \left(\mathrm{\pi t}+\frac{\pi }{6}\right)\left(\mathrm{cm}\right)$. Chất điểm có khối lượng m₂ = 100g dao động điều hoà quanh vị trí cân bằng của nó với phương trình dao động $x_2=5\cos \left(\mathrm{\pi t}-\frac{\pi }{6}\right)\left(\mathrm{cm}\right)$. Tỉ số cơ năng trong quá trình dao động điều hoà của chất điểm m₁ so với chất điểm m₂ bằng

A. 0,25.

B. 0,5.

C. 1.

D. 2.

Hiển thị đáp án

Tỉ số cơ năng giữa hai con lắc là: $\frac{{\text{W}}_1}{{\text{W}}_2}=\frac{\frac{1}{2}{m}_1{\omega }_1^2{A}_1^2}{\frac{1}{2}{m}_2{\omega }_2^2{A}_2^2}=\frac{\frac{1}{2}50.{\pi }^2.5^2}{\frac{1}{2}100.{\pi }^2.5^2}=\frac{1}{2}$

Đáp án đúng là B.

Câu 11. Một con lắc đơn gồm quả cầu có khối lượng 400 (g) và sợi dây treo không dãn có trọng lượng không đáng kể, chiều dài 0,1 (m) được treo thẳng đứng ở điểm A. Biết con lắc đơn dao động điều hoà, tại vị trí có li độ góc 0,075 (rad) thì có vận tốc $0,075\sqrt{3}$ (m/s). Cho gia tốc trọng trường 10 (m/s²). Cơ năng của dao động là

A. 3,5 mJ.

B. 4,5 mJ.

C. 5,7 mJ.

D. 9,1 mJ.

Hiển thị đáp án

Cơ năng của dao động được tính bởi công thức:

$\text{W}=\frac{\mathrm{mg}l}{2}{\alpha }^2+\frac{{\mathrm{mv}}^2}{2}$$=\frac{0,4.10.0,1}{2}.0,{075}^2+0,4.\frac{{\left(0,075\sqrt{3}\right)}^2}{2}=4,5{.10}^{-3}\left(J\right)$

Đáp án đúng là B.

Câu 12. Một con lắc đơn có khối lượng 2 kg và có độ dài 4 m, dao động điều hòa ở nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s². Cơ năng dao động của con lắc là 0,2205 J. Biên độ góc của con lắc bằng

A. $4,3^0$

B. $0,7^0$

C. $1,3^0$

D. $2,1^0$

Hiển thị đáp án

Ta có: $\text{W}=\frac{\mathrm{mg}l}{2}{\alpha }_{\max }^2$$\Rightarrow {\alpha }_{\max }=\sqrt{\frac{2W}{\mathrm{mg}l}}=\sqrt{\frac{2.0,2205}{2.9,8.4}}=0,075\left(\mathrm{rad}\right)\approx 4,3^0$

Đáp án đúng là A.

Xem thêm câu hỏi trắc nghiệm Vật Lí lớp 11 Chân trời sáng tạo có đáp án hay khác:

• Trắc nghiệm Vật Lí 11 Bài 4: Dao động tắt dần và hiện tượng cộng hưởng

• Trắc nghiệm Vật Lí 11 Bài 5: Sóng và sự truyền sóng

• Trắc nghiệm Vật Lí 11 Bài 6: Các đặc trưng vật lí của sóng

• Trắc nghiệm Vật Lí 11 Bài 7: Sóng điện từ

• Trắc nghiệm Vật Lí 11 Bài 8: Giao thoa sóng

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 11 hay khác:

• Giải sgk Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải SBT Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải lớp 11 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 11 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 11 Cánh diều (các môn học)

---