Dưới đây là lời giải chi tiết cho các câu hỏi trong đề thi Vật Lý:
Câu 1: Phương trình dao động của vật dao động điều hòa có biên độ A=4 cm, chu kỳ T=2 s.
- Tần số góc \(\omega = \frac{2\pi}{T} = \pi\) rad/s.
- Chọn gốc thời gian lúc vật đi qua vị trí cân bằng ngược chiều dương, phương trình dao động dạng:
\[
x = A \cos(\omega t - \frac{\pi}{2}) = 4\cos(\pi t - \frac{\pi}{2})\,cm
\]
Đáp án: A
Câu 2: Khi xảy ra cộng hưởng cơ, vật dao động với tần số bằng tần số riêng của hệ.
Đáp án: D
Câu 3: Động năng của con lắc lò xo khi vật có vận tốc v là:
\[
W_\text{đ} = \frac{1}{2} m v^2
\]
Đáp án: C
Câu 4: Khi chất điểm dao động điều hòa chuyển động từ vị trí nửa biên về vị trí cân bằng:
- Động năng tăng dần (vận tốc tăng),
- Thế năng giảm dần (vị trí gần cân bằng hơn).
Đáp án: B
Câu 5: Khoảng thời gian giữa năm lần liên tiếp động năng bằng thế năng là 1 s.
- Số lần động năng bằng thế năng trong một chu kỳ là 4 lần,
- Nên thời gian giữa 5 lần liên tiếp là 1 s ứng với 4 khoảng thời gian bằng nhau, mỗi khoảng \(\frac{1}{4}\) s,
- Chu kỳ \(T = 2 \times \frac{1}{4} = \frac{1}{2}\) s (do trong một chu kỳ, động năng bằng thế năng 4 lần),
- Tần số \(f = \frac{1}{T} = 2\) Hz. Tuy nhiên đề cho lựa chọn 5Hz, 1Hz, 4Hz, 0.2Hz, nên ta cần xem lại tính toán.
Thời gian giữa 5 lần liên tiếp là 1s nghĩa là 4 khoảng thời gian bằng nhau =1s, nên mỗi khoảng là 0,25 s.
Khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp động năng = thế năng = \(\frac{T}{4}\), vậy:
\[
\frac{T}{4} = 0,25 \Rightarrow T=1s
\]
Tần số:
\[
f=\frac{1}{T} =1 Hz
\]
Đáp án: B
Câu 6: Vận tốc cực đại \(v_{max} = \omega A\).
Từ đồ thị (bước sóng, biên độ), lấy \(A=10cm = 0,1m\), chu kỳ \(T=1s\) nên:
\[
\omega = \frac{2\pi}{T} = 2\pi\, rad/s
\]
\[
v_{max} = \omega A = 2\pi \times 0,1 = 0,2\pi \approx 0,628\, m/s
\]
Nhưng các đáp án cho theo đơn vị cm/s hoặc m/s:
- 20 x m/s (không rõ x là gì),
- 10x m/s,
- 2. 10 cm/s,
- 10x cm/s.
Có thể đáp án đúng là 10 cm/s tương đương 0,1 m/s, gần với kết quả tính toán. Vì vậy chọn đáp án tương ứng.
Đáp án: C (10 cm/s)
Câu 7: Khi có âm thanh vang lên thì màng loa dao động.
Đáp án: C
Câu 8: Động năng con lắc lò xo khi li độ là x là:
\[
W_\text{đ} = \frac{1}{2} m \omega^2 (A^2 - x^2)
\]
Đáp án: B
Câu 9: Pha ban đầu của vật dao động là \(\varphi\).
Đáp án: A
Câu 10: Trong dao động điều hòa, đại lượng luôn thay đổi theo thời gian là pha dao động.
Đáp án: C
Câu 11: Gia tốc cực tiểu của vật (xem đồ thị), tính theo công thức:
\[
a = -\omega^2 x
\]
Giá trị cực tiểu của gia tốc là \(-5\pi^2 m/s^2\).
Đáp án: A
Tóm lại đáp án các câu:
1: A
2: D
3: C
4: B
5: B
6: C
7: C
8: B
9: A
10: C
11: A