Trắc nghiệm các dạng bài tập về con lắc đơn cơ bản

0
35

I/ Các dạng bài tập về con lắc đơn liên quan đến chu kỳ và tần số

1/ Các dạng bài tập về con lắc đơn liên quan đến chu kỳ

Trong chuyên đề về con lắc đơn thì các dạng bài tập về con lắc đơn liên quan đến chu kỳ là những bài tập không thể thiếu trong chương trình vật lý lớp 12. Dưới đây là một số câu hỏi trắc nghiệm

Câu 1: Cho biết chu kỳ dao động của 1 con lắc đơn phụ thuộc vào:

  1. biên độ dao động của con lắc và chiều dài dây treo
  2. chiều dài của dây treo, gia tốc của trọng trường và biên độ dao động của vật.
  3. chiều dài của dây treo, gia tốc trọng trường nơi treo của con lắc.
  4. gia tốc trọng trường, biên độ dao động cuả vật.

Câu 2: Cho con lắc đơn có chiều dài ℓ dao động điều hoà tại nơi gia tốc trọng trường và biên độ góc nhỏ. Vậy chu kỳ dao động của nó là

Câu 3: Cho biết tại 1 nơi thì chu kỳ dao động điều hoà của 1 con lắc đơn tỉ lệ thuận với

  1. gia tốc trọng trường của con lắc.
  2. chiều dài của con lắc
  3. căn bậc hai chiều dài của con lắc
  4. căn bậc hai gia tốc trọng trường của con lắc.

Câu 4: Tại cùng 1 nơi nếu như chiều dài con lắc đơn tăng lên 4 lần thì chu kỳ dao động điều hoà của nó thay đổi như thế nào?

  1. giảm 2 lần.                         B. giảm 4 lần.                     C. tăng 4 lần.                 D. tăng 2 lần.

Câu 5: Tại 1 nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2 , cho 1con lắc đơn dao động điều hoà theo chu kỳ T = 2π/7 (s). Tính chiều dài của con lắc đơn là

  1. ℓ = 2 m                                B. ℓ = 20 cm                       C. ℓ = 2 cm                     D. ℓ = 2mm

Câu 6: 1 con lắc đơn bao gồm 1 dây treo có độ dài là 1,2 m, 1 vật nặng có khối lượng m = 0,2 kg, vật m dao động nơi gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 . hãy tính chu kỳ dao động của con lăc đơn khi nó có biên độ nhỏ?

  1. T = 0,7 (s).                          B. T = 2,5 (s).                     C. T = 2,2 (s).                D. T = 1,5 (s).

Câu 7: Cho 1 con lắc đơn gồm có 1sợi dây dài ℓ = 1 m, Biết  g = π2 = 10 m/s2. Vậy chu kỳ dao động nhỏ của con lắc này là

  1. T = 2 (s).                             B. T = 1 (s).                         C. T = 20 (s).                 D. T = 10 (s).

Câu 8: 1 con lắc đơn dao động có chu kỳ T = 1 s biết g = π2=10 m/s2 . Tính chiều dài con lắc đơn là

  1. ℓ = 60 cm.                           B. ℓ = 25 cm.                        C. ℓ = 100 cm.               D. ℓ = 50 cm.

Câu 9: cho 1con lắc đơn chiều dài dây treo ℓ, con lắc dao động điều hòa nơi có gia tốc trọng trường g. Khi ta tăng chiều dài của dây treo thêm 21% thì ta có chu kỳ dao động của con lắc sẽ thay đổi

  1. tăng 11%.                            B. giảm 11%.                       C. tăng 10%.                 D. giảm 21%.

Câu 10: Cho 1 con lắc đơn có dao động điều hòa ở 1 nơi cố định. Nếu ta giảm chiều dài con lắc đi 19% thì ta có chu kỳ dao động con lắc khi đó sẽ thay đổi

  1. tăng 19%.                            B. giảm 19%.                       C. tăng 10%.                 D. giảm 10%.

2/ Các dạng bài tập về con lắc đơn liên quan đến tần số

Câu 1: Cho 1 con lắc đơn có chiều dài là ℓ dao động điều hoà tại nơi gia tốc trọng trường g và biên độ góc của nó nhỏ. Cho biết tần số của dao động là:

Câu 2: Tại 1 nơi có gia tốc trọng trường là g = 9,8 m/s2 , cho 1 con lắc đơn có chiều dài dây treo là ℓ = 20 cm dao động điều hoà. Tính tần số góc dao động của con lắc này

  1. ω = 14 rad/s.                  B. ω = 7 π rad/s.                             C. ω = 7 rad/s.               D. ω = 49 rad/s.

Câu 3: Cho 1 con lắc đơn có chiều dài là ℓ = 1 m dao động. Biết rằng g = 10 m/s . Lấy π = 10, Tính tần số daođộng của con lắc

  1. f = 0,4 Hz.                       B. f = 2 Hz.                                      C. f = 0,5 Hz.                D. f = 20 Hz.

Câu 4: Khi chiều dài của con lắc đơn tăng lên gấp 4 lần thì tần số dao động điều hòa của nó thay đổi:

  1. giảm 2 lần.                      B. tăng 4 lần.                                   C. tăng 2 lần.                 D. giảm 4 lần.

Câu 5: Tại cùng 1 nơi, nếu ta có chiều dài con lắc đơn tăng lên 4 lần thì tần số của dao động điều hoà của nó thay đổi

  1. giảm 4 lần                        B. giảm 2 lần.                                  C. tăng 2 lần.                 D. tăng 4 lần.

Câu 6: Tại cùng 1 nơi, nếu ta có chiều dài con lắc đơn giảm xuống 4 lần thì tần số của dao động điều hoà của nó thay đổi

  1. giảm 4 lần.                       B. giảm 2 lần.                                  C. tăng 4 lần.                 D. tăng 2 lần.

Câu 7: Cho 1 con lắc đơn chiều dài dây treo ℓ, con lắc dao động điều nơi có gia tốc trọng trường g. Khi ta tăng chiều dài của dây treo thêm 21% thì ta có tần số dao động con lắc sẽ thay đổi

  1. tăng 11%.                        B. giảm 21%.                                    C. giảm 11%.                 D. giảm 10%.

Câu 8: Cho 1con lắc đơn có dao động điều hòa tại 1 địa điểm A. Nếu ta đem con lắc này đến địa điểm B, biết chiều dài của con lắc là không đổi và gia tốc tại B bằng 81% gia tốc tại A. So sánh tần số dao động của con lắc tại địa điểm A với tần số dao động con lắc tại địa điểm B sẽ

  1. tăng 9%.                          B. giảm 9%.                                      C. tăng 10%.                  D. giảm 10%.

Câu 9: Cho 1 con lắc đơn có khối lượng m dao động điều hòa theo tần số f. Nếu ta tăng khối lượng vật thành 2m thì khi đó ta có tần số dao động của con lắc là

Câu 10: cho con lắc đơn chiều dài 64 cm, dao động tại nơi g = π2 m/s2 . Hỏi chu kỳ và tần số của con lắc là:

  1. T = 0,2 (s) ; f = 0,5 Hz.
  2. T = 1,6 (s) ; f = 1 Hz.
  3. T = 1,5 (s) ; f = 0,625 Hz.
  4. T = 1,6 (s) ; f = 0,625 Hz.

II/ Trắc nghiệm các dạng bài tâp về con lắc đơn liên quan tới tốc độ, lực căng dây

Câu 1: Cho 1 con lắc đơn ta thả con lắc không vận tốc ban đầu từ vị trí li độ góc α0 . Khi con lắc này đi qua vị trí li độ góc là α thì ta có lực căng dây có biểu thức

  1. τ = mg(2cosα – 3cosα0 )
  2. τ = mg(2cosα + 3cosα0 )
  3. τ = mg(3cosα – 2cosα0 )
  4. τ = mg(3cosα + 2cosα0 )

Câu 2: Cho một con lắc đơn có dao động với biên độ nhỏ. Cho biết phát biểu nào sau đây là không đúng?

  1. Tọa độ của vật là nghiệm đúng của phương trình x = Acos(ωt + φ).
  2. Hợp lực có tác dụng lên vật luôn luôn ngược chiều với li độ
  3. Vận tốc cực đại của vật luôn tỉ lệ nghịch với chiều dài của con lắc
  4. Gia tốc cực đại của vật luôn tỉ lệ thuận với gia tốc g

Câu 3: Phát biểu nào sau đây là phát biểu sai khi nói về dao động của 1 con lắc đơn (ta bỏ qua lực cản của môi trường)?

  1. Chuyển động của con lắc đơn từ vị trí biên về VTCB là nhanh dần
  2. Khi vật đi qua VTCB, thì trọng lực tác dụng lên vật cân bằng với lực căng dây.
  3. Khi vật ở vị trí biên, thì cơ năng của con lắc sẽ bằng thế năng của nó
  4. Với dao động của con lắc nhỏ thì dao động của nó là dao động điều hòa

Câu 4: Cho 1 con lắc đơn dao động ở nơi có g = 10 m/s2 . Khối lượng của vật  m = 0,6 kg, sức căng của dây treo con lắc ở vị trí biên là 4,98 N. Cho biết lực căng dây treo khi con lắc qua VTCB là

  1. τ = 11,2 N.                   B. τ = 9,8 N.                         C. τ = 10,2 N.                  D. τ = 8,04 N.

Câu 5: Dây treo của 1con lắc sẽ đứt khi nó chịu sức căng dây là bằng hai lần trọng lượng nó. Vậy biên độ góc α0  để dây bị đứt khi qua VTCB là

  1. 30º                               B. 75º                                   C. 60º                             D. 45º

Câu 6: 1 con lắc đơn có độ dài 2 m treo ở nơi có g = 10 m/s2 . Kéo cho con lắc lệch khỏi VTCB 600 rồi thả con lắc không vận tốc đầu. Vậy tốc độ của vật khi đi qua VTCB là

  1. v = 4,5 m/s.                    B. v = 5 m/s.                      C. v = 4,47 m/s.              D. v = 3,24 m/s.

Câu 7: 1 con lắc đơn có chiều dài 1 m treo ở nơi có g = 9,86 m/s2 . Ta kéo con lắc lệch khỏi vVTCB 900 rồi thả với không vận tốc đầu.Vậy tốc độ của vật khi đi qua vị trí góc lệch 600 là

  1. v = 2 m/s.                    B. v = 4,44 m/s.                    C. v = 3,14 m/s.              D. v = 2,56 m/s .

Câu 8: 1 con lắc đơn có dao động tại nơi có g = 10 m/s2 . Khối lượng của quả nặng m = 1 kg, sức căng của dây treo khi con lắc đi qua VTCB 20 N. Tính góc lệch cực đại của nó là

  1. 30º                              B. 75º                                   C. 60º                              D. 45º

III/ Các dạng bài tập về năng lượng, phương trình dao động của con lắc đơn

1/ Các dạng bài tập về con lắc đơn liên quan tới năng lượng

Câu 1: 1 con lắc đơn dài ℓ treo vật có khối lượng m dao động điều hòa. Chọn mốc thế năng tại VTCB của vật thì ta có thế năng của nó ở li độ góc α có biểu thức

  1. mgℓ(3 – 2cosα).
  2. mgℓ(1 – sinα).
  3. mgℓ(1 – cosα).
  4. mgℓ(1 + cosα).

Câu 2: 1 con lắc đơn dao động có biên độ góc α nhỏ, ta chọn mốc thế năng ở VTCB. Công thức tính thế năng của nó ở li độ góc α nào sau đây là công thức sai?

  1. Et = mg ℓ(1 − cos α).
  2. Et =½ (mg ℓsin2α ).
  3. Et = 2mg ℓsin2 (α /2).
  4. Et = mg ℓcos α .

Câu 3: Cho 1 con lắc đơn dao động có biên độ góc α0 < 900 .Ta chọn mốc thế năng ở VTCB. Vậy công thức tính cơ năng của con lắc đơn nào sau đây là công thức sai?

  1. E =½(mv2) + mg ℓ(1 − cosα).
  2. E = mg ℓcosα0.
  3. E =½ mvmax .
  4. E = mg ℓ(1 − cosα ).

Câu 4: 1 con lắc đơn có chiều dài là 98 cm, khối lượng vật là 90 (g), dao động có biên độ góc α0 = 60 ở nơi g = 9,8 m/s2 . Tính cơ năng dao động điều hòa của con lắc

  1. W = 0,0047 J.               B. W = 1,62 J.                    C. W = 0,09 J.                       D. W = 1,58 J.

Câu 5: Cho 1 con lắc đơn có khối lượng vật m = 1 kg, độ dài của dây treo ℓ = 2 m, ta có góc lệch cực đại của dây với đường thẳng đứng là α = 0,175 rad. Ta chọn mốc thế năng ngang với vị trí thấp nhất, với g = 9,8 m/s2 . Cơ năng và vận tốc của vật  khi đó là

  1. E = 2 J; vmax = 2 m/s
  2. E = 3 J; vmax =7,7 m/s
  3. E = 0,3 J; vmax = 7,7 m/s
  4. E = 0,3 J; vmax = 0,77 m/s

2/ Các dạng bài tập về phương trình dao động của con lắc đơn

Câu 1: 1 con lắc đơn có chiều dài 20 cm dao động có biên độ góc 60 ở nơi g = 9,8 m/s2 . Chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí li độ góc 30 theo chiều dương thì ta có phương trình li độ góc của vật là

  1. α = π/30.sin(7t + 5π/6) rad.
  2. α = π/30.sin(7t – π/6) rad.
  3. α = π/30.sin(7t + π/6) rad.
  4. α = π/30.sin(7t – 5π/6) rad.

Câu 2: Cho 1 con lắc đơn chiều dài dây treo là 1 m dao động ở nơi có g = π2 m/s2 . Kéo vật khỏi vị trí phương thẳng đứng 1 góc α = 0,1 rad rồi thả nhẹ, ta chọn gốc thời gian là lúc vật bắt đầu dao động thì ta có phương trình li độ dài của vật là

  1. s = 10cos(πt + π) cm.
  2. s = 0,1cos(πt – π/2) m.
  3. s = 10cos(πt) cm.
  4. s = 0,1cos(πt + π/2) m.

Câu 3: 1 con lắc đơn chiều dài dây treo là ℓ = 20 cm dao động ở nơi có g = 9,8 m/s2 . Kéo vật lệch khỏi vị trí phương thẳng đứng 1 góc 0,1 rad rồi ta truyền cho vật 1 vận tốc v = 14 cm/s về vị trí cân bằng. Chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí cân bằng lần thứ nhất, chiều dương chọn là chiều lệch vật thì ta có phương trình li độ dài của vật là :

IV/ Các dạng bài tập về con lắc đơn có chu kỳ con lắc đơn chịu ảnh hưởng bên ngoài

Con lắc đơn khi dao động luôn chịu ảnh hưởng của môi trường bên ngoài. Dưới đây là các dạng bài tập về con lắc đơn khi bị ảnh hưởng bởi yếu tố bên ngoài

1/ Bài tập chu kỳ con lắc đơn chịu ảnh hưởng nhiệt độ, độ cao

Câu 1: Xét 1 dao động điều hoà của 1 con lắc đơn tại 1 địa điểm trên mặt đất. Khi con lắc đơn này đi từ biên về VTCB thì ta có

  1. độ lớn của li độ tăng.
  2. tốc độ con lắc giảm.
  3. thế năng của con lắc tăng.
  4. độ lớn của lực hồi phục giảm.

Câu 2: Cho 1 con lắc đơn có dao động điều hoà ở trên mặt đất có chu kỳ T0 . Khi ta đưa con lắc này lên độ cao h bằng 1/100 bán kính của trái đất, coi như nhiệt độ không thay đổi. Khi đó chu kỳ con lắc ở độ cao h là

  1. T = 1,05 T0                  B. T = 1,01 T0                      C. T = 1,04 T0                         D. T = 1,03 T0

Câu 3: 1 đồng hồ quả lắc đếm giây với chu kỳ T = 2 (s), mỗi ngày đồng hồ nhanh 90 (s), ta phải điều chỉnh chiều dài của con lắc đồng hồ thế nào để nó chạy đúng?

  1. Tăng 1%                    B. Giảm 0,1%                       C. Tăng 0,2%                         D. Giảm 2%

Câu 4: Có 1 đồng hồ quả lắc mỗi ngày nó chạy chậm 130 (s) ta phải điều chỉnh chiều dài con lắc đồng hồ thế nào để nó có thể chạy đúng?

  1. Tăng 0,3%                  B. Giảm 0,3%                       C.Tăng 02%                          D. Giảm 02%

Câu 5: 1con lắc đơn gồm 1 dây treo ℓ = 0,5 m và vật có khối lượng m = 40 (g) vật mang điện tich q = –8.10–5 C được dao động trong điện trường đều và có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống dưới và có cường độ E = 40 V/cm, biết g = 9,79 m/s2 . Tìm hu kỳ dao động khi đó là

  1. T′ = 1,2 (s).                 B. T′ = 3,32 (s).                      C. T′ = 1,66 (s).                     D. T′ = 2,4 (s).

2/ Các dạng bài tập về con lắc đơn có chu kỳ chịu ảnh hưởng của lực quán tính

Câu 1: Chu kỳ của 1 con lăc đơn trong điều kiện bình thường là 1 (s), nếu ta treo nó vào trong thang máy đang đi lên cao và chuyển động chậm dần đều thì ta có chu kỳ của nó sẽ

  1. giảm
  2. tăng
  3. không đổi
  4. có thể xảy ra cả 3 trường hợp trên

Câu 2: 1 con lắc dao động có chu kỳ T = 1,8 (s) biết g = 9,8 m/s2 . Ta treo con lắc vào trần của thang máy đi xuống nhanh dần đều có gia tốc a = 0,5 m/s2 , khi đó ta có chu kỳ dao động của nó là

  1. T′ = 1,85 (s)                   B. T′ = 1,76 (s)                     C. T′ = 1,75 (s)                     D. T′ = 2,05 (s)

Câu 3: 1 con lắc đơn có dao động điều hoà trong 1 ô tô chuyển động thẳng trên mặt đường ngang thì ta có:

  1. Khi mà ô tô chuyển động đều thì chu kỳ dao động tăng.
  2. Khi ô tô chuyển động đều thì chu kỳ dao động của con lắc giảm.
  3. Khi ô tô chuyển động nhanh dần đều thì ta có chu kỳ dao động giảm.
  4. Khi ô tô chuyển động nhanh dần đều thì ta có chu kỳ dao động tăng.

Câu 4: 1 con lắc đơn dao động với chu kỳ T0 = 2,5 (s) biết g = 9,8 m/s2 . Treo con lắc này vào trần 1thang máy đang chuyển động đi lên trên nhanh dần đều có gia tốc a = 4,9 m/s2 . Tính chu kỳ dao động của con lắc ở trong thang máy là

  1. T′ = 1,77 (s)                   B. T′ = 2,04 (s)                     C. T′ = 3,45 (s)                      D. T′ = 2,54 (s)

Câu 5: 1con lắc đơn treo dưới trần của 1 thang máy đứng yên có chu kỳ dao động là To. Khi thang máy này chuyển động xuống phía dưới với vận tốc không thay đổi thì ta có chu kỳ là T1 , khi thang máy này chuyển động nhanh dần đều xuống phía dưới thì ta có chu kỳ là T2 . Khi đó

  1. T0 = T1 = T2                  B. T0 = T1 < T2                      C. T0 = T1 > T2                      D. T0 < T1 < T2

Hi vọng với các dạng bài tập về con lắc đơn này sẽ giúp bạn thêm nhiều kiến thức bổ ích cho việc giải bài tập.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here