ÔN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 1 PHẦN I: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG CƠ HỌC. A. LÝ THUYẾT. 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ 1. Dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa + Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng. + Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau. + Dao động điều hòa là dao động được mô tả bằng một định luật dạng sin: x = Asin(ωt + ϕ) hoặc cosin: x = Acos(ωt + ϕ) . Trong đó A, ω và ϕ là những hằng số. 2. Tần số góc, chu kỳ, tần số và pha của dao động điều hoà + Tần số góc ω: là một đại lượng trung gian cho phép xác định chu kỳ, tần số của dao động. ω = T π 2 = 2πf. Đơn vị: rad/s + Chu kỳ: là khoảng thời gian T = ω π 2 để lặp lại li độ và chiều chuyển động như cũ, đó cũng là khoảng thời gian để vật thực hiện được một dao động. Đơn vị: giây (s). + Tần số: là nghịch đảo của chu kỳ: f = T 1 = π ω 2 đó là số lần dao động trong một đơn vị thời gian. Đơn vị: hec (Hz). + Pha của dao động (ωt + ϕ): là đại lượng cho phép xác định trạng thái của dao động tại thời điểm t bất kỳ. Đơn vị: rad. 3. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà + Vận tốc: v = x'(t) = ωAcos(ωt + ϕ) = ωAsin(ωt + ϕ + 2 π ). Vận tốc của dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng nhanh pha hơn li độ một góc 2 π . Vận tốc của vật dao động điều hoà đạt giá trị cực đại v max = ωA khi vật đi qua vị trí cân bằng (x = 0). + Gia tốc: a = x''(t) = - ω 2 Asin(ωt + ϕ) = - ω 2 x Gia tốc của dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ. Gia tốc của vật dao động điều hoà đạt giá trị cực đại a max = ω 2 A khi vật đi qua các vị trí biên (x = ± A). 4. Tính chất của lực làm vật dao động điều hoà Lực làm vật dao động điều hoà tỉ lệ với độ dời tính từ vị trí cân bằng và luôn luôn hướng về vị trí cân bằng nên gọi là lực hồi phục. Trị đại số của lực hồi phục: F = - kx. Lực hồi phục đạt giá trị cực đại F max = kA khi vật đi qua các vị trí biên (x = ± A). Lực hồi phục có giá trị cực tiểu F min = 0 khi vật đi qua vị trí cân bằng (x = 0). 5 Năng lượng trong dao động điều hoà + Trong quá trình dao động của con lắc lò xo luôn xẩy ra hiện tượng: khi động năng tăng thì thế năng giảm, khi động năng đạt giá trị cực đại bằng cơ năng thì thế năng đạt giá trị cực tiểu bằng 0 và ngược lại. + Thế năng: E t = 2 1 kx 2 = 2 1 k A 2 sin 2 (ωt + ϕ) + Động năng: E đ = 2 1 mv 2 = 2 1 mω 2 A 2 cos 2 (ωt + ϕ) = 2 1 kA 2 cos 2 (ωt + ϕ) ; với k = mω 2 + Cơ năng: E = E t + E đ = 2 1 k A 2 = 2 1 mω 2 A 2 . ÔN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 2 + Trong quá trình dao động điều hòa của con lắc lò xo thì cơ năng không đổi và tỉ lệ với bình phương biên độ dao động. + Các vị trí (li độ) mà tại đó vận tốc bằng 0, vận tốc đạt giá trị cực đại, thế năng bằng động năng: v = 0 khi x = ± A ; v = v max khi x = 0 ; E t = E đ khi x = ± 2 A + Thế năng và động năng của vật dao động điều hoà biến thiên điều hoà với tần số góc ω’ = 2ω và chu kì T’ = 2 T . 6. Các đặc trưng cơ bản của một dao động điều hoà + Biên độ A đặc trưng cho độ mạnh yếu của dao động điều hoà. Biên độ càng lớn thì năng lượng của vật dao động điều hoà càng lớn. Năng lượng của vật dao động điều hoà tỉ lệ với bình phương biên độ. + Tần số góc ω đặc trưng cho sự biến thiên nhanh chậm của các trạng thái của dao động điều hoà. Tần số góc của dao động càng lớn thì các trạng thái của dao động biến đổi càng nhanh. + Pha ban đầu ϕ: để xác định trạng thái ban đầu của dao động, là đại lượng quan trọng khi tổng hợp dao động. 2. CON LẮC LÒ XO. CON LẮC ĐƠN 1. Con lắc lò xo + Con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k khối lượng không đáng kể, một đầu gắn cố định, đầu kia gắn với vật nặng khối lượng m được đặt theo phương ngang hoặc treo thẳng đứng. + Phương trình dao động: x = Asin(ωt + ϕ). + Với: ω = m k ; A = 2 2       + ω v x ; ϕ xác định theo phương trình sinϕ = A x o (lấy nghiệm góc nhọn nếu v o > 0; góc tù nếu v o < 0). + Chu kỳ, tần số: T = 2π k m ; f = π 2 1 m k + Con lắc lò xo treo thẳng đứng: ∆l o = k mg ; ω = o l g ∆ 2. Con lắc đơn + Con lắc đơn gồm một vật nặng treo vào một sợi dây không giãn, vật nặng có kích thước không đáng kể so với chiều dài sợi dây, còn sợi dây có khối lượng không đáng kể so với khối lượng của vật nặng. + Phương trình dao động: s = S o sin(ωt + ϕ) hoặc α = α o sin(ωt + ϕ); với α = l s ; α o = l S o + Chu kỳ, tần số góc: T = 2π g l ; ω = l g . + Chu kì dao động của con lắc đơn phụ thuộc độ cao, vĩ độ địa lí và nhiệt độ môi trường vì gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào độ cao so với mặt đất và vĩ độ địa lí trên Trái Đất còn chiều dài con lắc phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. + Khi lên cao gia tốc rơi tự do giảm nên chu kì tăng. Chu kỳ tỉ lệ nghịch với căn bậc hai của gia tốc rơi tự do. + Khi nhiệt độ tăng chiều dài tăng nên chu kì tăng. Chu kì tỉ lệ thuận với căn bậc hai chiều dài con lắc. + Chu kỳ của con lắc ở độ cao h so với mặt đất: T h = T R hR + . + Chu kì của con lắc ở nhiệt độ t’ so với ở nhiệt độ t: T’ = T t t .1 '.1 α α + + . ÔN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 3 + Sự nhanh chậm của đồng hồ quả lắc phụ thuộc vào độ cao và nhiệt độ: khi lên cao hoặc nhiệt độ tăng thì chu kì tăng, đồng hồ chạy chậm và ngược lại. Thời gian nhanh chậm trong t giây: ∆t = t ' ' T TT − 3. Dao động tự do + Dao động tự do là dao động mà chu kỳ chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của hệ, không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài. + Dao động của con lắc lò xo và con lắc đơn dược coi là dao động tự do trong điều kiện không có ma sát, không có sức cản môi trường và con lắc lò xo phải chuyển động trong giới hạn đàn hồi của lò xo còn con lắc đơn thì chuyển động với li độ góc nhỏ (α ≤ 10 o ). 3. TỔNG HỢP CÁC DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ + Nếu một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số với các phương trình: x 1 = A 1 sin(ωt + ϕ 1 ) và x 2 = A 2 sin(ωt + ϕ 2 ) Thì dao động tổng hợp sẽ là: x = x 1 + x 2 = Asin(ωt + ϕ) với A và ϕ được xác định bởi: A 2 = A 1 2 + A 2 2 + 2 A 1 A 2 cos (ϕ 2 - ϕ 1 ) tgϕ = 2211 2211 coscos sinsin ϕϕ ϕϕ AA AA + + Tổng hợp hai dao động điều hoà điều hoà cùng phương cùng tần số là một dao động điều hoàcùng phương, cùng tần số với các dao động thành phần. Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp phụ thuộc vào biên độ và pha ban đầu của các dao động thành phần. + Khi hai dđ thành phần cùng pha (ϕ 2 - ϕ 1 = 2kπ) thì dao động tổng hợp có biên độ cực đại: A = A 1 + A 2 + Khi hai dđ thành phần ngược pha (ϕ 2 - ϕ 1 = (2k + 1)π) thì dđ tổng hợp có biên độ cực tiểu: A = |A 1 - A 2 | 4. DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỞNG BỨC 1. Dao động tắt dần + Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian. + Nguyên nhân: do ma sát, do lực cản môi trường mà cơ năng giảm nên biên độ giảm. Ma sát càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh. 2. Dao động cưởng bức + Dao động cưởng bức là dao động của vật do ngoại lực biến thiên tuần hoàn F n = Hsin(ωt + ϕ) tác dụng vào vật. + Đặc điểm : - Lúc đầu dao động tổng hợp là tổng hợp của dao động riêng và dao động cưởng bức nên vật dao động rất phức tạp. - Sau thời gian ∆t dao động riêng tắt hẳn, vật chỉ dao động dưới tác dụng của ngoại lực, vật dao động với tần số bằng tần số của ngoại lực. - Biên độ của dao động cưởng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưởng bức, vào lực cản trong hệ và vào sự chênh lệch giữa tần số cưởng bức f và tần số riêng f o của hệ. Biên độ của lực cưởng bức càng lớn, lực cản càng nhỏ và sự chênh lệch giữa f và f o càng ít thì biên độ của dao động cưởng bức càng lớn. 3. Cộng hưởng + Sự cộng hưởng là hiện tượng biên độ của dao động cưởng bức tăng nhanh đến một giá trị cực đại khi tần số của lực cưởng bức bằng tần số riêng của hệ dao động (f = f o ). + Đặc điểm: khi lực cản trong hệ nhỏ thì cộng hưởng rỏ nét (cộng hưởng nhọn), khi lực cản trong hệ lớn thì sự cộng hưởng không rỏ nét (cộng hưởng tù). 4. Sự tự dao động Sự tự dao động là sự dao động được duy trì mà không cần tác dụng của ngoại lực. Trong sự tự dao động thì tần số và biên độ dao động vẫn giữ nguyên như khi hệ dao động tự do. ÔN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 4 5. SÓNG CƠ HỌC 1. Các định nghĩa: + Sóng cơ học là những dao động cơ học lan truyền theo thời gian trong môi trường vật chất. + Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha dao động của các phần tử vật chất lan truyền còn các phần tử vật chất thì dao động xung quanh vị trí cân bằng cố định. + Sóng dọc là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng âm, sóng trên một lò xo. + Sóng ngang là sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su. + Chu kỳ sóng T: là chu kỳ dao động chung của các phần tử vật chất nơi sóng truyền qua. + Tần số f: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ sóng. + Biên độ của sóng A: là biên độ dao động của phần tử vật chất nơi sóng truyền qua + Vận tốc truyền sóng: là vận tốc truyền pha dao động. + Bước sóng λ: là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha với nhau. Bước sóng cũng là quảng đường sóng lan truyền trong một chu kỳ. + Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là 2 λ . + Liên hệ giữabước sóng, vận tốc, chu kì và tần số của sóng: λ = vT = f v . 2. Phương trình sóng Nếu phương trình sóng tại A là u A = a A sin(ωt + ϕ) thì phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng là: u M = a M sin (ωt + ϕ ± 2π λ AM ) (lấy dấu + nếu sóng truyền từ A đến M, dấu – nếu sóng truyền từ M đến A). Nếu bỏ qua mất mát năng lượng trong quá trình truyền sóng thì biên độ sóng tại A và tại M bằng nhau (a A = a M = a). 5. SÓNG ÂM 1. Sóng âm, sóng hạ âm, sóng siêu âm + Sóng âm là những sóng cơ học dọc truyền trong môi trường vật chất, có tần số từ 16Hz đến 20000Hz và gây ra cảm giác âm trong tai con người. + Những sóng cơ học tần số nhỏ hơn 16Hz gọi là sóng hạ âm. + Những sóng cơ học tần số lớn hơn 20000Hz gọi là sóng siêu âm. + Sóng âm, sóng hạ âm, sóng siêu âm đều là những sóng cơ học lan truyền trong môi trường vật chất nhưng chúng có tần số khác nhau và tai người chỉ cảm thụ được sóng âm chứ không cảm thụ được sóng hạ âm và sóng siêu âm. 2. Môi trường truyền âm và vận tốc âm Sóng âm truyền được trong cả ba môi trường rắn, lỏng và khí nhưng không truyền được trong chân không. Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường. Nói chung vận tốc âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng và trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí. Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi. Các vật liệu như bông, nhung, tấm xốp có tính đàn hồi kém nên truyền âm kém, chúng được dùng làm vật liệu cách âm. 3. Năng lượng của âm + Sóng âm mang năng lượng tỉ lệ với bình phương biên độ sóng. + Cường độ của âm là lượng năng lượng được sóng âm truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phuơng truyền âm. Đơn vị cường độ âm là W/m 2 . + Mức cường độ âm L là lôga thập phân của thương số giữa cường độ âm I và cường độ âm chuẩn I o : ÔN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 5 L = lg o I I . Đơn vị của mức cường độ âm là ben (B), trong thực tế người ta thường dùng ước số của ben là đềxiben (dB): 1B = 10 dB. 4. Các đặc tính vật lý và sinh lý của sóng âm Đặc tính vật lí của sóng âm giống các sóng cơ học khác. Đặc tính sinh lí của sóng âm phụ thuộc cấu tạo của tai con người. + Độ cao của âm: phụ vào tần số của âm. Âm cao (hoặc thanh) có tần số lớn, âm thấp (hoặc trầm) có tần số nhỏ. + Âm sắc: Sóng âm do một người hay một nhạc cụ phát ra là tổng hợp của nhiều sóng âm phát ra cùng một lúc. Các sóng này có tần số là f, 2f, 3f, …. Âm có tần số f gọi là hoạ âm cơ bản, các âm có tần số 2f, 3f, … gọi là các hoạ âm thứ 2, thứ 3, …. Đường biểu diễn của dao động âm tổng hợp không phải là một đường hình sin mà là một đường phức tạp có tính chất tuần hoàn, mỗi dạng đường biểu diễn ứng với một âm sắc nhất định mà tai người có thể phân biệt được. Âm sắc phụ thuộc vào tần số và biên độ của các hoạ âm. + Độ to của âm: tai người chỉ có cảm giác về âm khi cường độ của âm lớn hơn một giá trị tối thiểu gọi là ngưỡng nghe. Ngưỡng nghe thay đổi tuỳ theo tần số của âm. Cảm giác to nhỏ của âm phụ thuộc cường độ và tần số của âm. Khi cường độ âm lên tới 10W/m 2 đối với mọi tần số thì tất cả các âm đều gây cảm giác đau đớn trong tai, giá trị đó gọi là ngưỡng đau. Miền giữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau gọi là miền nghe được. + Nhạc âm, tạp âm Những âm có tần số hoàn toàn xác định, nghe êm tai như tiếng đàn, tiếng hát gọi là nhạc âm. Những âm không có tần số nhất định nghe khó chịu như tiếng máy nổ, tiếng chân đi, tiếng búa gỏ được gọi là tạp âm. 5. Nguồn âm, hộp cộng hưởng + Các vật dao động tạo ra sóng âm trong môi trường xung quanh gọi là các vật phát dao động âm hay nguồn âm. + Hộp cộng hưởng là một vật rổng, có khả năng cộng hưởng với nhiều tần số khác nhau và tăng cường những âm có tần số đó. + Với các loại đàn dây thì dây đàn là nguồn âm còn hộp đàn là hộp cộng hưởng. 6. GIAO THOA SÓNG. SÓNG DỪNG 1. Nguồn kết hợp, sóng kết hợp, Sự giao thoa của sóng kết hợp. + Hai nguồn dao động cùng tần số, cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là hai nguồn kết hợp. + Hai sóng có cùng tần số, cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là hai sóng kết hợp. + Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chổ cố định mà biên độ sóng được tăng cường hoặc bị giảm bớt. Khi hai sóng kết hợp gặp nhau Tại những chổ mà chúng cùng pha, chúng sẽ tăng cường nhau, biên độ dao động tổng hợp đạt cực đại. Tại những chổ mà chúng ngược pha, chúng sẽ triệt tiêu nhau, biên độ dao động tổng hợp có giá trị cực tiểu. Những chổ mà hiệu đường đi bằng một số nguyên lần bước sóng: d 1 – d 2 = nλ thì hai sóng thành phần cùng pha với nhau, biên độ của sóng tổng hợp ở đó có giá trị cực đại, dao động của môi trường ở đây là mạnh nhất. Những chổ mà hiệu đường đi bằng một số lẻ nữa bước sóng: d 1 – d 2 = (2n + 1) 2 λ , thì hai sóng thành phần ngược pha nhau, biên độ của sóng tổng hợp ở đó có giá trị cực tiểu, dao động của môi trường ở đây là yếu nhất. Tại những điểm khác thì biên độ sóng có giá trị trung gian. 2. Sóng dừng ÔN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 6 + Sóng dừng là sóng có các nút và các bụng cố định trong không gian. + Sóng dừng có được là do sự giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ cùng phát ra từ một nguồn. + Điều kiện để có sóng dừng Để có sóng dừng trên sợi dây với một đầu là nút một đầu là bụng (một đầu cố định, một đầu dao động) thì chiều dài của sợi dây phải bằng một số lẻ 4 1 bước sóng. Để có sóng dừng trên sợi dây với hai nút ở hai đầu (hai đầu cố định) thì chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nữa bước sóng. + Đặc điểm của sóng dừng Biên độ dao động của phần tử vật chất ở mỗi điểm không đổi theo thời gian. Không truyền tải năng lượng. Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề là 2 λ . Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề là 4 λ . + Xác định bước sóng, vận tốc truyền sóng nhờ sóng dừng Đo khoảng cách giữa hai nút sóng ta suy ra bước sóng λ. Khoảng cách giữa hai nút sóng là 2 λ . Vận tốc truyền sóng: v = λf = T λ . B. CÁC CÔNG THỨC. 1. Dao động điều hoà Li độ: x = Asin(ωt + ϕ) Vận tốc: v = x’ = ωAcos(ωt + ϕ) = ωA sin(ωt + ϕ + 2 π ). Vận tốc v sớm pha hơn li độ x một góc 2 π . Vận tốc có độ lớn đạt giá trị cực đại v max = ωA khi x = 0. Vận tốc có độ lớn có giá trị cực tiểu v min = 0 khi x = ± A Gia tốc: a = v’ = x’’ = - ω 2 Asin(ωt + ϕ) = - ω 2 x. Gia tốc a ngược pha với li độ x (a luôn trái dấu với x). Gia tốc của vật dao động điều hoà luôn hướng về vị trí cân bằng và có độ lớn tỉ lệ với li độ. Gia tốc có độ lớn đạt giá trị cực đại a max = ω 2 A khi x = ± A. Gia tốc có độ lớn có giá trị cực tiểu a min = 0 khi x = 0. Liên hệ tần số góc, chu kì và tần số: ω = T π 2 = 2πf. Tần số góc có thể tính theo công thức: ω = 22 xA v − Lực tổng hợp tác dụng lên vật dao động điều hoà (gọi là lực hồi phục): F = - mω 2 x ; F max = mω 2 A. Dao động điều hoà đổi chiều khi lực hồi phục đạt giá trị cực đại. Trong một chu kỳ vật dao động điều hoà đi được quãng đường 4A, trong 4 1 chu kỳ vật đi được quãng đường bằng A. Vật dao động điều hoà trong khoảng có chiều dài 2A. 2. Con lắc lò xo Phương trình dao động: x = Asin(ωt + ϕ). ÔN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 7 Với: ω = m k ; A = 2 2       + ω v x ; sinϕ = A x o (lấy nghiệm góc nhọn nếu v o > 0; góc tù nếu v o < 0) ; (với x o và v o là li độ và vận tốc tại thời điểm ban đầu t = 0). Chọn góc thời gian lúc x = A thì ϕ = 2 π Chọn gốc thời gian lúc x = - A thì ϕ = - 2 π Chọn gốc thời gian lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương thì ϕ = 0, lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều ngược chiều với chiều dương thì ϕ = π. Chọn gốc thời gian lúc x = 2 A : đang chuyển động theo chiều dương thì ϕ = 6 π , đang chuyển động ngược chiều dương thì ϕ = 6 5 π . Chọn gốc thời gian lúc x = - 2 A : đang chuyển động theo chiều dương thì ϕ = - 6 π , đang chuyển động ngược chiều dương thì ϕ = 6 7 π . Chọn gốc thời gian lúc x = 2 2A : đang chuyển động theo chiều dương thì ϕ = 4 π , đang chuyển động ngược chiều dương thì ϕ = 4 3 π . Thế năng: E t = 2 1 kx 2 . Động năng: E đ = 2 1 mv 2 . Thế năng và động năng của con lắc lò xo biến thiên điều hoà với tần số góc ω’ = 2ω và với chu kì T’ = 2 T . Thế năng bằng động năng khi x = ± 2 A Thế năng đạt giá trị cực đại và đúng bằng cơ năng khi vật ở các vị trí biên, khi đó động năng bằng 0. Động năng đạt giá trị cực đại và đúng bằng cơ năng khi vật đi qua vị trí cân bằng, khi đó thế năng bằng 0. Cơ năng: E = E t + E đ = 2 1 kx 2 + 2 1 mv 2 = 2 1 kA 2 = 2 1 mω 2 A 2 Lực đàn hồi của lò xo: F = k(l – l o ) = k∆l Lò xo ghép nối tiếp: . 111 21 ++= kkk . Độ cứng giảm, tần số giảm. Lò xo ghép song song : k = k 1 + k 2 + . . Độ cứng tăng, tần số tăng. Con lắc lò xo treo thẳng đứng: ∆l o = k mg ; ω = o l g ∆ . Chiều dài cực đại của lò xo: l max = l o + ∆l o + A. Chiều dài cực tiểu của lò xo: l min = l o + ∆l o – A. Lực đàn hồi cực đại: F max = k(A + ∆l o ). Lực đàn hồi cực tiểu: F min = 0 nếu A > ∆l o ; F min = k(∆l o – A) nếu A < ∆l o . Lực đàn hồi ở vị trí có li độ x (gốc O tại vị trí cân bằng ): F = k(∆l o + x) nếu chọn chiều dương hướng xuống. ÔN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 8 F = k(∆l o - x) nếu chọn chiều dương hướng lên. 3 Con lắc đơn Phương trình dao động : s = S o sin(ωt + ϕ) hay α = α o sin(ωt + ϕ). Với s = α.l ; S o = α o .l (α và α o tính ra rad) Tần số góc và chu kỳ : ω = l g ; T = 2π g l . Động năng : E đ = 2 1 mv 2 . Thế năng : E t = = mgl(1 - cosα) = 2 1 mglα 2 . Thế năng và động năng của con lắc đơn biến thiên điều hoà với tần số góc ω’ = 2ω và với chu kì T’ = 2 T . Cơ năng : E = E đ + E t = mgl(1 - cosα o ) = 2 1 mgl 2 o α . Gia tốc rơi tự do trên mặt đất, ở độ cao (h > 0), độ sâu (h < 0) g = 2 R GM ; g h = 2 )( hR GM + . Chiều dài biến đổi theo nhiệt độ : l = l o (1 +αt). Chu kì T h ở độ cao h theo chu kì T ở mặt đất: T h = T R hR + . Chu kì T’ ở nhiệt độ t’ theo chu kì T ở nhiệt độ t: T’ = T t t .1 '.1 α α + + . Thời gian nhanh chậm của đồng hồ quả lắc trong t giây : ∆t = t ' ' T TT − Nếu T’ > T : đồng hồ chạy chậm ; T’ < T : Chạy nhanh. 4 Tổng hợp dao động Tổng hợp 2 dao động điều hoà cùng phương cùng tần số Nếu : x 1 = A 1 sin(ωt + ϕ 1 ) và x 2 = A 2 sin(ωt + ϕ 2 ) thì : x = x 1 + x 2 = Asin(ωt + ϕ) với A và ϕ được xác định bởi A 2 = A 1 2 + A 2 2 + 2 A 1 A 2 cos (ϕ 2 - ϕ 1 ) tgϕ = 2211 2211 coscos sinsin ϕϕ ϕϕ AA AA + + + Khi ϕ 2 - ϕ 1 = 2kπ (hai dao động thành phần cùng pha): A = A 1 + A 2 + Khi ϕ 2 - ϕ 1 = (2k + 1)π: A = |A 1 - A 2 | + Nếu độ lệch pha bất kỳ thì: | A 1 - A 2 | ≤ A ≤ A 1 + A 2 . 5 Sóng cơ học Liên hệ giữa bước sóng, vận tốc, chu kỳ và tần số sóng: λ = vT = f v Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha là λ, khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động ngược pha là 2 λ Nếu phương trình sóng tại A là u A = asin(ωt + ϕ) thì phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng là : u M = asin (ωt + ϕ ± 2π λ AM ). (Lấy dấu “+” nếu sóng truyền từ A đến M, dấu “–“ nếu sóng truyền từ M đến A). ÔN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 9 Dao động tại hai điểm A và B trên phương truyền sóng lệch pha nhau một góc ∆ϕ = v ABf .2 π = λ π AB.2 . Nếu sóng truyền theo phương Ox với u = Asin(ωt + ϕ ± bx) thì vận tốc truyền sóng là v = b ω . Nếu tại A và B có hai nguồn phát ra hai sóng kết hợp u A = u B = asinωt thì dao động tổng hợp tại điểm M (AM = d 1 ; BM = d 2 ) là: u M = 2acos ( ) λ π 12 dd − sin(ωt - ( ) λ π 21 dd + ) Tại M có cực đại khi d 1 - d 2 = kλ. Tại M có cực tiểu khi d 1 - d 2 = (2k + 1) 2 λ . Số cực đại, cực tiểu giữa hai nguồn kết hợp (cách nhau một khoảng l) giao thoa: Trường hợp hai nguồn dao động cùng pha: k > - λ l và k < λ l , số cực đại là tổng số các trị của k ∈ Z. k > - λ l - 2 1 và k < λ l - 2 1 , số cực tiểu là tổng số các trị của k ∈ Z. Trường hợp hai nguồn dao động lệch pha nhau ∆ϕ : k > - λ l - π ϕ 2 ∆ và k < λ l - π ϕ 2 ∆ , số cực đại là tổng số các trị của k ∈ Z. k > - λ l - 2 1 - π ϕ 2 ∆ và k < λ l - 2 1 - π ϕ 2 ∆ , số cực tiểu là tổng số các trị của k ∈ Z. Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề của sóng dừng là 2 λ . Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề của sóng dừng là 4 λ . Khoảng cách giữa n nút sóng liên tiếp là (n – 1) 2 λ . Để có sóng dừng trên dây với một đầu là nút, một đầu là bụng thì chiều dài của sợi dây: l = (2k + 1) 4 λ . Để có sóng dừng trên sợi dây với hai điểm nút ở hai đầu dây thì chiều dài của sợi dây : l = k 2 λ . C. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM. 1. Đối với dao động tuần hoàn, khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ gọi là A. Tần số dao động. B. Chu kì dao động. C. Pha ban đầu. D. Tần số góc. 2. Dao động được mô tả bằng biểu thức x = Acos(t + ư), trong đó A, , ư là hằng số, được gọi là dao động gì ? A. Tuần hoàn. B. Tắt dần. C. Điều hoà. D. Cưỡng bức. 3. Biểu thức li độ của dao động điều hoà có dạng x = Asin(ωt + ϕ), vận tốc của vật có giá trị cực đại là A. v max = A 2 ω. B. v max = 2Aω. C. v max = Aω 2 . D. v max = Aω. 4. Một vật nhỏ hình cầu khối lượng 400g được treo vào lò xo nhẹ có độ cứng 160N/m. Vật dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với biên độ 10cm. Vận tốc của vật khi đi qua vị trí cân bằng là A. 4m/s. B. 6,28m/s. C. 0 m/s D. 2m/s. 5. Tìm phát biểu sai A. Động năng là một dạng năng lượng phụ thuộc vào vận tốc. B. Cơ năng của hệ luôn luôn là một hằng số. C. Thế năng là một dạng năng lượng phụ thuộc vào vị trí. ƠN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 10 D. Cơ năng của hệ bằng tổng động năng và thế năng. 6. Trong dao động điều hồ, giá trị gia tốc của vật A. Tăng khi giá trị vận tốc tăng. B. Khơng thay đổi. C. Giảm khi giá trị vận tốc tăng. D. Tăng hay giảm tuỳ thuộc vào giá trị vận tốc ban đầu của vật. 7. Trong dao động điều hồ, gia tốc biến đổi A. Cùng pha với vận tốc. B. Sớm pha π/2 so với vận tốc. C. Ngược pha với vận tốc. D. Trễ pha π/2 so với vận tốc. 8. Trong dao động điều hồ, gia tốc biến đổi A. Cùng pha với li độ. B. Sớm pha π/2 so với li độ. C. Ngược pha với li độ. D. Trễ pha π/2 so với li độ. 9. Dao động cơ học đổi chiều khi A. Lực tác dụng có độ lớn cực tiểu. B. Lực tác dụng bằng khơng. C. Lực tác dụng có độ lớn cực đại. D. Lực tác dụng đổi chiều. 10. Một dao động điều hồ có phương trình x = Asin (ωt + φ) thì động năng và thế năng cũng dao động điều hồ với tần số A. ω’ = ω B. ω’ = 2ω C. ω’ = 2 ω D. ω’ = 4ω 11. Pha của dao động được dùng để xác định A. Biên độ dao động. B. Trạng thái dao động. C. Tần số dao động. D. Chu kì dao động. 12. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của gia tốc theo li độ trong dao động điều hòa có hình dạng là A. Đường cong. B. Đường thẳng. C. Đường elíp. D. Đường tròn. 13. Chọn câu đúng trong các câu sau: A. Dao động điều hồ là một dao động tắt dần theo thời gian. B. Chu kì dao động điều hồ phụ thuộc vào biên độ dao động. C. Khi vật dao động ở vị trí biên thì thế năng của vật lớn nhất. D. Biên độ dao động là giá trị trung bình của li độ. 14. Biểu thức quan hệ giữa biên độ A, li độ x và tần số góc ω của chất điểm dao động điều hoà ở thời điểm t là A. A 2 = x 2 + 2 2 ω v . B. A 2 = v 2 + 2 2 ω x . C. A 2 = v 2 + ω 2 x 2 . D. A 2 = x 2 + ω 2 v 2 . 15. Chọn câu đúng trong các câu sau khi nói về năng lượng trong dao động điều hồ. A. Khi vật chuyển động về vị trí cân bằng thì thế năng của vật tăng. B. Khi động năng của vật tăng thì thế năng cũng tăng. C. Khi vật dao động ở vị trí cân bằng thì động năng của hệ lớn nhất. D. Khi vật chuyển động về vị trí biên thì động năng của vật tăng. 16. Chọn câu sai khi nói về chất điểm dao động điều hồ: A. Khi chuyển động về vị trí cân bằng thì chất điểm chuyển động nhanh dần đều. B. Khi qua vị trí cân bằng, vận tốc của chất điểm có độ lớn cực đại. C. Khi vật ở vị trí biên, li độ của chất điểm có đ ộ lớn cực đại. D. Khi qua vị trí cân bằng, gia tốc của chất điểm bằng khơng. 17. Một vật dao động điều hồ với biên độ A, tần số góc ω. Chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là A. x = Asin(ωt + π/4). B. x = Asinωt. C. x = Asin(ωt - π/2). D. x = Asin(ωt + π/2). 18. Con lắc lò xo dao động điều hồ theo phương ngang với biên độ là A. Li độ của vật khi thế năng bằng động năng là [...]... con lắc là ƠN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 12 1 1 m k m k B T = C T = D T = 2π 2π m 2π k k m 31 Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k và vật có khối lượng m dao động điều hồ, khi khối lượng của vật là m = m1 thì chu kì dao động là T1, khi khối lượng của vật là m = m2 thì chu kì dao động là T2 Khi khối lượng của vật là m = m1 + m2 thì chu kì... lớn hơn vật - Khi d = f gương cho ảnh ở vơ cực rất lớn so với vật - Khi d < f gương cho ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật + Gương cầu lồi: Ảnh của một vật thật cho bởi gương cầu lồi bao giờ cũng là ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật + Các cơng thức của gương cầu 1 1 1 R d' A' B ' = + f= ; ; k= =f d d' 2 d AB ƠN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 35... theo thời gian vào vật C Tác dụng ngoại lực vào vật dao động cùng chiều với chuyển động trong một phần của từng chu kì D Kích thích lại dao động khi dao động bị tắt dần 55 Biên độ của dao động cưỡng bức khơng phụ thuộc vào: A Hệ số lực cản tác dụng lên vật B Tần số ngoại lực tác dụng lên vật C Pha ban đầu của ngoại lực tuần hồn tác dụng lên vật D Biên độ ngoại lực tuần hồn tác dụng lên vật 56 Trong những... TRƯỜNG 4 Hai giả thuyết của Maxoen ƠN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 22 + Giả thuyết về từ trường biến thiên: khi một từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xốy trong khơng gian xung quanh nó, tức là một điện trường mà các đường sức là những đường cong khép kín, bao quanh các đường cảm ứng từ của từ trường + Giả thuyết về điện... tiêu điểm phụ 3 Ảnh của một vật cho bởi gương cầu + Gương cầu lỏm Vật đặt trước gương cách gương một khoảng d - Khi d = ∞ (vật ở rất xa) gương cho ảnh thật, ngược chiều, rất nhỏ nằm tại tiêu diện của gương - Khi d > 2f gương cho ảnh thật ngược chiều, nhỏ hơn vật - Khi d = 2f gương cho ảnh thật ngược chiều và bằng vật - Khi f < d < 2f gương cho ảnh thật ngược chiều, lớn hơn vật - Khi d = f gương cho ảnh... trên quỹ đạo dài 40cm Khi ở vị trí x = 10cm vật có vận tốc 20π 3 cm/s Chu kì dao động của vật là A 1s B 0,5s C 0,1s D 5s 27 Một con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k = 100N/m và vật có khối lượng m = 250g, dao động điều π hồ với biên độ A = 6cm Chọn gốc thời gian lúc vật đi qua vị trí cân bằng Qng đường vật đi được trong 10 s đầu tiên là A 6cm B 24cm C 9cm D 12cm 28 Một con lắc lò xo có độ cứng là k... GIA LAI 35 + Qui ước dấu: gương cầu lỏm: R > 0, f > 0 ; gương cầu lồi: R < 0, f < 0 ; vật thật: d > 0 ; vật ảo: d < 0 ; ảnh thật: d' > 0 ; ảnh ảo: d' < 0 ảnh và vật cùng chiều: k > 0 ; ảnh và vật ngược chiều: k < 0 4 Thị trường của gương cầu Vùng khơng gian trước gương mà đặt vật tại đó, mắt quan sát thấy ảnh của vật gọi là thị trường của gương Đó là vùng khơng gian trước gương giới hạn bởi hình nón... hợp của hai dao động đó có biên độ là 2 ƠN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 13 A 5cm B 3,5cm C 1cm D 7cm 44 Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hồ cùng phương có các phương trình dao động thành phần π làlà x1 = 5sin10πt (cm) và x2 = 5sin(10πt + ) (cm) Phương trình dao động tổng hợp của vật là 3 π π A x = 5sin(10πt + ) (cm) B x = 5 3 sin(10πt... sin(100 πt + C 400sin(100 πt + π 12 5π )(V) 6 )(V) B 400sin(100 πt + π 6 1 π H và điện )(A) Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là: π 12 D 200 2 sin(100 πt - )(V) π 12 )(V) 46 Một máy biến áp có cuộn sơ cấp gồm 2000 vòng, cuộn thứ cấp gồm 100 vòng Điện áp và cường độ dòng điện ở mạch sơ cấp là 120 V, 0,8A Điện áp và cơng suất ở cuộn thứ cấp là A 6V; 96W B 240V; 96W C 6V; 4,8W D 120 V; 48W 47 Một máy phát điện... trong mặt phẵng tới và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới - Góc phản xạ bằng góc tới: i' = i 5 Đặc điểm ảnh và cơng dụng của gương phẵng + Đặc điểm ảnh: vật thật cho ảnh ảo, vật ảo cho ảnh thật, ảnh cùng chiều với vật và lớn bằng vật, ảnh và vật đối xứng nhau qua gương + Cơng dụng: dùng làm gương soi, dùng trong một số dụng cụ quang học như kính tiềm vọng, gương quay, 24 GƯƠNG CẦU 1 Định nghĩa, . ÔN THI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 12 – TRẦN NGHĨA HÀ – TRƯỜNG THPT BC PHAN BỘI CHÂU – GIA LAI 1 PHẦN I: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG CƠ HỌC. A. LÝ THUYẾT. 1. DAO. đơn gồm một vật nặng treo vào một sợi dây không giãn, vật nặng có kích thước không đáng kể so với chiều dài sợi dây, còn sợi dây có khối lượng không đáng