Vật Lí lớp 12 - Các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 chọn lọc, có đáp án

Loạt bài Chuyên đề: Tổng hợp Lý thuyết và Bài tập trắc nghiệm Vật Lí lớp 12 có đáp án được biên soạn theo từng dạng bài có đầy đủ: Lý thuyết - Phương pháp giải, Bài tập Lý thuyết, Bài tập tự luận và Bài tập trắc nghiệm có đáp án giúp bạn học tốt, đạt điểm cao trong bài kiểm tra và bài thi môn Vật Lí lớp 12.

Chuyên đề: Dao động cơ

Tổng hợp Lý thuyết Chương Dao động cơ

Chủ đề: Dao động điều hòa

Chủ đề: Con lắc lò xo

3 dạng bài toán liên quan đến hai vật trong con lắc lò xo hay và khó

Bài toán va chạm trong con lắc lò xo hay và khó

Bài tập Con lắc lò xo tổng hợp

60 Bài tập trắc nghiệm Con lắc lò xo có lời giải

Chủ đề: Con lắc đơn

Chủ đề: Tổng hợp Dao động điều hòa

Chủ đề: Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì

Chủ đề: Sai số các đại lượng vật lí trong thí nghiệm dao động điều hòa

Chủ đề: Dạng bài toán về Dao động điều hòa hay và khó

Chủ đề: Chinh phục bài tập Đồ thị dao động điều hòa, dao động cơ có giải chi tiết

Bài tập trắc nghiệm Dao động cơ

Chuyên đề: Sóng cơ và sóng âm

Tổng hợp Lý thuyết Chương Sóng cơ và Sóng âm

Chủ đề: Đại cương về sóng cơ

Chủ đề: Giao thoa sóng

Chủ đề: Sóng dừng

Chủ đề: Sóng âm

Bài tập trắc nghiệm Sóng cơ và Sóng âm

Chuyên đề: Dòng điện xoay chiều

Tổng hợp Lý thuyết Chương Dòng điện xoay chiều

Chủ đề: Đại cương về dòng điện xoay chiều

Chủ đề: Mạch điện xoay chiều chỉ có 1 phần tử

Chủ đề: Mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp

Chủ đề: Công suất của mạch điện xoay chiều

Chủ đề: Mạch điện xoay chiều có R, L, C, f, ω thay đổi

Chủ đề: Phương pháp giản đồ vectơ trong dòng điện xoay chiều

Chủ đề: Máy phát điện - Máy biến áp - Truyền tải điện năng

Bài tập trắc nghiệm Dòng điện xoay chiều

Tổng hợp Lý thuyết Vật Lí lớp 12 Học kì 1

Chuyên đề: Dao động và sóng điện từ

Tổng hợp Lý thuyết Chương Dao động và sóng điện từ

Chủ đề: Mạch dao động

Chủ đề: Điện từ trường

Chủ đề: Sóng điện từ - Thông tin liên lạc

Bài tập trắc nghiệm Dao động và sóng điện từ

Chuyên đề: Sóng ánh sáng

Tổng hợp Lý thuyết Chương Sóng ánh sáng

Chủ đề: Tán sắc ánh sáng

Chủ đề: Giao thoa ánh sáng

Chủ đề: Quang Phổ

Bài tập trắc nghiệm Sóng ánh sáng

Chuyên đề: Lượng tử ánh sáng

Tổng hợp Lý thuyết Chương Lượng tử ánh sáng

Chủ đề: Hiện tượng quang điện ngoài

Chủ đề: Tia X

Chủ đề: Mẫu nguyên tử Bo - Quang phổ vạch của Hidro

Chủ đề: Hiện tượng quang - Phát quang - Tia laze

Bài tập trắc nghiệm Lượng tử ánh sáng

Chuyên đề: Hạt nhân nguyên tử

Tổng hợp Lý thuyết Chương Hạt nhân nguyên tử

Chủ đề: Cấu tạo hạt nhân - Năng lượng liên kết

Chủ đề: Phóng xạ

Chủ đề: Phản ứng hạt nhân

Chủ đề: Phản ứng phân hạch - Phản ứng nhiệt hạch

Bài tập trắc nghiệm Hạt nhân nguyên tử

Tổng hợp Lý thuyết Vật Lí lớp 12 Học kì 2

Cách xác định các đại lượng đặc trưng trong dao động điều hòa

A. Phương pháp & Ví dụ

1. Phương pháp

Xác định các đại lượng như biên độ A, vận tốc góc ω, chu kỳ, tần số, pha ban đầu, ... bằng cách đồng nhất với phương trình chuẩn của dao động điều hòa.

- Dao động điều hòa là dao động mà li độ của vật được biểu thị bằng hàm cosin hay sin theo thời gian.

Hoặc là nghiệm của phương trình vi phân: x’’ + ω²x = 0 có dạng như sau:

x = Acos(ωt + φ)

Trong đó:

x: Li độ, li độ là khoảng cách từ vật đến vị trí cân bằng ( Đơn vị độ dài)

A: Biên độ (li độ cực đại) ( Đơn vị độ dài)

ω: Vận tốc góc (rad/s)

ωt + φ: Pha dao động (rad/s) tại thời điểm t, cho biết trạng thái dao động của vật ( gồm vị trí và chiều )

φ: Pha ban đầu (rad) tại thời điểm t = 0s, phụ thuộc vào cách chọn gốc thời gian, gốc tọa độ.

φ, A là những hằng số dương;

- Phương trình vận tốc v (m/s)

v = x’ = v = - Aωsin(ωt + φ) = ωAcos(ωt + φ + π/2 )

→ v_max = ωA Tại vị trí cân bằng x = 0

v_min = 0 Tại 2 biên x = 2 hoặc x = -2.

Nhận xét: Trong dao động điều hoà vận tốc sớm pha hơn li độ góc π/2.

- Phương trình gia tốc a (m/s²)

a = v’ = x’’ = a = - ω²Acos(ωt + φ) = - ω²x = ω²Acos(ωt + φ + π/2)

→ a_max = ω²A tại 2 biên

a_min = 0 tại vtcb x = 0

Nhận xét: Trong dao động điều hoà gia tốc sớm pha hơn vận tốc góc π/2 và ngược pha với li độ.

- Chu kỳ: Vật Lý lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lý 12 có đáp án . Trong đó (t: thời gian; N là số dao động thực hiện trong khoảng thời gian t)

“Thời gian để vật thực hiện được một dao động hoặc thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại như cũ.”

- Tần số: Vật Lý lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lý 12 có đáp án

“Tần số là số dao động vật thực hiện được trong một giây (số chu kỳ vật thực hiện trong một giây).”

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 4cos(2πt + π/2) cm. Xác định biên độ, chu kỳ và vị trí ban đầu của vật?

Hướng dẫn:

Đồng nhất phương trình với phương trình chuẩn dao động điều hòa x = Acos(ωt + φ), ta được:

A = 4; ω = 2π → Vật Lý lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lý 12 có đáp án

Thời điểm ban đầu là lúc t = 0, thay vào phương trình, được x = 4cos (π/2) = 0, thời điểm ban đầu vật đang ở vị trí cân bằng.

Ví dụ 2: Một vật dao động điều hòa với biên độ 10 cm. Trong khoảng thời gian 90 giây, vật thực hiện được 180 dao động. Lấy π² = 10.

a) Tính chu kỳ, tần số dao động của vật.

b) Tính tốc độ cực đại và gia tốc cực đại của vật.

Hướng dẫn:

a) Ta có Δt = N.T → T = Δt/N = 90/180 = 0,5 s

Từ đó ta có tần số dao động là f = 1/T = 2 (Hz).

b) Tần số góc dao động của vật là Vật Lý lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lý 12 có đáp án

Tốc độ cực đại, gia tốc cực đại của vật được tính bởi công thức: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Ví dụ 3: Một vật dao động điều hòa có v_max = 16π (cm/s); a_max = 6,4 (m/s² ). Lấy π² = 10.

a) Tính chu kỳ, tần số dao động của vật.

b) Tính độ dài quỹ đạo chuyển động của vật.

c) Tính tốc độ của vật khi vật qua các li độ Vật Lý lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lý 12 có đáp án

Hướng dẫn:

a) Ta có Vật Lý lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lý 12 có đáp án

Từ đó ta có chu kỳ và tần số dao động là: Vật Lý lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lý 12 có đáp án

b) Biên độ dao động A thỏa mãn Vật Lý lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lý 12 có đáp án

→ Độ dài quỹ đạo chuyển động là 2A = 8 (cm).

c) Áp dụng công thức tính tốc độ của vật ta được: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Trong dao động điều hòa, giá trị cực đại của vận tốc là:

A. v_max = ωA B. v_max = ω²A

C. v_max = - ωA D. v_max = - ω²A

Lời giải:

Chọn A

Câu 2. Biểu thức li độ của vật dao động điều hòa có dạng x = Acos(2ωt + φ), vận tốc của vật có giá trị cực đại là:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Lời giải:

Chọn B

Câu 3. Trong dao động điều hòa x = Acos(ωt + φ), tốc độ nhỏ nhất bằng:

A. 0,5Aω B. 0 C. –Aω D. Aω

Lời giải:

Chọn B

Câu 4. Trong dao động điều hòa x = 2Acos(ωt + φ), giá trị cực đại của gia tốc là:

Lời giải:

Chọn B

Câu 5. Trong dao động điều hòa x = Acos(ωt + φ), giá trị cực tiểu của vận tốc là:

Lời giải:

Chọn C

Câu 6. Trong dao động điều hòa x = 2Acos(2ωt + φ), giá trị cực tiểu của gia tốc là:

Lời giải:

Chọn D

Câu 7. Một chất điểm dao động điều hòa với chu kỳ 0,5π s và biên độ 2 cm. Vận tốc của chất điểm tại vị trí cân bằng có độ lớn bằng

A. 3 cm/s B. 0,5 cm/s C. 4 cm/s D. 8 cm/s

Lời giải:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Đáp án D

Câu 8. Biểu thức li độ của vật dao động điều hòa có dạng Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án . Chu kỳ dao động của vật là:

A. T = 4s B. T = 1s C. T = 0.5s D. T = 2s

Lời giải:

Đáp án C

Câu 9. Biểu thức li độ của vật dao động điều hòa có dạng:

Biên độ dao động A và pha ban đầu φ của vật lần lượt là

Lời giải:

Đáp án A

Câu 10. Một vật dao động điều hòa có gia tốc cực đại là 314 cm/s² và tốc độ trung bình trong một chu kỳ là 20 cm/s. Lấy π = 3,14. Biên độ dao động của vật bằng:

A. 3,5 cm B. 3,14 cm C. 2,24 cm D. 1,5 cm

Lời giải:

Trong một chu kỳ

Đáp án B

....................................

❮ Bài trước Bài sau ❯