Подборка заданий по теме Колебания и волны с решением
консультация по физике (9 класс) на тему

Задания с решением  по теме «Колебания и волны» .

1. На рисунке дан график зависимости координаты материальной точки от времени.

Частота колебаний равна:

1) 0,12 Гц
2) 0,25 Гц
3) 0,5 Гц
4) 0,4 Гц

Решение. 

Из графика видно, что период колебания тела составляет 4 секунды. Отсюда находим частоту

.

Правильный ответ: 2.

2. На рисунке представлен график зависимости потенциальной энергии математического маятника (относительно положения его равновесия) от времени.

В момент времени кинетическая энергия маятника равна:

1) 0 Дж
2) 10 Дж
3) 20 Дж
4) 40 Дж

Решение. 

При колебании математического маятника выполняется закон сохранения полной механической энергии, так как на маятник не действует никаких внешних сил, совершающих работу. В любой момент времени имеем

.

Из графика видно, что в момент времени потенциальная энергия обращается в ноль. Следовательно, в этот момент времени кинетическая энергия совпадает с полной механической энергией. Значение последней можно найти из графика в точках максимума потенциальной энергии (когда обращается в ноль кинетическая энергия). В итоге, имеем

.

Правильный ответ: 3.

3. Диапазон голоса мужского баса занимает частотный интервал от до . Отношение граничных длин звуковых волн этого интервала равно

1)
2)
3)
4)

Решение. 

Частота, длина и скорость распространения звуковых волн связаны соотношением . Отсюда находим отношение граничных длин волн

.

Правильный ответ: 4.

4. Как изменится период малых колебаний математического маятника, если длину его нити увеличить в 4 раза?

1) увеличится в 4 раза
2) увеличится в 2 раза
3) уменьшится в 4 раза
4) уменьшится в 2 раза

Решение. 

Период малых колебаний математического маятника связан с длиной его нити соотношением

.

Таким образом, увеличение его нити в 4 раза приведет к увеличению периода колебаний в 2 раза.

Правильный ответ: 2.

5. Математический маятник с периодом колебаний Т отклонили на небольшой угол от положения равновесия и отпустили без начальной скорости (см. рисунок). Через какое время после этого кинетическая энергия маятника в первый раз достигнет минимума? Сопротивлением воздуха пренебречь.

1)
2)
3)
4)

Решение. 

Поскольку маятник отпустили с нулевой начальной скоростью, положение начального отклонения соответствует максимальному отклонению. За время, равное периоду, маятник успеет отклониться в противоположную сторону, после чего вернется в начальное положение. Минимальной кинетической энергии соответствует положение максимального отклонения. Впервые маятник окажется в нем через половину периода.

Правильный ответ: 4

6.  Груз изображенного на рисунке пружинного маятника совершает гармонические колебания между точками 1 и 3.

Как меняются кинетическая энергия груза маятника, скорость груза и жесткость пружины при движении груза маятника от точки 1 к точке 2?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается;

2) уменьшается;

3) не изменяется.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Решение. 

Точка 2 представляет собой положение устойчивого равновесия маятника. Когда груз находится в точке 2, пружина не деформирована. Точка 1, напротив, соответствует сжатой пружине. При движении груза от точки 1, в которой он имеет нулевую скорость, к точке 2, пружина разжимается, ускоряя груз. Таким образом, на этой фазе колебания скорость груза увеличивается. Кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости: , — следовательно, кинетическая энергия груза также увеличивается. Жесткость пружины является характеристикой пружины, не зависящей от фазы колебания, поэтому жесткость пружины не изменяется.

7. Груз колеблется на пружине, подвешенной вертикально к потолку, при этом максимальное расстояние от потолка до центра груза равно H, минимальное h. В точке, удаленной от потолка на расстояние h:

1) кинетическая энергия шарика максимальна
2) кинетическая энергия шарика минимальна
3) потенциальная энергия пружины максимальна
4) потенциальная энергия взаимодействия шарика с землей минимальна

Решение. 

В точке, удаленной от потолка на расстояние h, шарик меняет направление своего движения. Он перестает подниматься и начинает опускаться, поэтому скорость его в этой точке равна нулю, а значит, кинетическая энергия минимальна. Утверждения 3 и 4 относятся к положению шарика, когда он удален от потолка на расстояние H. В этот момент пружина максимально растянута, а шарик находится на минимальном расстоянии от земли.

Правильный ответ: 2.

8. На рисунке изображена зависимость амплитуды установившихся колебаний маятника от частоты вынуждающей силы (резонансная кривая).

Амплитуда колебаний этого маятника при резонансе равна

1) 1 см
2) 2 см
3) 8 см
4) 10 см

Решение. 

Резонансом называется явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающей силы к собственной частоте маятника. Из графика видно, что резонанс происходит при значении частоты вынуждающей силы в 2 Гц, амплитуда колебаний маятника при этом равна 10 см.

Правильный ответ: 4.

9.  Выберите среди приведённых примеров электромагнитные волны с максимальной частотой.

1) инфракрасное излучение Солнца
2) ультрафиолетовое излучение Солнца
3) излучение -радиоактивного препарата
4) излучение антенны радиопередатчика

Решение. 

Среди приведённых примеров электромагнитных волн максимальную частоту и, соответственно, минимальную длину волны, имеет излучение -радиоактивного препарата.

Правильный ответ: 3.

10. Имеются две заряженные частицы: первая находится в состоянии покоя, вторая движется с постоянной скоростью.

Электромагнитные волны

1) излучает только первая частица
2) излучает только вторая частица
3) излучает и первая, и вторая частица
4) не излучает ни первая, ни вторая частица

Решение. 

Электромагнитные волны излучают двигающиеся с ускорением заряженные частицы. Верно утверждение 4.

Правильный ответ: 4