Контрольная работа по теме: «Механические колебания и волны» 9 класс
ВАРИАНТ 1

1. На рисунке приведен график гармонических колебаний. Укажите все правильные утверждения.

А. Амплитуда колебаний равна 10 см.

Б. Период колебаний 3 с.

В. Частота колебаний меньше 0,25 Гц.

2. Подвешенный на нити груз совершает малые колебания. Считая колебания незатухающими,

укажите все правильные утверждения.

А. Период колебаний зависит от массы груза.

Б. Чем длиннее нить, тем больший период колебаний.

В. Период колебаний не зависит от амплитуды.

3. В воздухе распространяется звуковая волна. Укажите правильные утверждения.

А. Волна является поперечной.

Б. Волна представляет собой чередующиеся сжатия и разрежения воздуха.

В. При распространении волны происходит перенос вещества.

Средний уровень

1. Длина нити математического маятника равна 4 м. Определить период колебаний.

2. В море длина волны достигает 300 м, а период 13,5 с. Определить скорость распространения такой волны.

3. Кто в полете быстрее машет крыльями — муха, шмель или комар?

Достаточный уровень

1. На лодку набегают волны, поднятые теплоходом. Предложите определения длины волны.

2. Почему раскаты грома намного продолжительнее вспышки молнии?

3. Человек, стоящий на берегу моря, определил, что расстояние между следующими друг за другом гребнями волн 8 м. Кроме того, он подсчитал, что за 60 с мимо него 23 волновых гребня. Определите скорость распространения волн.

4. Найдите жесткость пружины, если подвешенный на ней груз массой 700 г совершает 18 колебаний

за 21 с.

Высокий уровень

1. Почему нельзя считать колебания маятника волной?

2. Мы отличаем звук скрипки от звука рояля, даже если они звучат на одной ноте. Что у этих звуков

общего? Чем они отличаются друг от друга?

3. На расстоянии 1068 м от наблюдателя ударяют молотком по железнодорожному рельсу. Наблюдатель, приложив ухо к рельсу, услышал звук на время 3 с раньше, чем он дошел до него по воздуху.

Найдите скорость звука в стали. Скорость звука в воздухе принять равной 340 м/с.

4. За одно и то же время один математический маятник совершает 5 колебаний, а другой — 3 колебания. Определите длину каждого маятника, если разность их длин равна 48 см.

1. На рисунке приведен график гармонических колебаний. Укажите все правильные утверждения.

А. Амплитуда колебаний равна 10 см.

Для определения амплитуды колебаний на диаграмме мы должны найти максимальное отклонение от положения равновесия. В данном случае, максимальное отклонение равно 10 см. Поэтому утверждение А - верное.

Б. Период колебаний 3 с.

Период колебаний - это время, за которое система совершает одно полное колебание. На графике мы можем найти время, затраченное на полный цикл колебаний, по расстоянию между двумя соседними пиками или минимумами. В данном случае, расстояние между двумя соседними пиками равно 6 секундам, поэтому период колебаний равен 6 секундам, а утверждение Б - неверное.

В. Частота колебаний меньше 0,25 Гц.

Частота колебаний - это количество колебаний, совершаемых системой за единицу времени. Она обратно пропорциональна периоду колебаний. Так как период колебаний в данном случае равен 6 секундам, то частота колебаний равна 1/6 Гц или приблизительно 0,17 Гц. Поэтому утверждение В - верное.

2. Подвешенный на нити груз совершает малые колебания. Считая колебания незатухающими,

А. Период колебаний зависит от массы груза.

Период колебаний математического маятника зависит только от длины нити и ускорения свободного падения, но не от массы груза. Поэтому утверждение А - неверное.

Б. Чем длиннее нить, тем больший период колебаний.

Длина нити математического маятника прямо пропорциональна периоду его колебаний. Таким образом, с увеличением длины нити период колебаний также увеличивается. Поэтому утверждение Б - верное.

В. Период колебаний не зависит от амплитуды.

Период колебаний математического маятника не зависит от его амплитуды, он зависит только от длины нити и ускорения свободного падения. Поэтому утверждение В - верное.

3. В воздухе распространяется звуковая волна. Укажите правильные утверждения.

А. Волна является поперечной.

Звуковая волна является продольной волной, так как частицы среды колеблются в направлении распространения волны. Поэтому утверждение А - неверное.

Б. Волна представляет собой чередующиеся сжатия и разрежения воздуха.

Волна звука представляет собой чередующиеся сжатия и разрежения воздуха. В сжатиях, частицы воздуха находятся ближе друг к другу, а в разрежениях они находятся на большем расстоянии друг от друга. Поэтому утверждение Б - верное.

В. При распространении волны происходит перенос вещества.

При распространении звуковой волны происходит колебание частиц среды, но они не перемещаются вместе с волной. Поэтому утверждение В - неверное.

Средний уровень

1. Длина нити математического маятника равна 4 м. Определить период колебаний.

Период колебаний математического маятника можно найти с использованием формулы T = 2π√(L/g), где L - длина нити, g - ускорение свободного падения. Подставляя данные в формулу, получаем: T = 2π√(4/9.8) ≈ 2,83 с.

2. В море длина волны достигает 300 м, а период 13,5 с. Определить скорость распространения такой волны.

Для определения скорости распространения волны можно использовать формулу v = λ/T, где v - скорость распространения волны, λ - длина волны, T - период. Подставляя значения в формулу, получаем: v = 300/13,5 ≈ 22,2 м/с.

3. Кто в полете быстрее машет крыльями — муха, шмель или комар?

Муха машет крыльями самым быстрым темпом. У нее частота махания крыльями составляет около 200 раз в секунду, у шмеля около 200-250 раз в секунду, а у комара около 300-600 раз в секунду.

Достаточный уровень

1. На лодку набегают волны, поднятые теплоходом. Предложите определения длины волны.

Длина волны - это расстояние между соседними волновыми гребнями или волновыми впадинами.

2. Почему раскаты грома намного продолжительнее вспышки молнии?

Раскаты грома продолжительнее вспышки молнии из-за разницы в скоростях распространения света и звука. Свет распространяется намного быстрее, чем звук, поэтому мы видим молнию практически мгновенно, а звук до нас доходит с задержкой.

3. Человек, стоящий на берегу моря, определил, что расстояние между следующими друг за другом гребнями волн 8 м. Кроме того, он подсчитал, что за 60 с мимо него 23 волновых гребня. Определите скорость распространения волн.

Для определения скорости распространения волн можно использовать формулу v = λ/T, где v - скорость распространения волны, λ - длина волны, T - период. В данном случае, период неизвестен, но мы можем его выразить из соотношения T = t/n, где t - время, n - количество волн. Подставляя значения в формулы, получаем: T = 60/23 с, v = 8/(60/23) ≈ 3,82 м/с.

4. Найдите жесткость пружины, если подвешенный на ней груз массой 700 г совершает 18 колебаний за 21 с.

Для определения жесткости пружины можно использовать формулу k = (4π²m)/(n²T²), где k - жесткость пружины, m - масса груза, n - количество колебаний, T - период колебаний. Подставляя значения в формулу, получаем: k = (4π² · 0,7)/(18² · 21²) ≈ 1,27 Н/м.

Высокий уровень

1. Почему нельзя считать колебания маятника волной?

Колебания маятника не являются волновыми движениями, так как они происходят вокруг фиксированной точки равновесия и не распространяются в пространстве.

2. Мы отличаем звук скрипки от звука рояля, даже если они звучат на одной ноте. Что у этих звуков общего? Чем они отличаются друг от друга?

У звуков скрипки и рояля общая частота, так как они звучат на одной ноте. Однако, они отличаются по тембру. Тембр - это специфический характер звука, который определяется наличием и относительными амплитудами гармонических составляющих в спектре звука.

3. На расстоянии 1068 м от наблюдателя ударяют молотком по железнодорожному рельсу. Наблюдатель, приложив ухо к рельсу, услышал звук на время 3 с раньше, чем он дошел до него по воздуху. Найдите скорость звука в стали. Скорость звука в воздухе принять равной 340 м/с.

Для определения скорости звука в стали можно использовать формулу v = (d1 - d2)/t, где v - скорость звука, d1 - расстояние от