Вариант 2, страница 40 - гдз по физике 10 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тесты для самоконтроля. ТС-24. Механические и звуковые волны - страница 40.

Условие.

Вариант 3

1. В каких направлениях совершаются колебания частиц среды в поперечной волне?

А. Во всех направлениях.

Б. Только по направлению распространения волны.

В. Только перпендикулярно направлению распространения волны.

2. Лодка качается на волнах, распространяющихся со скоростью $2,5 \text{ м/с}$. Расстояние между двумя ближайшими гребнями волн $10 \text{ м}$. Определите частоту колебаний лодки.

А. $0,5 \text{ Гц}$.

Б. $0,25 \text{ Гц}$.

В. $1,5 \text{ Гц}$.

3. С какой скоростью распространяется волна, если за $20 \text{ с}$ точки волны совершили $50$ колебаний? Длина волны равна $2 \text{ м}$.

А. $5 \text{ м/с}$.

Б. $2 \text{ м/с}$.

В. $1 \text{ м/с}$.

4. Какова частота основной моды колебаний у бронзовой струны длиной $0,4 \text{ м}$, закрепленной на концах? Скорость звука в бронзе равна $3500 \text{ м/с}$.

А. $4375 \text{ Гц}$.

Б. $5000 \text{ Гц}$.

В. $6000 \text{ Гц}$.

5. Через какое время человек услышит эхо, если расстояние до преграды, отражающей звук, $68 \text{ м}$? Скорость звука в воздухе $340 \text{ м/с}$.

А. $0,4 \text{ с}$.

Б. $0,2 \text{ с}$.

В. $0,3 \text{ с}$.

Решение.

1. По определению, поперечной называется волна, в которой колебания частиц среды происходят в направлениях, перпендикулярных направлению распространения волны. Например, волны на поверхности воды или волны на струне. Таким образом, правильный вариант ответа — В.

Ответ: В. Только перпендикулярно направлению распространения волны.

2. Дано:

Скорость распространения волны, $v = 2,5$ м/с
Расстояние между гребнями (длина волны), $\lambda = 10$ м

Найти:

Частоту колебаний лодки, $\nu$

Решение:

Лодка качается на волнах, поэтому частота ее колебаний совпадает с частотой волны. Скорость волны $\text{v}$, ее длина $\lambda$ и частота $\nu$ связаны соотношением: $v = \lambda \cdot \nu$.
Выразим из этой формулы частоту:
$\nu = \frac{v}{\lambda}$
Подставим числовые значения:
$\nu = \frac{2,5 \text{ м/с}}{10 \text{ м}} = 0,25 \text{ Гц}$

Ответ: Б. 0,25 Гц.

3. Дано:

Время, $t = 20$ с
Количество колебаний, $N = 50$
Длина волны, $\lambda = 2$ м

Найти:

Скорость распространения волны, $\text{v}$

Решение:

Сначала определим частоту колебаний $\nu$. Частота — это количество колебаний за единицу времени:
$\nu = \frac{N}{t}$
Подставим значения:
$\nu = \frac{50}{20 \text{ с}} = 2,5 \text{ Гц}$
Скорость распространения волны $\text{v}$ связана с длиной волны $\lambda$ и частотой $\nu$ формулой:
$v = \lambda \cdot \nu$
Подставим известные значения:
$v = 2 \text{ м} \cdot 2,5 \text{ Гц} = 5 \text{ м/с}$

Ответ: А. 5 м/с.

4. Дано:

Длина струны, $L = 0,4$ м
Скорость звука в бронзе, $v = 3500$ м/с

Найти:

Частоту основной моды колебаний, $\nu_1$

Решение:

Для струны, закрепленной на концах, основная мода колебаний (первая гармоника) соответствует стоячей волне, у которой на длине струны укладывается половина длины волны.
$L = \frac{\lambda_1}{2}$
Отсюда длина волны основной моды: $\lambda_1 = 2L$
$\lambda_1 = 2 \cdot 0,4 \text{ м} = 0,8 \text{ м}$
Частота колебаний связана со скоростью и длиной волны формулой $v = \lambda \cdot \nu$. Для основной моды:
$\nu_1 = \frac{v}{\lambda_1}$
Подставим числовые значения:
$\nu_1 = \frac{3500 \text{ м/с}}{0,8 \text{ м}} = 4375 \text{ Гц}$

Ответ: А. 4375 Гц.

5. Дано:

Расстояние до преграды, $s = 68$ м
Скорость звука в воздухе, $v = 340$ м/с

Найти:

Время, через которое человек услышит эхо, $\text{t}$

Решение:

Эхо — это звук, отраженный от преграды. Чтобы человек услышал эхо, звук должен пройти путь от человека до преграды и обратно. Таким образом, общее расстояние $\text{S}$, которое проходит звук, равно удвоенному расстоянию до преграды:
$S = 2s$
$S = 2 \cdot 68 \text{ м} = 136 \text{ м}$
Время движения звука можно найти по формуле равномерного движения:
$t = \frac{S}{v}$
Подставим значения:
$t = \frac{136 \text{ м}}{340 \text{ м/с}} = 0,4 \text{ с}$

Ответ: А. 0,4 с.