Решения заданий ФИПИ ОГЭ по физике: «Колебания и волны» — с ответами

Излучение Земли ночью

В пустынях в безоблачную погоду ночью становится холодно, хотя днём воздух прогревается до высоких значений температуры. Если есть облака, то потери энергии в атмосферу уменьшаются. Поэтому при…

1. 1
   Нагретая поверхность Земли испускает тепловое электромагнитное излучение и ночью теряет с ним энергию.
2. 2
   Облака задерживают часть теплового излучения, поэтому при облачной погоде поверхность Земли остывает медленнее, чем при безоблачной.

Эхолокация летучих мышей

Летучие мыши ориентируются в пространстве благодаря эхолокации. Какое физическое явление лежит в основе эхолокации?

1. 1
   Летучая мышь издаёт звуковые сигналы и воспринимает их возвращение от препятствий.
2. 2
   Возвращение звуковой волны происходит вследствие её отражения.

Принцип эхолокации дельфинов

Дельфины обладают врождённой способностью ориентироваться в пространстве и искать пищу с помощью эхолокации. Какое физическое явление лежит в основе эхолокации?

1. 1
   Дельфин испускает звуковую волну, которая распространяется в воде и достигает препятствия или добычи.
2. 2
   Звуковая волна отражается от объекта и возвращается к дельфину в виде эха. По этому сигналу дельфин определяет положение объекта.

Проникающая способность излучения

Высокая проникающая способность этого излучения послужила причиной его применения для исследования переломов костей и определения местоположения инородных тел (например, пули) в теле человека. В…

1. 1
   Для исследования переломов костей и обнаружения инородных тел используют излучение, способное проникать сквозь мягкие ткани организма.
2. 2
   Таким свойством обладают рентгеновские лучи, поэтому правильный ответ — вариант 3.

Гамма-излучение и стерилизация

Этот вид электромагнитного излучения характеризуется чрезвычайно малой длиной волны и применяется для стерилизации продуктов и обработки медицинских инструментов. О какой части электромагнитного…

1. 1
   В электромагнитном спектре гамма-излучение характеризуется самой малой длиной волны и самой высокой частотой.$$\lambda_{\gamma} \text{ — наименьшая}$$
2. 2
   Гамма-лучи обладают высокой проникающей способностью и применяются для стерилизации продуктов и медицинских инструментов.

Тепловидение и излучение

В промышленных и военных целях широко используется тепловидение, его камеры могут обнаружить источники теплового излучения и произвести изображение этого излучения. Какая часть электромагнитного…

1. 1
   Нагретые тела испускают тепловое электромагнитное излучение, основная часть которого находится в инфракрасном диапазоне.
2. 2
   Тепловизионная камера регистрирует инфракрасное излучение и преобразует его в изображение.

Свойства звуковых колебаний

Источником звука является (А)__________ движение тел. Если ударить по камертону мягким молоточком, то будет слышен звук. Если поднести к звучащему камертону лёгкий шарик, подвешенный на нити, то…

1. 1
   Звук возникает вследствие колебательного движения тел.
2. 2
   При более сильном ударе амплитуда колебаний камертона становится больше, поэтому шарик отскакивает на большее расстояние.

Ещё 2 шага — в полном решении

Колебания натянутой нити

Туго натянем нитку, закрепив один её конец. Если дёрнуть за нитку, можно услышать звук, как от натянутой струны. Источником звука являются колебания нити. Если при неизменной длине оттянуть нить на…

1. 1
   При большем оттягивании нити увеличивается максимальное отклонение от положения равновесия, то есть амплитуда колебаний.
2. 2
   Увеличение амплитуды звуковых колебаний приводит к увеличению громкости звука.

Ещё 2 шага — в полном решении

Механические колебания и звук

Укрепим в тисках упругую металлическую линейку (см. рисунок). Если ударить по линейке, то линейка издаст звук. Источником звука является (А)__________ движение тел. Звуковая волна представляет собой…

1. 1
   Звук возникает вследствие колебательного движения тел.
2. 2
   В звуковой волне в воздухе чередуются разрежения и уплотнения, поэтому частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны. Это продольная волна.

Ещё 2 шага — в полном решении

Звуковые колебания линейки

Укрепим в тисках упругую металлическую линейку (см. рисунок). Если ударить по линейке, то линейка издаст звук. Источником звука является (А)__________ движение тел. Звуковая волна представляет собой…

1. 1
   Источник звука совершает колебательное движение, поэтому в пропуск А подходит слово «колебательное» — вариант 5.
2. 2
   В звуковой волне в воздухе распространяются чередующиеся разрежения и уплотнения. Частицы воздуха колеблются вдоль направления распространения волны, поэтому волна является продольной — вариант 7.

Ещё 2 шага — в полном решении

Звук на границе сред

Стекло поглощает звук меньше, чем воздух. Однако уличный шум слышен лучше при открытых окнах. Какое явление объясняет этот факт?

1. 1
   При попадании звуковой волны из воздуха на стекло возникает граница двух сред.
2. 2
   На этой границе часть звуковой энергии отражается, поэтому закрытое окно ослабляет уличный шум.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Распространение звука в вакууме

Можно ли, находясь на Земле и не используя какие-либо преобразователи звука, услышать грохот мощных процессов, проходящих на Солнце?

1. 1
   Звуковая волна является механической и для распространения нуждается в упругой материальной среде.
2. 2
   Между Солнцем и Землёй находится космический вакуум, через который звук не распространяется.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Звук в вакууме

Можно ли, находясь на Земле и не используя какие-либо преобразователи звука, услышать грохот мощных процессов, происходящих на Марсе?

1. 1
   Звук представляет собой механическую волну, для распространения которой необходима упругая материальная среда.
2. 2
   Пространство между Землёй и Марсом практически представляет собой вакуум, поэтому звуковые волны через него не передаются.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Колебания математических маятников

На рисунке представлены графики зависимости смещения $x$ от времени $t$ при колебаниях двух математических маятников. Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных.

1. 1
   Потенциальная энергия математического маятника максимальна в крайнем положении, где модуль смещения максимален. Точка Д соответствует крайнему положению маятника 1.$$E_{\text{пот}} \sim x^2$$
2. 2
   Точка Б лежит на оси равновесия $x=0$ для обоих маятников. В этом положении потенциальная энергия маятников минимальна.

Ещё 3 шага — в полном решении

Графики колебаний маятников

На рисунке представлены графики зависимости от времени $t$ смещения $x$ грузов при колебаниях двух математических маятников. Используя данные графика, выберите два верных утверждения.

1. 1
   По вертикальной координате определяем амплитуды колебаний. Для первого маятника максимальное смещение по модулю в два раза больше, чем для второго.$$A_1 = 2A_2$$
2. 2
   Сравниваем периоды по графику: первый маятник совершает два полных колебания за тот же промежуток времени, за который второй совершает одно.$$T_2 = 2T_1$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Длина волны по профилю

На рисунке показан профиль волны. Какова длина волны?

1. 1
   Длина волны равна расстоянию между двумя соседними гребнями профиля.$$\lambda = x_2 - x_1$$
2. 2
   По графику координаты соседних гребней равны $x_1 = 9\ см$ и $x_2 = 27\ см$.$$\lambda = 27 - 9 = 18\ см$$

Частота колебаний маятника

На рисунке представлен график колебаний математического маятника. Какова частота этих колебаний?

1. 1
   По графику видно, что два соседних максимума колебания наблюдаются в моменты $t = 0\ \text{с}$ и $t = 4\ \text{с}$. Следовательно, период колебаний равен:$$T = 4\ \text{с}$$
2. 2
   Частота колебаний обратно пропорциональна периоду:$$\nu = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{4} = 0{,}25\ \text{Гц}$$

Графики колебаний маятников

На рисунке представлены графики зависимости смещения $x$ от времени $t$ при колебаниях двух математических маятников. Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных.

1. 1
   По графику максимальное смещение маятника 1 равно одной единице, а маятника 2 — четырём единицам. Следовательно, амплитуды различаются в 4 раза.$$A_2 = 4A_1$$
2. 2
   Сравниваем промежутки времени между одинаковыми фазовыми состояниями. Период маятника 2 в два раза больше периода маятника 1.$$T_2 = 2T_1$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Частота колебаний маятника

На рисунке представлен график зависимости смещения груза $x$ от времени $t$ при колебаниях маятника. Чему равна частота колебаний маятника?

1. 1
   По графику найдём время между двумя соседними максимумами смещения: $t_1 = 1{,}5$ с и $t_2 = 3{,}5$ с.$$T = t_2 - t_1 = 3{,}5 - 1{,}5 = 2\ \text{с}$$
2. 2
   Частота колебаний равна величине, обратной периоду.$$\nu = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{2} = 0{,}5\ \text{Гц}$$

Период колебаний маятника

Ученик провёл измерения периода колебаний физического маятника для двух случаев. Результаты опытов представлены на рисунках. В опыте 1 длина нити $l_1 = 25\ \text{см}$, масса груза…

1. 1
   Сравним параметры двух опытов: масса груза в обоих случаях одинакова, а длина нити увеличилась с $25\ \text{см}$ до $1\ \text{м}$, то есть в 4 раза.$$l_2/l_1 = 100/25 = 4$$
2. 2
   Период увеличился с $1\ \text{с}$ до $2\ \text{с}$, то есть в 2 раза.$$T_2/T_1 = 2/1 = 2$$

Ещё 1 шаг — в полном решении