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

Колебания двух маятников

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

1. 1
   Максимальная скорость и максимальная кинетическая энергия маятника достигаются при прохождении положения равновесия, где $x = 0$.
2. 2
   В точке Б оба маятника находятся в положении равновесия. Следовательно, их кинетическая энергия максимальна, поэтому утверждение 2 верно.$$E_k = E_{k\,\max} \text{ при } x = 0$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Период колебаний груза

Груз на пружине, совершающий свободные колебания, проходит от крайнего нижнего положения до положения равновесия за 0,5 с. Чему равен период колебания груза?

1. 1
   При гармонических колебаниях переход от крайнего положения до положения равновесия занимает четверть периода.$$t = \dfrac{T}{4}$$
2. 2
   Найдём период колебаний груза:$$T = 4t = 4 \cdot 0{,}5 = 2\ \text{с}$$

Период колебаний маятника

Ученик провёл измерения периода колебаний физического маятника для трёх случаев. Результаты опытов изображены на рисунках. В опыте 1 длина нити равна $l_1$, масса груза — $m_1$, период колебаний…

1. 1
   Сравним опыты 1 и 2. Масса груза одинакова $m_1$, а длины нитей различны. При изменении длины период изменился: $T_2 > T_1$. Следовательно, период зависит от длины нити.$$T = 2\pi\sqrt{\dfrac{l}{g}}$$
2. 2
   Сравним опыты 2 и 3. Длина нити одинакова $l_2$, массы грузов различны ($m_1$ и $m_2$), но периоды одинаковы: $T_3 = T_2$. Следовательно, период не зависит от массы груза.

Амплитуда водяной волны

На рисунке показан профиль бегущей по поверхности воды волны. Определите амплитуду волны.

1. 1
   Амплитуда волны равна максимальному отклонению от положения равновесия, то есть максимальному значению координаты $y$.$$A = y_{\max}$$
2. 2
   По графику максимальное отклонение равно $2\,\text{см}$.$$A = 2\,\text{см}$$

Амплитуда механической волны

На рисунке показан профиль волны. Какова амплитуда волны?

1. 1
   Амплитуда волны равна максимальному отклонению от положения равновесия.$$A = |y_{\max}|$$
2. 2
   По графику максимальное отклонение волны составляет $6\,\text{см}$.$$A = 6\,\text{см}$$

Графики колебаний маятников

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

1. 1
   По графику первый маятник совершает в два раза больше колебаний за один и тот же промежуток времени, чем второй. Поэтому его период в два раза меньше.$$T_1 = \dfrac{T_2}{2}$$
2. 2
   Частота обратно пропорциональна периоду, значит частота первого маятника в два раза больше частоты второго.$$\nu_1 = \dfrac{1}{T_1} = 2\dfrac{1}{T_2} = 2\nu_2$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Частота колебаний шарика

Шарик на нити, совершающий свободные колебания, проходит от крайнего правого положения до крайнего левого положения за 0,4 с. Чему равна частота колебаний шарика?

1. 1
   При переходе от одного крайнего положения к другому шарик проходит половину периода колебаний.$$t = \dfrac{T}{2}$$
2. 2
   Определим период колебаний:$$T = 2t = 2 \cdot 0{,}4 = 0{,}8\ \text{с}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Колебания двух маятников

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

1. 1
   По вертикальному масштабу графика видно, что максимальное смещение маятника 1 в два раза больше максимального смещения маятника 2. Следовательно, амплитуды различаются в 2 раза.$$A_1 = 2A_2$$
2. 2
   По расстоянию между соседними максимумами или минимумами видно, что маятник 2 совершает колебания медленнее: его период больше, а частота меньше.$$T_2 > T_1,\quad \nu_2 < \nu_1$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Частота колебаний шарика

Шарик на нити, совершающий свободные колебания, переходит из крайнего правого положения в крайнее левое положение за 0,8 с. Чему равна частота колебания шарика?

1. 1
   Переход шарика из одного крайнего положения в другое занимает половину периода колебаний.$$t = \dfrac{T}{2}$$
2. 2
   Найдём период колебаний:$$T = 2t = 2 \cdot 0{,}8 = 1{,}6\ \text{с}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

График колебаний маятника

На рисунке представлен график гармонических колебаний математического маятника. Используя данные графика, выберите два верных утверждения и укажите их номера.

1. 1
   По графику расстояние между соседними максимумами равно $2\ \text{с}$, следовательно, период колебаний $T = 2\ \text{с}$.$$T = 2\ \text{с}$$
2. 2
   Вычислим частоту колебаний.$$\nu = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{2\ \text{с}} = 0{,}5\ \text{Гц}$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Период колебаний шарика

Шарик на нити, совершающий свободные колебания, переходит из крайнего правого положения в крайнее левое положение за 0,7 с. Чему равен период колебания шарика?

1. 1
   При переходе шарика из одного крайнего положения в другое проходит половина периода колебаний.$$t = \dfrac{T}{2}$$
2. 2
   Выразим период и подставим время перехода:$$T = 2t = 2 \cdot 0{,}7 = 1{,}4\ \text{с}$$

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 определяем период колебаний как время между соседними максимумами смещения.$$T = 4\ \text{с}$$
2. 2
   Используем связь частоты с периодом.$$\nu = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{4} = 0{,}25\ \text{Гц}$$

График колебаний маятника

На рисунке представлен график гармонических колебаний математического маятника. Используя данные графика, выберите два верных утверждения и укажите их номера.

1. 1
   По графику максимальное по модулю смещение маятника от положения равновесия равно $0{,}05\ \text{м}$. Это амплитуда колебаний.$$A = 0{,}05\ \text{м}$$
2. 2
   Точка А расположена в крайнем положении, соответствующем максимальному смещению маятника из положения равновесия.$$x_A = A$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Длина волны на воде

На рисунке показан профиль бегущей по поверхности воды волны. Определите длину волны.

1. 1
   Длина волны равна расстоянию между соседними гребнями волны.$$\lambda = x_2 - x_1$$
2. 2
   По графику координаты соседних гребней равны $14\ \text{см}$ и $28\ \text{см}$.$$\lambda = 28 - 14 = 14\ \text{см}$$

Колебания двух маятников

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

1. 1
   При гармонических колебаниях максимальная кинетическая энергия достигается в положении равновесия, где скорость максимальна, а смещение равно нулю.$$E_{k\,\max}=\frac{mv_{\max}^2}{2}$$
2. 2
   В точке Б оба маятника проходят положение равновесия. Следовательно, оба имеют максимальную скорость и максимальную кинетическую энергию. Утверждение 2 верно.

Ещё 2 шага — в полном решении

Инфракрасный диапазон волн

Какая из цифр 1–5 соответствует на рисунке инфракрасному диапазону электромагнитных волн?

1. 1
   Инфракрасное излучение располагается в электромагнитном спектре непосредственно перед видимым светом со стороны меньших частот.
2. 2
   На рисунке этот диапазон отмечен цифрой 2.

Переход света в воду

Красный луч света переходит из воздуха в воду. Как изменяются при этом скорость распространения светового луча и частота световой волны?

1. 1
   Вода является оптически более плотной средой, чем воздух, поэтому скорость распространения света при переходе в воду уменьшается.$$v_{\text{воды}} < v_{\text{воздуха}}$$
2. 2
   Частота световой волны определяется источником и при переходе через границу сред не изменяется.$$\nu_{\text{воды}} = \nu_{\text{воздуха}}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Частота радиосигнала

Радиостанция работает на волне длиной 25 м. Какова частота радиосигнала?

1. 1
   Для электромагнитной волны используем связь скорости, длины волны и частоты.$$c = \lambda \nu$$
2. 2
   Выразим частоту и подставим значения.$$\nu = \dfrac{c}{\lambda} = \dfrac{3 \cdot 10^8}{25} = 1{,}2 \cdot 10^7\ \text{Гц}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Ультрафиолетовый диапазон волн

Какая из цифр 1–5 соответствует на рисунке ультрафиолетовому диапазону электромагнитных волн?

1. 1
   В электромагнитном спектре при увеличении частоты за видимым светом следует ультрафиолетовое излучение.
2. 2
   На рисунке ультрафиолетовый диапазон расположен непосредственно справа от области, обозначенной «Видимый свет», и отмечен цифрой 3.

Рентгеновское излучение на шкале

Какая из цифр 1–5 соответствует на рисунке рентгеновскому излучению на шкале электромагнитных волн?

1. 1
   При увеличении частоты электромагнитные волны располагаются в порядке: радиоволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение, гамма-излучение.
2. 2
   На шкале рентгеновское излучение находится между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением. Этот участок обозначен цифрой 4.