Коефіцієнт лінійного розширення твердих речовин 22 страница
94. Виберіть відстань між сусідніми вузлами стоячої хвилі:
а) 4λ; г) 0,5λ;
б) 2λ; д) 0.25λ.
в) λ;
95. Визначте зміну фази коливань точок стоячої хвилі при переході через вузол:
а) на 2π; г) на 0,25π;
б) на π; д) не змінюється.
в) на 0,5π;
Завдання 96—105 містять кілька правильних відповідей. Вкажіть усі правильні відповіді.
96. Виберіть умови виникнення вільних коливань у коливальній системі:
а) при виведенні тіла з положення рівноваги виникає сила, напрямлена до положення рівноваги;
б) при виведенні тіла з положення рівноваги виникає сила, напрямлена від положення рівноваги;
в) тертя має бути досить великим;
г) тертя повинно бути досить малим;
д) наявність джерела енергії в коливальній системі.
97. Вкажіть, які величини періодично змінюються під час демонстрації коливань кульки на нитці:
а) зміщення; г) прискорення;
б) швидкість руху; д) рівнодійна сила.
в) прискорення вільного падіння;
98. Виберіть величини, що одночасно мають максимальні значення під час коливань:
а) кінетична енергія; г) зміщення;
б) сила; д) потенціальна енергія.
в) прискорення;
99. Виберіть вид руху, при якому період коливань математичного
маятника визначатиметься виразом, відмінним від :
а) рівномірний прямолінійний в горизонтальному напрямку;
б) рівномірний прямолінійний у вертикальному напрямку;
в) рівноприскорений прямолінійний в горизонтальному напрямку;
г) рівноприскорений прямолінійний у вертикальному напрямку;
д) рівноприскорений прямолінійний у довільному напрямку.
100. Виберіть усі формули для обчислення циклічної частоти коливань:
а) ; г) ;
б) ; д) .
в) ;
101. Виберіть види механічних хвиль:
а) прямі; г) поздовжні;
б) рівномірні; д) поперечні.
в) нерівномірні;
102. Виберіть середовища, в яких можуть поширюватися поздовжні хвилі:
а) вакуум; г) газ;
б) рідина; д) плазма.
в) тверде тіло;
103. Виберіть вирази, що визначають швидкість поширення хвилі:
а) λ/ν;г) λν;
б) λ/Т; д) Т/λ.
в) λT;
104. Виберіть ознаки когерентних хвиль:
а) однакові амплітуди коливань;
б) однакові частоти коливань;
в) однакові швидкості поширення;
г) стала різниця фаз коливань;
д) стала різниця частот коливань.
105. Виберіть положення, що входять до принципу Гюйгенса:
а) у однорідному середовищі звук поширюється зі сталою швидкістю;
б) кожна точка середовища, куди дійшла хвиля, сама стає джерелом вторинних хвиль;
в) кут падіння хвилі дорівнює куту її відбивання;
г) поверхня, що є дотичною до всіх вторинних хвиль, буде хвильовою поверхнею у наступний момент часу;
д) у шумі наявні коливання великої кількості частот.
IІІ рівень
Розв'яжіть задачі.
106. Сила пружності, що діє на тіло масою 400 г з боку пружини змінюється за законом: F = 2 cos (2πt + 0,2π). Чому дорівнюють жорсткість пружини і амплітуда коливань? Як запишеться рівняння коливань тіла?
107. За яку частину періоду частинка, що здійснює коливання за законом: х = A sin ωt, проходить першу половину шляху від положення рівноваги до крайнього положення?
108. Довжина нитки математичного маятника дорівнює 90 см, а маса кульки 5 г. Кулька має заряд 1 мкКл. Визначте частоту малих коливань цього маятника в напрямленому вертикально вгору однорідному електричному полі напруженістю 4 кВ/м.
109. Маятниковий годинник на поверхні Землі йде точно. На скільки буде відставати цей годинник за добу, якщо його підняти на висоту 200 м над поверхнею Землі?
110. Годинник відрегульований на точний хід. На скільки вперед буде йти годинник за добу, якщо довжину його маятника зменшити на 1%?
111. Маятник завдовжки 1,2 м підвішений до стелі вагона, що рухається прямолінійно й горизонтально з прискоренням 2 м/с2. Визначте положення рівноваги та період коливань маятника. Вважайте g = 10 м/с2.
112. Маленька кулька підвішена до стелі вагона на нитці завдовжки 1 м. При якій швидкості руху вагона кулька буде особливо сильно розгойдуватися під впливом ударів коліс об стики рейок? Довжина рейки 12,5 м.
113. Маятник завдовжки 60 см закріплений у літаку, що піднімається під кутом 30° до горизонту з прискоренням 4 м/с2. Який період коливань маятника?
114. Маятник масою 5 кг на нитці завдовжки 80 см здійснює коливання з амплітудою 40 см. Визначте швидкість руху маятника, коли він пройде 10 см від положення рівноваги, та максимальну силу натягу нитки.
115. Маятник завдовжки ℓзакріплений на візку, що рівномірно піднімається вгору по похилій площині з кутом нахилу а до горизонту. Яка частота коливань маятника?
116. Маятник, період коливань якого 2 с, відрегульований за температури 0 °С. За якої температури маятник буде відставати на 0,5 хв за добу? Температурний коефіцієнт лінійного розширення матеріалу маятника 2∙10─5 К─1.
117. До гумового шнура завдовжки 40 см і радіусом 1 мм підвішена гиря масою 0,5 кг. Визначте період вертикальних коливань гирі, якщо модуль Юнга для даної гуми 3 Н/мм2.
118. Куля висить на двох паралельно з'єднаних пружинах жорсткістю 60 Н/м і 20 Н/м. Період малих вертикальних коливань кулі дорівнює 0,4 с Чому дорівнює маса кулі?
119. Куля масою 800 г висить на двох послідовно з'єднаних пружинах. Коефіцієнти жорсткості пружин дорівнюють 80 Н/м та 40 Н/м. Визначте період вертикальних коливань кулі.
120. Дві пружини з коефіцієнтами жорсткості k1 та k2 з'єднують перший раз послідовно, а другий раз ─ паралельно. Як відносяться періоди коливань одного й того самого вантажу в обох випадках?
121. Жорстка пружина закріплена вертикально. Коли на неї зверху обережно поклали вантаж, скорочення пружини становило х. Коли той самий вантаж упав зверху на пружину з висоти h і прилип, почалися коливання. Визначте амплітуду коливань.
122. Визначте період коливань стовпчика ртуті в U-подібній трубці при виведенні його з положення рівноваги. Маса ртуті 120 г, а площа поперечного перерізу трубки 0,3 см2.
123. Два бруски масами т1 і т2з'єднані пружиною, жорсткість якої k. Пружина стиснута за допомогою двох ниток, які перепалюють. Який буде період коливань брусків?
124. У скільки разів зміниться повна механічна енергія маятника при зменшенні його довжини в 3 рази і збільшенні амплітуди коливань у 2 рази?
125. Постріл виконано вертикально вгору. Яка початкова швидкість руху кулі, якщо звук пострілу і куля одночасно досягають висоти 850 м? Вважайте g = 10 м/с2, а швидкість поширення звуку ─ 340 м/с.
126. Хвиля з частотою 5 Гц поширюється зі швидкістю 3 м/с. Визначте у градусах різницю фаз коливань двох точок, розміщених на відстані 60 см одна від одної на прямій, що співпадає з напрямом поширення хвилі.
127. За якою формулою визначається швидкість поширення акустичних коливань у газі з молярною масою М?
128. Колесо сирени має 30 отворів і обертається з частотою 10 об/с. Яку довжину хвилі створює сирена, якщо швидкість поширення звуку 340 м/с?
129. Зміщення точки хвилі, яка знаходиться на відстані 4 см від джерела коливань, через інтервал часу Т/6дорівнює половині амплітуди. Яка довжина хвилі?
130. Два судна знаходяться на відстані 3 км. На якій глибині знаходиться горизонтальне дно моря під суднами, якщо звуковий сигнал ехолота, відправлений з першого судна, був прийнятий на другому судні двічі з інтервалом 2 с? Швидкість поширення звуку у воді 1500 м/с.
131. Відстань між гребенями хвиль у морі дорівнює 5 м. Коли катер рухається назустріч хвилям,то за 1 с зустрічає 4 удари в корпус, а коли за хвилями ─ 2 удари. Визначте швидкість руху катера і швидкість поширення хвиль.
132. Дві системи хвиль, одержаних у воді від когерентних джерел, поширюються назустріч одна одній. Що спостерігатиметься в точках сходження, для яких різниця ходу дорівнює 2 м, 2,2 м?Довжина хвилі 40 см.
133. Два поїзди йдуть назустріч зі швидкостями 72 км/год і 54 км/год. Перший потяг дає свисток на частоті 600 Гц. Яку частоту звуку чує пасажир другого поїзда до зустрічі поїздів? Швидкість звуку 340 м/с.
134. Теплохід, що відходить від пристані, дає звуковий сигнал, який відповідає частоті 400 Гц. Спостерігач на березі сприймає цей сигнал як звук з частотою 395 Гц. З якою швидкістю відходить теплохід, якщо швидкість звуку 340 м/с?
Завдання 135—139 передбачають встановлення відповідності понять першого та другого стовпчиків. Відповідь дайте у вигляді комбінацій цифр та букв.
135. Встановіть відповідність фізичних величин та їх буквених позначень:
1) частота коливань; а) А;
2) циклічна частотаколивань; б) х;
3) зміщення тіла від положення рівноваги; в) λ;
4) амплітуда коливань; г) ω;
5) довжина хвилі; д) ν.
136. Встановіть відповідність визначення та фізичної величини:
1) кількість коливань за 1 с; а) амплітуда коливань;
2) час одного коливання; б) період коливань;
3) максимальне зміщення в) довжина хвилі;
від положення рівноваги; г) частота коливань;
4) кількість коливань за 2π секунд; д) циклічна частота коливань,
5) найкоротша відстань між двома точками,
що коливаються в однакових фазах;
137. Встановіть відповідність визначення та поняття:
1) відношення 2π до довжини хвилі; а) ефект Допплера;
2) зміна частоти звуку при відносному б) добротність;
русі джерела і приймача; в) хвильове число;
3) хвилі з частотою більше 109 Гц; г) гіперзвук;
4) незалежність періоду від амплітуди коливань; д) ізохронізм.
5) відношення максимального значення повертаючої сили до максимального значення сили опору.
138. Встановіть відповідність фрагментів
1) ідеальним звукоізолятором є...; а) пориста речовина;
2) звук певного музичного інструменту б) резонансу;
можна відрізнити від інших завдяки...; в) вакуум;
3) шкідливими для вуха людини є звуки г) 60 дБ;
з гучністю більше...; д) тембру;
4) гучність звичайної розмови дорівнює...; е) 90 дБ;
5) корпус музичного інструменту підсилює є) 120 дБ;
звучання завдяки...; ж) 130 дБ.
6) больовий поріг звукосприйняття людини...;
139. Встановіть відповідність фрагментів тверджень що до зображеної хвилі, яка поширюється в напрямі осі Ох:
1) частинка А середовища рухається...;
2) хвиля є...;
3) частинка В середовища рухається...; а) поперечною;
4) частинка С середовища рухається...; б) поздовжньою;
5) енергія переноситься хвилею...; в) вгору;
г) вниз;
д) проти напряму осі Ох;
е) в напрямі осі Ох.
Електромагнітні коливання і хвилі.
Змінний струм
І рівень
Завдання 1—70 містять по чотири варіанти відповідей, з яких лише одна правильна.
1. Виберіть визначення електромагнітних коливань:
а) довільні зміни електричного й магнітного полів;
б) періодичні зміни електричного й магнітного полів;
в) періодичні зміни електричного й магнітного полів, що поширюються в просторі;
г) періодичні зміни заряду, сили струму й напруги в коли вальному контурі.
2. Вкажіть дії, які треба виконати з ключами, щоб у контурі почалися електромагнітні коливання:
а) замкнути обидва ключі;
б) замкнути спочатку ключ К1а потім замкнути ключ К2;
в) замкнути спочатку ключ К2, а потім замкнути ключ К1;
г) замкнути спочатку ключ К1 потім розімкнути його і замкнути ключ К2.
3. Закінчіть речення: «При вільних електромагнітних коливаннях...»
а) енергія коливань з часом зменшується;
б) енергія коливань з часом збільшується;
в) амплітуда коливань напруги на конденсаторі значно зростає;
г) частота коливань поступово збільшується.
4. Виберіть графік, який відповідає коливанням заряду в коливальному контурі після замикання ключа:
А) q б) q
5. Вкажіть формулу Томсона:
г) .
6. Обчисліть період коливань контуру з конденсатором ємністю 6 мкФ і котушкою індуктивності 4 мГн:
а) 10─4 с; в) 10─2 с;
б) 10─3 с; г) 0,1 с.
7. Визначте, як зміниться період коливань у коливальному контурі, якщо ємність конденсатора зменшити в 4 рази:
а) збільшиться в 4 рази; в) зменшиться в 4 рази;
б) збільшиться у 2 рази; г) зменшиться у 2 рази.
8. Визначте, як зміниться період коливань у коливальному контурі, якщо індуктивність котушки збільшити у 16 разів:
а) збільшиться в 4 рази; в) збільшиться у 2 рази;
б) збільшиться у 16 разів; г) зменшиться у 2 рази.
9. Визначте власну частоту коливань контуру з котушкою, індуктивність якої 20 мГн, і конденсатором ємністю 8 пФ:
а) 105 Гц; в) 4∙104 Гц;
б) 4∙106 Гц; г) 4∙105 Гц.
10. Визначте, як зміниться частота коливань у коливальному контурі, якщо індуктивність котушки збільшити у 25 разів:
а) збільшиться у 25 разів;
б) збільшиться в 5 разів;
в) зменшиться в 5 разів;
г) зменшиться у 25 разів.
11). Визначте резонансну частоту в контурі з котушкою індуктивності 4 Гн і конденсатором ємністю 9 мкФ:
а) 0,27 Гц; в) 2655 Гц;
б) 26,5 Гц; г) 265 Гц.
12. Циклічна частота коливань у коливальному контурі з конденсатором ємністю 160 нФ дорівнює 314 рад/с. Визначте індуктивність котушки контуру:
а) 63,4 Гн; в) 0,6 Гн;
б) 6,3 Гн; г) 63,4 мГн.
13. Визначте максимальну енергію котушки індуктивністю 0,1 Гн в коливальному контурі, де максимальне значення сили струму 2 А:
а) 0,2 Дж; в) 0,5 Дж;
б) 0,4 Дж; г) 0,12 Дж.
14. Максимальна енергія коливального контуру 20 Дж, ємність конденсатора 10 пФ. Визначте максимальний заряд конденсатора цього контуру:
а) 1 мкКл; в) 10 мкКл;
б) 2 мкКл; г) 20 мкКл.
15. Під час гармонічних коливань у контурі максимальне значення енергії електричного поля дорівнює 12 Дж. Визначте максимальне значення енергії магнітного поля струму:
а) 24 Дж; в) 6 Дж;
б) 12 Дж; г) 4 Дж.
16. Зміна заряду на пластинах конденсатора коливального контуру описується рівнянням: q = 10─7 cos 104 πt. Визначте амплітуду і циклічну частоту коливань заряду:
а) 104 Кл; 10─7 рад/с; в) 10─7 Кл; 104 π рад/с;
б) 10─7 Кл; 104 рад/с; г) 10─7 Кл; π рад/с.
17. Заряд на пластинах конденсатора коливального контуру змінюється за законом: q = 10─6 cos 103 πt. Визначте частоту і період коливань заряду:
а) 10─6 Гц; 103 с; в) 500 Гц; 2 мс;
б) 10─6 Гц; 103 π с; г) 103 Гц; 1 мс.
18. Виберіть рівняння гармонічних коливань напруги з амплітудою 10 В і циклічною частотою 50 рад/с:
a) u=10 cos 50t; в) и = 50 cos 10t;
б) u = 10 соs 3,14t; г) и = 10 cos 314t.
19. Виберіть рівняння гармонічних коливань заряду з амплітудою 10 нКл і частотою 50 Гц:
а) q = 10─8 cos 314t; в) q = 10─8 cos 50t;
б) q = 10─10 cos 3,14t; г) q = 10─8 cos 31,4t.
q, нКл
20. Визначте період і частоту коливань заряду в коливальному контурі:
а) 0,5 мс; 2000 Гц;
б) 1 мс; 1000 Гц;
в) 1,5 мс; 667 Гц;
г) 2 мс; 500 Гц.
21. Визначте заряд на пластинах конденсатора
коливального контуру в момент часу 7,5 мс:
а) 0;
б) 2 мкКл;
в) -4 мкКл; t, мс
г) -2 мкКл.
22. Визначте циклічну частоту коливань заряду в
коливальному контурі:
| t.MC |
а) 1000π рад/с;;
б) 500π рад/с;
в) 100π рад/с; t, мс
г) 50π рад/с.
23. Коливання сили струму в коливальному контурі, відбуваються за законом: і = ─0,3 sin 3140t. Визначте амплітуду сили струму і частоту коливань:
а) -0,3 А; 3140 Гц; в) -0,3 А; 500 Гц;
б) 0,3 А; 3140 Гц; г) 0,3 А; 500 Гц.
24. Вкажіть, з чого складається автоколивальна система:
а) коливального контуру, джерела енергії;
б) коливального контуру, джерела енергії, ключа;
в) коливального контуру, джерела енергії, ключа, зворотного зв'язку для регулювання подачі енергії;
г) коливального контуру, джерела енергії, ключа, зворотного зв'язку для регулювання подачі енергії, транзистора.
25. Вкажіть, що називають змінним струмом:
а) струм, що змінюється лише за значенням;
б) струм, що змінюється лише за напрямком;
в) струм, що періодично змінюється і за значенням, і за напрямом;
г) струм, що різко зростає за певних умов.
26. Поясніть, чому опір резистора і лампи в колі змінного струму називають активним:
а) вони активно споживають електроенергію;
б) частина електроенергії в них перетворюється на теплову;
в) тому що між напругою та силою струму в них немає зсуву фаз;
г) вся електрична енергія в них перетворюється в інші види енергії.
27. Вкажіть, що показує амперметр, призначений для вимірювання сили струму в колі змінного струму:
а) миттєве значення сили струму;
б) амплітудне значення сили струму;
в) діюче значення сили струму;
г) 0.
28. Амплітуда коливань напруги на ділянці кола змінного струму дорівнює 70,7 В. Визначте діюче значення напруги:
а) 25 В; в) 50 В;
б) 35 В; г) 70,7 В.
29. Діюче значення сили змінного струму дорівнює 1,732 А. Визначте амплітудне значення сили струму:
а) 1,228 А; в) 2,222 А;
б) 1,732 А; г) 2,442 А.
30. ЕРС в колі змінного струму змінюється за законом: е = 311 cos 314t. Визначте максимальну ЕРС та частоту коливань:
а) 311 В; 50 Гц; в) 311 В; 314 Гц;
б) 311 В; 100 Гц; г) 314 В; 50 Гц.
31. Обчисліть ємнісний опір конденсатора ємністю 60 мкФ в колі змінного струму, частота якого 60 Гц:
а) 33 Ом; в) 55 Ом;
б) 44 Ом; г) 66 Ом.
32. Визначте частоту коливань змінного струму в колі з конденсатором ємністю 400 мкФ, якщо його опір 20 Ом:
а) 0,2 Гц; в) 20 Гц;
б) 2 Гц; г) 200 Гц.
33. Обчисліть індуктивний опір котушки індуктивністю 10 мГн в колі змінного струму промислової частоти:
а) 1,57 Ом; в) 6,28 Ом;
б) 3,14 Ом; г) 12,56 Ом.
34. Індуктивний опір котушки в колі змінного струму промислової частоти дорівнює 160 Ом. Визначте індуктивність котушки:
а) 3,2 мГн; в) 51 мГн;
б) 5,1 мГн; г) 510 мГн.
35. Напруга на ділянці кола змінного струму змінюється за законом: и = 310 cos 100πt. Визначте показання вольтметра, приєднаного до ділянки:
а) 310 В; в) 219 В;
б) 100 В; г) 437 В.
36. Через лампу розжарювання проходить змінний косинусоїдальний струм з частотою 50 Гц. Скільки разів за 1 с сила струму в лампі дорівнює нулю?
а) жодного; в) 50;
б) 1; г) 100.
е, В
37. Визначте максимальну ЕРС та період коливань:
а) 50 В; 2,5 мс; 50
б) 50 В; 5 мс;
в) -50 В; 5 мс;
г) 50 В; 10 мс.
─50
38. Виберіть графік, що відповідає залежності активного опору від частоти змінного струму:
А) R в) R
39. Котушка індуктивності з дуже малим активним опором увімкнена в коло змінного струму, циклічна частота якого 314 рад/с. При напрузі 220 В сила струму в котушці дорівнює 4 А. Визначте індуктивність котушки:
а) 0,18 Гн; в) 18 Гн;
б) 1,8 Гн; г) 0,018 Гн.
40. Виток дроту рівномірно обертається в однорідному магнітно му полі. Вкажіть, як зміниться амплітудне значення ЕРС індукції у витку, якщо збільшити частоту обертання рамки в 10 разів:
а) збільшиться в 5 разів;
б) збільшиться в 10 разів;
в) збільшиться в 20 разів;
г) зменшиться в 10 разів.
41. Миттєве значення ЕРС для фази π/6 рад/с дорівнює 270 В. Визначте амплітудне значення ЕРС:
а) 127 В; в) 370 В;
б) 220 В; г) 311 В.
42. Вкажіть прилад, призначений для підвищення або зниження напруги:
а) омметр; в) реостат;
б) ватметр; г) трансформатор.
43. Первинна обмотка трансформатора має 660 витків, а вторинна ─ 300. Визначте коефіцієнт трансформації:
а) 0,45; в) 2,2;
б) 22; г) 1,1.
44. Напруга на клемах первинної обмотки трансформатора 380 В, а коефіцієнт трансформації 8. Визначте напругу на клемах вторинної обмотки та вкажіть, дріт якої обмотки товщий:
а) 3040 В; первинної; в) 45,7 В; вторинної;
б) 47,5 В; вторинної; г) 304 В; вторинної.
45. Вкажіть, чому осердя трансформатора не роблять суцільним, а збирають з окремих ізольованих одна від одної сталевих пластин:
а) для зменшення втрат енергії в осерді;
б) для зменшення витрат сталі;
в) для зменшення магнітного потоку в обмотках;
г) щоб збільшити коефіцієнт трансформації.
46. Закінчіть речення: «При роботі теплової електростанції...»
а) ротор генератора приводить в обертання турбіну;
б) гаряча пара обертає ротор генератора;
в) ротор генератора споживає енергію змінного електричного струму;
г) парова чи газова турбіна приводить в обертання ротор генератора.
47. Закінчіть речення: «При електричному резонансі різко зростає...»
а) період змінного струму;
б) амплітудне значення сили струму;
в) частота змінного струму;
г) електричний опір.
48. Вкажіть умову електричного резонансу:
a) R > XL; в) XL = Xc;
б) R > Xc; г) R > XL; R > Xc.
49. У коло змінного струму стандартної частоти увімкнули котушку, індуктивність якої 0,2 Гн. Визначте ємність конденсатора, який треба увімкнути в це коло, щоб здійснився резонанс:
а) 5,1 мкФ; в) 51 мкФ;
б) 16,1 мкФ; г) 161 мкФ.
50. Вкажіть формулу, за якою визначається потужність в колі змінного струму:
а) Р = IUt; в) P = IU sin φ;
б) P = IU; г) P = IU cos φ.
51. Вкажіть пристрій, який слугує для передачі електромагнітних хвиль:
а) провідник з постійним струмом;
б) котушка з постійним струмом;
в) заряджений конденсатор;
г) відкритий коливальний контур.
52. Вкажіть вченого, який винайшов радіоприймач:
а) Олександр Попов; в) Вільгельм Вебер;
б) Джеймс Максвелл; г) Генріх Герц.
53. Вкажіть деталь, яка в першому радіоприймачі слугувала для реєстрації електромагнітних хвиль:
а) батарея акумуляторів; в) когерер;
б) електричний дзвінок; г) електромагніт.
54. Вкажіть процес, за допомогою якого електромагнітні хвилі набувають можливості переносити звукову інформацію:
а) детектування; в) фільтрування;