Решу егэ физика гармонические колебания

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Пройти тестирование по этим заданиям

Колебания и волны
Задачи с кратким решением

Формулы и определения для решения задач по темам: «Механические колебания и волны. Электромагнитные колебания и волны. Колебания и волны Задачи ЕГЭ с кратким решением».

Смотрите также:

Конспект по теме «Механические колебания и волны. Звук» (9 класс)

Конспект по теме «Электромагнитные колебания и волны» (8 класс)

Конспект по теме «Электромагнитные колебания» (10-11 класс)

ЗАДАЧИ по теме «Колебания и волны» с подробными решениями (10-11 класс)

ЗАДАЧИ по теме «Механические колебания» (9 класс)

ЗАДАЧИ по теме «Механические волны» (9 класс)

ЗАДАЧИ по теме «Электромагнитные волны» (9 класс)

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача 1.
При измерении пульса человека было зафиксировано 75 пульсаций крови за 1 мин. Определите частоту сокращения сердечной мышцы.

Задача 2.
Каков период колебаний поршня двигателя автомобиля, если за 30 с поршень совершает 600 колебаний?

Задача 3.
Сколько полных колебаний совершит материальная точка за 5 с, если частота колебаний 440 Гц?

Задача 4.
Тело совершает гармонические колебания по закону х = 0,2sin(4πt). Определите амплитуду колебаний.

Задача 5.
Математический маятник совершил 100 колебаний за 628 с. Чему равна длина нити маятника?

Задача 6.
Амплитуду колебаний математического маятника уменьшили в 2 раза. Как при этом изменился период колебаний маятника?

Задача 7.
К пружине жесткостью 200 Н/м подвешен груз массой 0,4 кг. Определите частоту свободных колебаний этого пружинного маятника.

Задача 8.
Груз, подвешенный на пружине жесткостью 250 Н/м, совершает свободные колебания с циклической частотой 50 с^–1. Найдите массу груза.

Задача 9.
Груз, подвешенный на лёгкой пружине жесткостью 100 Н/м, совершает свободные гармонические колебания. Какой должна быть жесткость пружины, чтобы частота колебаний этого же груза увеличилась в 4 раза?

Задача 10.
Расстояние между ближайшими гребнями волн в море 4 м. Лодка качается на волнах, распространяющихся со скоростью 3 м/с. С какой частотой волны ударяют о корпус лодки?

Задача 11.
Источник колебаний с периодом 5 мс вызывает в воде звуковую волну с длиной волны 7,175 м. Определите скорость звука в воде.

Задача 12.
Звуковая волна частотой 1 кГц распространяется в стальном стержне со скоростью 5 км/с. Определите длину этой волны.

Задача 13.
Скорость звука в воздухе 340 м/с. Длина звуковой волны в воздухе для самого низкого мужского голоса достигает 4,3 м. Определите частоту колебаний этого голоса.

Задача 14.
Колебания напряжения на конденсаторе в цепи переменного тока описываются уравнением: u = 50соs(100πt), где все величины выражены в единицах СИ. Чему равна циклическая частота колебаний напряжения?

Задача 15.
Чему равен период колебаний в колебательном контуре, состоящем из конденсатора емкостью 4 мкФ и катушки индуктивности 1 Гн? Ответ выразите в миллисекундах, округлив его до целых.

Задача 16.
Колебательный контур состоит из конденсатора электроемкостью С и катушки индуктивности L. Как изменится период электромагнитных колебаний в этом контуре, если электроемкость конденсатора увеличить в 4 раза?

Задача 17.
На рисунке представлен график зависимости амплитуды силы тока вынужденных колебаний от частоты v вынуждающей ЭДС. При какой частоте происходит резонанс?

Задача 18.
Амплитуда колебаний напряжения на участке цепи переменного тока равна 50 В. Чему равно действующее значение напряжения на этом участке цепи?

Задача 19.
Действующее значение силы тока в цепи переменного то ка равно 5 А. Чему равна амплитуда колебаний силы тока в цепи?

Задача 20.
Сила тока через резистор меняется по закону i = 36sin(128t). Определите действующее значение силы тока в цепи.

Задача 21.
Емкость конденсатора, включенного в цепь переменного тока, равна 2 мкФ. Уравнение колебаний напряжения на конденсаторе имеет вид: u = 75cos(2•10³t), где все величины выражены в СИ. Определите амплитуду силы тока.

Задача 22.
Чему равна длина электромагнитной волны, распространяющейся в воздухе, если период колебаний 0,01 мкс? Скорость распространения электромагнитных волн с = 3 10* м/с .

Задача 23.
На какую длину волны нужно настроить радиоприёмник, чтобы слушать радиостанцию «Наше радио», которая вещает на частоте 101,7 МГц? Скорость распространения электромагнитных волн с = 3 • 10⁸ м/с.

Задача 24.
Длина электромагнитной волны в воздухе равна 0,6 мкм. Чему равна частота колебаний вектора напряженности электрического поля в этой волне? Скорость распространения электромагнитных волн с = 3 • 10⁸ м/с.

Задача 25.
У какого света больше длина волны у красного или синего?

Задача 26.
Земля удалена от Солнца на расстояние 150 млн км. Сколько времени идет свет от Солнца к Земле? Скорость распространения электромагнитных волн с = 3 • 10⁸ м/с. 

Вы смотрели конспект по теме «Колебания и волны Задачи ЕГЭ». Ключевые слова конспекта: Кинематика гармонических колебаний. Математический маятник. Пружинный маятник. Энергия колебаний. Волны. Электрический контур. Переменный ток. Трансформаторы. Автор задач и решений: Исаков Александр Яковлевич (КамчатГТУ). Выберите дальнейшие действия:

• Вернуться к Списку конспектов по физике для 7-11 классов
• Найти конспект через Кодификатор ОГЭ по физике
• Найти конспект через Кодификатор ЕГЭ по физике

МОУ Лицей «Технико-экономический»

г. Новороссийска Краснодарского края

Решение задач уровня C ЕГЭ

по теме

«Гармонические колебания»

 с применением формулы периода колебаний пружинного маятника и нахождением возвращающей квазиупругой силы и соответствующего условию коэффициента k этой силы

        Вашему вниманию предлагаются решения задач уровня С4 КИМов ЕГЭ по физике на различные типы малых колебаний (ареометра, поршня в цилиндре с газом, заряженной бусинки между двумя зарядами), которые можно свести к гармоническим колебаниям. Подробные решения с поясняющими характер движения рисунками позволяют выработать у учащихся алгоритм решения подобных задач. Данный тип задач решаю на уроках в 10 и 11 классах, а также с группой одаренных детей с целью подготовки к олимпиадам после 9 класса.

Учитель высшей категории

Жукова Людмила Николаевна

С1. Ареометр, погруженный в жидкость, совершает вертикальные  гармонические колебания с малой амплитудой. Найдите период этих колебаний. Масса ареометра равна 40г, радиус его трубки 2 мм, плотность жидкости 0,8 г/см3. Сопротивлением жидкости можно пренебречь.

Решение:

Период гармонических колебаний пружинного маятника:

 ,

при этом на маятник действует упругая возвращающая сила:

На ареометр, смещенный от положения равновесия на расстояние x, действует избыточная  архимедова сила ΔFA = g ΔV, где ΔV = S x  — дополнительный объем вытесненной воды при смещении ареометра.

ΔFA = ρж g S x,

где S =  — площадь сечения трубки ареометра. Архимедова сила является в данном случае возвращающей, «квазиупругой» силой:

,

где k – коэффициент возвращающей силы.

,

Период колебаний ареометра:

C2. В сосуде, разделенном подвижным поршнем массой m и площадью поперечного сечения S, находится идеальный газ. Когда поршень расположен ровно посередине сосуда, давление газа в каждой половине p, объем половины сосуда равен V. Определите период T малых колебаний поршня, считая процесс колебаний изотермическим, трением пренебречь.

Решение:

Сместим поршень относительно положения равновесия на малое расстояние x, при этом объем левой части сосуда уменьшился на ΔV = S x  и стал  V1 = V – S x; правой части – увеличился: V2 = V + S x.

Давление в левой части – p1, в правой – p2.

На поршень действует возвращающая сила за счет разности давлений:

,

которая является «квазиупругой»: , где k –коэффициент возвращающей силы.

Считая колебания поршня гармоническими, период его колебаний:

Найдем коэффициент k:

        Т.к. процесс изотермический, то по закону Бойля-Мариотта: для газа в левой и правой частях сосуда:

;    

;  

;

Т.к. x – мало, выражением S2x2 можно пренебречь и возвращающая сила:

но

Период колебаний поршня:

C3. Бусинка массы m и заряда Q совершает малые колебания между 2-х зарядов по q каждый, расстояние между которыми 2L. Как изменится заряд бусинки при увеличении частоты малых колебаний бусинки в 2 раза.

;  

Решение:

  При выведении заряда Q из положения равновесия на величину x на него начинают действовать кулоновские силы

причем , поэтому на Q  действует возвращающая, «квазиупругая» сила

, пропорциональная смещению x

Т.к. бусинка совершает малые колебания, величиной x в знаменателе можно пренебречь:

С другой стороны: возвращающая сила пропорциональна деформации:  

Из  и   следует:

• коэффициент «квазиупругой» силы

Считая колебания бусинки гармоническими, период колебаний будем определять по формуле:

Частота:

Ответ: увеличится в 4 раза

ЕГЭ по физике: решение задач о колебаниях

Александр Грачев, кандидат физико-математических наук, доцент МГУ, автор УМК по физике, рассказал о едином подходе к решению задач о колебаниях.

27 июня 2017

Материал подготовлен на основе вебинара «Трудные вопросы ЕГЭ по физике: Методика решения задач по механическим и электромагнитным колебаниям».

Как достичь успеха в обучении физике? Либо заставлять учить, либо помогать понимать. Выбор только между этими плоскостями. Учить — это запоминать и подставлять числа в формулы. А как учить понимать?

Это надо делать серьезно с самого начала — давать более широкий взгляд на явления, опираться на аналогии. Пока люди не прочувствуют закономерности — ничего не поймут. На этих принципах построен учебник физики (Линия УМК А. В. Грачева. Физика, 10-11), а теперь к ним вышли и рабочие тетради. Задания из них уже вошли в ЕГЭ.

Так, в учебнике для 11 класса идет разговор о гармонических механических колебаниях, и дается два способа решения — динамический и энергетический — представлены соположено. Значит ли это, что выбор равноправный и произвольный? От чего зависит? А теперь смотрим на электромагнитные — насколько симметрична ситуация для механических и электромагнитных колебаний? И оказывается, тут тоже два способа, и первый похож на динамический, но с некоторой разницей, и мы решаем и опять приходим к ситуации, как в механике. Полезно обдумывать эти аналогии с учениками, они должны прочувствовать эти замены, ведь математические истории, которые стоят за ними, одни и те же.

Таким же естественным должен стать графический подход для понимания процессов колебания. Сначала придется обстоятельно поговорить о первой четверти периода — что происходит при замене электрической энергии на потенциальную, магнитную на кинетическую? Надо, чтобы график помогал ученикам описывать разные истории. И тогда задача №18 из ЕГЭ не вызовет проблем. Тут речь об одной из энергий, а не о чем-либо другом, и надо смотреть, с чего задача (график) начинается.

Есть по теме и «волшебная» формула — формула изменения энергии в зависимости от работы внешних сил и сил трения. Проникнуться ей, понять ее — значит, суметь вывести все формулы колебания и свободно думать во многих ситуациях (задачи №№5, 16, 30).

Полезно придумывать задачи для одного вида колебаний по поводу уже существующих для другого. В рабочей тетради есть такие задачи, но всегда интересно попробовать самому. И так на любой теме: мыслим глобально, чтобы хорошо решать локально.

Решение задач о гармонических механических колебаниях:

Решение задач о свободных гармонических электромагнитных колебаниях двумя способами: 

Записала Людмила Кожурина