какие волны нельзя отнести к механическим волнам

Тест по физике Распространение колебаний в среде 9 класс

Тест по физике Распространение колебаний в среде Волны для учащихся 9 класса с ответами. Тест включает в себя 10 заданий с выбором ответа.

1. В какой среде не могут распространяться механические волны?

1) В твердых телах
2) В жидкостях
3) В газах
4) В вакууме

2. Какие волны нельзя отнести к механическим волнам?

1) Волны на поверхности воды
2) Звуковые волны
3) Электромагнитные волны
4) Упругие волны

3. Выберите верное(-ые) утверждение(-я).

А. в бегущей волне происходит перенос энергии
Б. в бегущей волне происходит перенос вещества

1) Только А
2) Только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

4. Поперечной называют такую волну, в которой частицы

1) колеблются в направлении распространения волны
2) колеблются в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны
3) движутся по кругу в плоскости, параллельной направлению распространения волны
4) движутся по кругу в плоскости, перпендикулярной на- правлению распространения волны

5. В каких направлениях движутся частицы среды при распространении продольных механических волн?

1) По направлению распространения волны
2) В направлениях, перпендикулярных направлению распространения волны
3) В направлении, противоположном направлению распространения волны
4) По направлению и противоположно направлению распространения волны

6. В каких направлениях совершаются колебания в поперечной волне?

1) Во всех направлениях
2) Вдоль направления распространения волны
3) Перпендикулярно направлению распространения волны
4) И по направлению распространения волны, и перпендикулярно распространению волны

7. Какие волны являются волнами сдвига?

1) Продольные
2) Поперечные
3) Электромагнитные
4) Все выше перечисленные волны

8. Какие волны являются волнами сжатия и разрежения?

1) Продольные
2) Поперечные
3) Электромагнитные
4) Все выше перечисленные волны

9. В какой среде могут распространяться упругие поперечные волны?

1) В твердых телах
2) В жидкостях
3) В газах
4) В вакууме

10. В какой среде могут распространяться упругие продольные волны?

1) Только в твердых телах
2) Только в жидкостях
3) Только в газах
4) В твердых телах, жидкостях и газах

Ответы на тест по физике Распространение колебаний в среде Волны
1-4
2-3
3-1
4-2
5-4
6-3
7-2
8-1
9-1
10-4

Источник

Тесты по физике на тему «Механические волны»

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

1.В каких направлениях совершается колебание частиц среды в продольной волне?

А. Во всех направлениях

Б. Только по направлению распространения волны.

В. Только перпендикулярно направлению распространения волны.

2. По поверхности озера распространяется волна со скоростью 4,2 м/с. Какова частота колебания бакена, если длина волны 3 м?

А. 1,4 Гц. Б. 2,4 Гц. В. 3,4 Гц.

3.Человек, стоящий на берегу, определил, что расстояние между следующими друг за другом гребнями волн 8 м и за одну минуту мимо него проходит 45 волновых гребней. Определите скорость расстояния волн.

А. 12 м/с. Б. 10 м/с. В. 6 м/с.

4.От чего зависит скорость распространения волны?

А. От вида веществ и его состояния.

В. От длины волны λ.

5. Если колебания происходят вдоль направления распространения волны, то такая вона называется:

6. Какие волны возникают в воздушном столбе внутри духовой трубы, когда музыкант дует в трубу?

7.Волны, возбуждаемые смычком в струне, являются:

8. Какие из поперечных свойств относятся к механическим волнам?

А. Волны переносят энергию.

Б. Волны переносят вещество.

В. Источником волн являются колеблющиеся тела.

9. Какие из перечисленных свойств относятся к продольным волнам?

А. Эти волны могут распространяться только в газах.

Б. Частицы среды при колебаниях смещаются вдоль направления распространения волны.

В. Эти волны представляют собой чередующиеся разряжения и сжатия.

10. Продольные волны могут распространяться

1. В каких направлениях совершаются колебание 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 м/с. Расстояние между двумя ближайшими гребнями волн 10 м. Определите частоту колебаний лодки.

А. 0,5 Гц. Б. 0,25 Гц. В. 1,5 Гц.

3. С какой скоростью распространяется волна, если за 20 с тоски волны совершили 50 колебаний? Длина волны равна 2 м.

А. 5м/с. Б. 2 м/с. В. 1м/с.

4. От чего зависит длина волны?

Б. От среды, в которой распространяется.

В. От частоты вибрации.

5. Если колебания происходят перпендикулярно направлению распространения волны, то такая волна называется:

6.Какие волны возникают в струнах при игре на гитаре?

7.Волны возбуждаемые смычком в воздухе, при игре на скрипке, является:

8. Какие из перечисленных свойств относятся к поперечным волнам?

А. Эти волны представляют собой чередующиеся сжатия и разрежения.

Б. Эти волны могут распространяться только в твердых телах.

В. В этой волне колебания совершаются перпендикулярно направлению распространения волны.

9. Колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени называются:

10. Поперечные волны могут распространяться

А. Только в твёрдых телах

В. Только в жидкостях

Ответы к тестам: Механические волны

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

Номер материала: ДВ-094990

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Минобразования Кузбасса рекомендовало техникумам и школам уйти на каникулы до 7 ноября

Время чтения: 1 минута

Школьников не планируют переводить на удаленку после каникул

Время чтения: 1 минута

В школе в Пермском крае произошла стрельба

Время чтения: 1 минута

В Хабаровске утвердили дополнительные школьные каникулы

Время чтения: 1 минута

Минцифры предложило разработать «созидательные» компьютерные игры

Время чтения: 2 минуты

Минобрнауки утвердило перечень олимпиад для школьников на 2021-2022 учебный год

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Самостоятельная работа по физике (тест) 9класс

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Тест. Механические волны

В какой среде не могут распространяться механические волны?

2.Какие волны нельзя отнести к механическим волнам?

1)Волны на поверхности воды

3.Выберите верное(-ые) утверждение(-я).

А: в бегущей волне происходит перенос энергии

Б: в бегущей волне происходит перенос вещества

1)колеблются в направлении распространения волны

2)колеблются в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны

3)движутся по кругу в плоскости, параллельной направлению распространения волны

4)движутся по кругу в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны

1)По направлению распространения волны

2)В направлениях, перпендикулярных направлению распространения волны

3)В направлении противоположном направлению распространения волны

4)По направлению и противоположно направлению распространения волны

1)Во всех направлениях

2)Вдоль направления распространения волны

3)Перпендикулярно направлению распространения волны

4)И по направлению распространения волны, и перпендикулярно распространению волны

7.Какие волны являются волнами сдвига?

4)Все выше перечисленные

8. Волна с периодом колебаний 0,5 с распространяется со скоростью 20 м/с. Длина волны равна

9.Волна с частотой 4 Гц распространяется по шнуру со скоростью 8 м/с. Длина волны равна

10.Волна частотой 6 Гц распространяется в среде со скоростью 3 м/с. Длина волны равна

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

Номер материала: ДБ-749952

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Более половины родителей не состоят в родительских чатах

Время чтения: 1 минута

Минобразования Кузбасса рекомендовало техникумам и школам уйти на каникулы до 7 ноября

Время чтения: 1 минута

Минобрнауки утвердило перечень олимпиад для школьников на 2021-2022 учебный год

Время чтения: 1 минута

Школьников не планируют переводить на удаленку после каникул

Время чтения: 1 минута

Власти Амурской области предложили продлить каникулы в школах в связи с эпидобстановкой

Время чтения: 2 минуты

В школе в Пермском крае произошла стрельба

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Механические волны

Если в каком-нибудь месте твердой, жидкой или газообразной среды возбуждены колебания частиц, то вследствие взаимодействия атомов и молекул среды колебания начинают передаваться от одной точки к другой с конечной скоростью. Процесс распространения колебаний в среде называется волной.

Механические волны бывают разных видов. Если в волне частицы среды испытывают смещение в направлении, перпендикулярном направлению распространения, то волна называется поперечной. Примером волны такого рода могут служить волны, бегущие по натянутому резиновому жгуту (рис. 2.6.1) или по струне.

Если смещение частиц среды происходит в направлении распространения волны, то волна называется продольной. Волны в упругом стержне (рис. 2.6.2) или звуковые волны в газе являются примерами таких волн.

Волны на поверхности жидкости имеют как поперечную, так и продольную компоненты.

Как в поперечных, так и в продольных волнах переноса вещества в направлении распространения волны не происходит. В процессе распространения частицы среды лишь совершают колебания около положений равновесия. Однако волны переносят энергию колебаний от одной точки среды к другой.

Распространение поперечного волнового импульса по натянутому резиновому жгуту

Распространение продольного волнового импульса по упругому стержню

Характерной особенностью механических волн является то, что они распространяются в материальных средах (твердых, жидких или газообразных). Существуют волны, которые способны распространяться и в пустоте (например, световые волны). Для механических волн обязательно нужна среда, обладающая способностью запасать кинетическую и потенциальную энергию. Следовательно, среда должна обладать инертными и упругими свойствами. В реальных средах эти свойства распределены по всему объему. Так, например, любой малый элемент твердого тела обладает массой и упругостью. В простейшей одномерной модели твердое тело можно представить как совокупность шариков и пружинок (рис. 2.6.3).

Простейшая одномерная модель твердого тела

В этой модели инертные и упругие свойства разделены. Шарики обладают массой m, а пружинки – жесткостью k. С помощью такой простой модели можно описать распространение продольных и поперечных волн в твердом теле. В продольных волнах шарики испытывают смещения вдоль цепочки, а пружинки растягиваются или сжимаются. Такая деформация называется деформацией растяжения или сжатия. В жидкостях или газах деформация такого рода сопровождается уплотнением или разрежением.

Продольные механические волны могут распространяться в любых средах – твердых, жидких и газообразных.

Продольные волны – это периодические сгущения и разрежения среды. Поэтому такие волны могут существовать в любых телах – твердых, жидких, газообразных. Поперечные волны могут существовать лишь в твердых телах. Это объясняется тем, что для распространения такой волны необходимо «жесткое» расположение частиц среды, чтобы между ними могли возникать силы упругости.

Если в одномерной модели твердого тела один или несколько шариков сместить в направлении, перпендикулярном цепочке, то возникнет деформация сдвига. Деформированные при таком смещении пружины будут стремиться возвратить смещенные частицы в положение равновесия. При этом на ближайшие несмещенные частицы будут действовать упругие силы, стремящиеся отклонить их от положения равновесия. В результате вдоль цепочки побежит поперечная волна.

В жидкостях и газах упругая деформация сдвига не возникает. Если один слой жидкости или газа сместить на некоторое расстояние относительно соседнего слоя, то никаких касательных сил на границе между слоями не появится. Силы, действующие на границе жидкости и твердого тела, а также силы между соседними слоями жидкости всегда направлены по нормали к границе – это силы давления. То же относится к газообразной среде. Следовательно, поперечные волны не могут существовать в жидкой или газообразной средах.

Значительный интерес для практики представляют простые гармонические или синусоидальные волны. Они характеризуются амплитудой A колебания частиц, частотой f и длиной волны λ. Синусоидальные волны распространяются в однородных средах с некоторой постоянной скоростью υ.

Смещение y (x, t) частиц среды из положения равновесия в синусоидальной волне зависит от координаты x на оси OX, вдоль которой распространяется волна, и от времени t по закону:

– так называемое волновое число, ω = 2πf – круговая частота.

На рис. 2.6.4 изображены «моментальные фотографии» поперечной волны в два момента времени: t и t + Δt. За время Δt волна переместилась вдоль оси OX на расстояние υΔt. Такие волны принято называть бегущими (в отличие от стоячих волн, см. далее).

«Моментальные фотографии» бегущей синусоидальной волны в момент времени t и t + Δt

Длиной волны λ называют расстояние между двумя соседними точками на оси OX, колеблющимися в одинаковых фазах. Расстояние, равное длине волны λ, волна пробегает за период Т, следовательно, λ = υT, где υ – скорость распространения волны.

Для любой выбранной точки на графике волнового процесса (например, для точки A на рис. 2.6.4) с течением времени t изменяется координата x этой точки, а значение выражения ωt – kx не изменяется. Через промежуток времени Δt точка A переместится по оси OX на некоторое расстояние Δx = υΔt. Следовательно:

Таким образом, бегущая синусоидальная волна обладает двойной периодичностью – во времени и пространстве. Временной период равен периоду колебаний T частиц среды, пространственный период равен длине волны λ. Волновое число является пространственным аналогом круговой частоты

Обратим внимание на то, что уравнение

описывает синусоидальную волну, распространяющуюся в направлении, противоположном направлению оси OX, со скоростью .

В бегущей синусоидальной волне каждая частица среды совершает гармонические колебания с некоторой частотой ω. Поэтому, как и в случае простого колебательного процесса, средняя потенциальная энергия, запасенная в некотором объеме среды, равна средней кинетической энергии в том же объеме и пропорциональна квадрату амплитуды колебаний.

Отсюда следует, что при распространении бегущей волны возникает поток энергии, пропорциональный скорости волны и квадрату ее амплитуды.

Бегущие волны распространяются в средах с определенными скоростями, зависящими от типа волны, а также от инертных и упругих свойств среды.

Скорость поперечных волн в натянутой струне или резиновом жгуте зависит от погонной массы μ (т. е. массы единицы длины) и силы натяжения T:

Скорость распространения продольных волн в безграничной среде определяется плотностью среды ρ (т. е. массой единицы объема) и модулем всестороннего сжатия B, который равен коэффициенту пропорциональности между изменением давления Δp и относительным изменением объема ΔV / V, взятому с обратным знаком:

Выражение для скорости распространения продольных волн в безграничных средах имеет вид

Например, при температуре 20 °С скорость распространения продольных волн в воде υ ≈ 1480 м/с, в различных сортах стали υ ≈ 5–6 км/с.

При распространении продольных волн в упругих стержнях в формулу для скорости волн вместо модуля всестороннего сжатия B входит модуль Юнга E :

Для стали отличие E от B невелико, для других материалов оно может составлять 20–30 % и даже больше.

Если механическая волна, распространяющаяся в среде, встречает на своем пути какое-либо препятствие, то она может резко изменить характер своего поведения. Например, на границе раздела двух сред с разными механическими свойствами волна частично отражается, а частично проникает во вторую среду. Волна, бегущая по резиновому жгуту или струне отражается от неподвижно закрепленного конца; при этом появляется волна, бегущая во встречном направлении. В струне, закрепленной на обоих концах, возникают сложные колебания, которые можно рассматривать как результат наложения (суперпозиции) двух волн, распространяющихся в противоположных направлениях и испытывающих отражения и переотражения на концах. Колебания струн, закрепленных на обоих концах, создают звуки всех струнных музыкальных инструментов. Очень похожее явление возникает при звучании духовых инструментов, в том числе органных труб.

Если волны, бегущие по струне во встречных направлениях, имеют синусоидальную форму, то при определенных условиях они могут образовать стоячую волну.

Пусть струна длины l закреплена так, что один из ее концов находится в точке x = 0, а другой – в точке x₁ = L (рис. 2.6.5). В струне создано натяжение T.

Образование стоячей волны в струне, закрепленной на обоих концах

По струне одновременно распространяются в противоположных направлениях две волны одной и той же частоты:

В точке x = 0 (один из закрепленных концов струны) падающая волна y₁ в результате отражения порождает волну y₂. При отражении от неподвижно закрепленного конца отраженная волна оказывается в противофазе с падающей. Согласно принципу суперпозиции, который является экспериментальным фактом, колебания, вызванные встречными волнами в каждой точке струны, складываются. Таким образом, результирующее колебание в каждой точке равно сумме колебаний, вызванных волнами y₁ и y₂ в отдельности. Следовательно,

Это и есть стоячая волна. В стоячей волне существуют неподвижные точки, которые называются узлами. Посередине между узлами находятся точки, которые колеблются с максимальной амплитудой. Эти точки называются пучностями.

Оба неподвижных конца струны должны быть узлами. Приведенная выше формула удовлетворяет этому условию на левом конце (x = 0). Для выполнения этого условия и на правом конце (x = L), необходимо чтобы kL = nπ, где n – любое целое число. Это означает, что стоячая волна в струне возникает не всегда, а только в том случае, если длина L струны равняется целому числу длин полуволн:

Набору значений λn длин волн соответствует набор возможных частот fn:

где – скорость распространения поперечных волн по струне. Каждая из частот и связанный с ней тип колебания струны называется нормальной модой. Наименьшая частота f₁ называется основной частотой, все остальные (f₂, f₃, …) называются гармониками. На рис. 2.6.5 изображена нормальная мода для n = 2.

В стоячей волне нет потока энергии. Колебательная энергия, заключенная в отрезке струны между двумя соседними узлами, не транспортируется в другие части струны. В каждом таком отрезке происходит периодическое (дважды за период T) превращение кинетической энергии в потенциальную и обратно как в обычной колебательной системе. Но в отличие от груза на пружине или маятника, у которых имеется единственная собственная частота

струна обладает бесконечным числом собственных (резонансных) частот fn. На рис. 2.6.6 изображены несколько типов стоячих волн в струне, закрепленной на обоих концах.

Первые пять нормальных мод колебаний струны, закрепленной на обоих концах

В соответствии с принципом суперпозиции стоячие волны различных типов (т. е. с разными значениями n) могут одновременно присутствовать в колебаниях струны.

Источник