Тест по физике 9 класс: маятник

Что нужно знать

Маятник — это тело, которое может совершать колебания около положения равновесия под действием возвращающей силы. В школьной физике рассматривают математический маятник (небольшой груз на длинной невесомой нити) и пружинный маятник (груз, прикреплённый к пружине). Механические колебания — это движения, которые повторяются через равные промежутки времени. Время одного полного колебания называется периодом (T), измеряется в секундах (с). Число колебаний за единицу времени называется частотой (ν), измеряется в герцах (Гц). Период и частота связаны формулой T = 1 / ν, а частота определяется по формуле ν = N / t, где N — число колебаний, t — время в секундах.

Период математического маятника при небольших колебаниях определяется формулой T = 2π√(l / g), где l — длина нити в метрах (м), g — ускорение свободного падения (м/с²). Чем длиннее нить математического маятника, тем больше период его колебаний; масса груза на период не влияет. Период пружинного маятника определяется формулой T = 2π√(m / k), где m — масса груза в килограммах (кг), k — жёсткость пружины в ньютонах на метр (Н/м). Пример из жизни — качели, которые при небольших отклонениях можно рассматривать как маятник. Типичная ошибка учеников — путать период и частоту: период показывает время одного колебания, а частота — количество колебаний за секунду.

Тест: 12 вопросов

Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.

  1. 1. Что называют периодом механических колебаний?

    • Расстояние, которое проходит тело за одно колебание
    • Число колебаний за одну секунду
    • Время одного полного колебания
    • Максимальное отклонение тела от положения равновесия
    Период T — это время, за которое тело совершает одно полное колебание. Единица измерения периода в СИ — секунда (с).

  2. 2. В каких единицах СИ измеряется частота колебаний?

    • В метрах (м)
    • В ньютонах (Н)
    • В секундах (с)
    • В герцах (Гц)
    Частота показывает число полных колебаний за одну секунду. Один герц соответствует одному колебанию в секунду.

  3. 3. Как изменится период математического маятника при увеличении длины нити в 4 раза, если амплитуда мала?

    • Увеличится в 2 раза
    • Увеличится в 4 раза
    • Уменьшится в 2 раза
    • Не изменится
    Период математического маятника T = 2π√(l / g). При увеличении длины в 4 раза период увеличивается в √4 = 2 раза.

  4. 4. От чего зависит период математического маятника при небольших колебаниях?

    • Только от массы груза
    • От длины нити и ускорения свободного падения
    • От массы груза и амплитуды колебаний
    • Только от материала, из которого изготовлен груз
    Согласно формуле T = 2π√(l / g), период определяется длиной нити и ускорением свободного падения. Масса груза в эту формулу не входит.

  5. 5. Какое движение можно приближённо рассматривать как колебания математического маятника?

    • Движение автомобиля по прямой дороге
    • Падение камня с высоты
    • Качание качелей при небольших отклонениях
    • Движение лифта вверх
    При небольших отклонениях качели совершают повторяющиеся движения около положения равновесия. Такое движение можно приближённо описать моделью математического маятника.

  6. 6. За 20 секунд маятник совершил 10 полных колебаний. Чему равен период колебаний?

    • 0,5 с
    • 10 с
    • 200 с
    • 2 с
    Период T = t / N. Подставляем значения: T = 20 / 10 = 2 с.

  7. 7. Маятник совершает 5 полных колебаний за 10 секунд. Чему равна его частота?

    • 0,5 Гц
    • 2 Гц
    • 5 Гц
    • 0,2 Гц
    Частота ν = N / t. Подставляем: ν = 5 / 10 = 0,5 Гц.

  8. 8. Период колебаний маятника равен 4 секундам. Сколько полных колебаний он совершит за 20 секунд?

    • 4
    • 5
    • 16
    • 80
    Число колебаний N = t / T. Получаем: N = 20 / 4 = 5 колебаний.

  9. 9. Чему равна частота колебаний, если период равен 0,25 секунды?

    • 0,25 Гц
    • 2 Гц
    • 4 Гц
    • 25 Гц
    Используем формулу ν = 1 / T. Подставляем: ν = 1 / 0,25 = 4 Гц.

  10. 10. Как изменится период пружинного маятника, если массу груза увеличить в 4 раза, не изменяя жёсткость пружины?

    • Увеличится в 4 раза
    • Уменьшится в 2 раза
    • Не изменится
    • Увеличится в 2 раза
    Период пружинного маятника T = 2π√(m / k). При увеличении массы в 4 раза период увеличивается в √4 = 2 раза.

  11. 11. Как называется наибольшее отклонение колеблющегося тела от положения равновесия?

    • Амплитуда
    • Частота
    • Период
    • Длина волны
    Амплитуда — это максимальное по модулю отклонение тела от положения равновесия. Она характеризует размах колебаний.

  12. 12. Два математических маятника имеют одинаковую длину и совершают небольшие колебания в одном и том же месте. Масса груза первого маятника в 3 раза больше массы груза второго. Как соотносятся их периоды?

    • Период первого в 3 раза больше
    • Периоды одинаковы
    • Период первого в 3 раза меньше
    • Период первого в √3 раза больше
    Период математического маятника T = 2π√(l / g) не зависит от массы груза. При одинаковой длине нити и одинаковом ускорении свободного падения периоды обоих маятников равны.
Тесты по физике 9 класс