Новая школа

Тест по физике. Тема: звуковая волна. Класс: 10. Тип вопросов: открытые. Количество вопросов: 3. Тест с ответами.

Вопрос 1 Опишите, что такое звуковая волна и какие параметры её характеризуют. Объясните, как эти параметры взаимосвязаны между собой, приведите формулу связи скорости волны v, частоты f и длины волны λ. Укажите, как среда влияет на скорость звука.

Ответ (пример трактовки):

Звуковая волна — это механическая упругая волна, распространяющаяся через среду за счёт колебаний частиц этой среды.
Параметры: частота f (количество колебаний в секунду, Гц), амплитуда A (сила колебаний, влияет на громкость), скорость волны v (скорость распространения волны в среде, м/с), длина волны λ (расстояние между соседними максимумами давления).
Связь параметров: v = f · λ. При фиксированной скоростью среда влияет на v (например, воздух, вода, сталь имеют разные скорости звука). Увеличение f при прочих условиях приводит к уменьшению λ, и наоборот. Ускорение звука в среде зависит от её свойств: плотности и упругости.

Вопрос 2 В воздухе при температуре T = 20°C скорость звука приближённо равна v = 331 + 0.6·T м/с. Найдите скорость звука в этой среде. Если частота излучаемого звука f равна 440 Гц, найдите длину волны λ (для этой части можно использовать полученную скорость).

Ответ (пример расчёта):

v = 331 + 0.6·20 = 331 + 12 = 343 м/с.
При фиксированной частоте f, длина волны λ = v / f. Для f = 440 Гц λ = 343 / 440 ≈ 0.78 м.
Примечание: увеличение температуры приводит к увеличению скорости звука и, соответственно, к увеличению длины волны при той же частоте.

Вопрос 3 Опишите эффект Доплера для звуковых волн. Как изменяется слышимая частота f' при движении источника и/или наблюдателя? Запишите общую формулу и приведите два простых примера расчётов (один для движения источника к наблюдателю, другой — от него).

Ответ (пример трактовки и расчётов):

Эффект Доплера: частота, которую слышит наблюдатель, изменяется в зависимости от движения источника звука и/или наблюдателя относительно среды.
Общая формула (для волн в воздухе): f' = ((v ± v_o) / (v ∓ v_s)) · f, где v — скорость волн в среде (примерно 343 м/с в воздухе при ≈20°C), v_o — скорость наблюдателя (плюс, когда наблюдатель движется к источнику), v_s — скорость источника (минус, когда источник движется к наблюдателю; знаки меняются в зависимости от направления движения).
Пример 1: наблюдатель движется навстречу неподвижному источнику со скоростью v_o = 5 м/с, v_s = 0, f = 440 Гц, v ≈ 343 м/с. f' ≈ ((343 + 5) / 343) · 440 ≈ (348/343) · 440 ≈ 1.015 · 440 ≈ 447 Hz.
Пример 2: источник движется к наблюдателю со скоростью v_s = 5 м/с, наблюдатель неподвижен (v_o = 0), f = 440 Гц. f' ≈ (343 / (343 − 5)) · 440 ≈ (343/338) · 440 ≈ 1.015 · 440 ≈ 447 Hz.
Вывод: при движении источника к наблюдателю частота увеличивается; при движении от наблюдателя — уменьшается. Порядок величин зависит от скорости движения, скорости звука и исходной частоты.

Бесплатный сервис «Учительская»

Тест на тему звуковая волна

Популярные тесты

Тест на тему "Tenses"

Успехов на тесте!