Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Transcript

1 Επαναηπτικά Θέµατα ΟΕΦΕ 007 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις - να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπα το γράµµα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Μια δέσµη φωτός προσπίπτει στην επιφάνεια ενός επίπεδου καθρέφτη έτσι ώστε να σχηµατίζει µε αυτή γωνία 0 o. Η γωνία ανάκασης είναι: α. 50 ο β. 0 ο γ. 0 ο δ. 90 ο. Ένα οπτικό µέσο: α. αναύει µια δέσµη ευκού φωτός όταν αυτή προσπέσει στην επιφάνειά του µε γωνία πρόσπτωσης 0 ο. β. παρουσιάζει διαφορετικές τιµές του δείκτη διάθασης για ακτινοβοίες µε διαφορετικά µήκη κύµατος στο κενό. γ. µπορεί να µεταβάει τις συχνότητες των χρωµάτων. δ. εκτρέπει εντονότερα το ερυθρό φως απ ότι το ιώδες.. Κατά τη διάσπαση β - ενός ραδιενεργού πυρήνα παρατηρείται: α. αύξηση του µαζικού αριθµού κατά µία µονάδα. β. εάττωση του µαζικού αριθµού κατά µία µονάδα. γ. αύξηση του ατοµικού αριθµού κατά µία µονάδα. δ. εάττωση του ατοµικού αριθµού κατά µία µονάδα.. Σύµφωνα µε το πρότυπο του Boh για το άτοµο του υδρογόνου, όταν αυξάνεται ο κύριος κβαντικός αριθµός: ÈÅÌÁÔÁ 007 α. αυξάνεται η κινητική ενέργεια του ηεκτρονίου. β. αυξάνεται η στροφορµή του ηεκτρονίου. γ. εαττώνεται η οική ενέργεια του ηεκτρονίου. δ. εαττώνεται η ακτίνα της τροχιάς του ηεκτρονίου.

2 Επαναηπτικά Θέµατα ΟΕΦΕ 007 Στην παρακάτω ερώτηση 5 να γράψετε στο τετράδιό σας το γράµµα κάθε πρότασης και δίπα σε κάθε γράµµα τη έξη Σωστό για τη σωστή πρόταση και τη έξη Λάθος για τη ανθασµένη. 5. α. Στους αµπτήρες αογόνου γίνεται επανασύσταση του νήµατος βοφραµίου. β. Όσο µικρότερη είναι η ενέργεια σύνδεσης ανά νουκεόνιο, τόσο σταθερότερος είναι ο πυρήνας. γ. Ο δείκτης διάθασης ενός υικού είναι πάντα µικρότερος από τη µονάδα. δ. Το φάσµα εκποµπής του υδρογόνου είναι γραµµικό. ε. Στις εξώθερµες πυρηνικές αντιδράσεις, η κινητική ενέργεια των προϊόντων ΘΕΜΑ ο είναι µεγαύτερη από την κινητική ενέργεια των αντιδρώντων.. Μονοχρωµατική ακτινοβοία διέρχεται από τη διαχωριστική επιφάνεια δύο οπτικών µέσων, τα οποία έχουν δείκτες διάθασης n φαίνεται στο σχήµα. και n αντίστοιχα, όπως Η σχέση που συνδέει τους δείκτες διάθασης των δύο µέσων είναι: n α) n = n β) n = Να επιέξετε τη σωστή απάντηση. Να αιτιοογήσετε την επιογή σας. cm cm ο µέσο ( n ) ο µέσο ( n ) γ) n = n ( Μονάδες) ( Μονάδες) ÈÅÌÁÔÁ 007. Εάν σε µία διάταξη ακτίνων Χ διπασιάσουµε την τάση που εφαρµόζεται µεταξύ ανόδου και καθόδου, τότε: Α. Η µέγιστη συχνότητα του συνεχούς φάσµατος των ακτίνων Χ: α. θα υποδιπασιαστεί β. θα διπασιαστεί γ. δε θα µεταβηθεί. Να επιέξετε τη σωστή απάντηση. Να αιτιοογήσετε την επιογή σας. ( Μονάδες) ( Μονάδες)

3 Επαναηπτικά Θέµατα ΟΕΦΕ 007 Β. Η διεισδυτικότητα των ακτίνων Χ: α. θα αυξηθεί β. θα εαττωθεί γ. δε θα µεταβηθεί. Να επιέξετε τη σωστή απάντηση. Να αιτιοογήσετε την επιογή σας. ( Μονάδες) ( Μονάδες). Στο σχήµα απεικονίζεται η σειρά διάσπασης ενός ραδιενεργού πυρήνα ραδίου 6 ( 6 * Ra ) σε ραδόνιο ( Rn ). A. Να γράψετε την εξίσωση που παριστάνει καθεµία από τις τρεις πραγµατοποιούµενες διασπάσεις κατά τη µετατροπή του ραδίου σε ραδόνιο. ( Μονάδες) B. Η ακτινοβοία που εκπέµπεται κατά τη διάσπαση () έχει µικρότερο µήκος κύµατος από την ακτινοβοία που εκπέµπεται κατά τη διάσπαση (). Να χαρακτηρίσετε την προηγούµενη πρόταση ως σωστή ή ανθασµένη. Να τεκµηριώσετε τον ισχυρισµό σας. ΘΕΜΑ ο +0, MV ( Μονάδες) ( Μονάδες) ÈÅÌÁÔÁ 007 Σ ένα διεγερµένο, ακίνητο άτοµο υδρογόνου η οική ενέργεια του ηεκτρονίου όταν αυτό περιστρέφεται σε µια από τις επιτρεπόµενες τροχιές του είναι Ε n = -,5V. A. α.. Να υποογίσετε τον κύριο κβαντικό αριθµό n, ο οποίος αντιστοιχεί στην τροχιά του ηεκτρονίου. θεµειώδης στάθµη +0, MV θεµειώδης στάθµη () 6 Ra * 6 Ra ( ) () Rn * Rn ( Μονάδες)

4 Επαναηπτικά Θέµατα ΟΕΦΕ 007 α.. Να υποογίσετε τη δυναµική ενέργεια του ηεκτρονίου. ( Μονάδες) β. Να υποογίσετε το πηίκο του εάχιστου προς το µέγιστο µήκος κύµατος, που µπορεί να εκπέµψει το άτοµο αυτό. (6 Μονάδες) γ. Να υποογίσετε το όγο του µέτρου της δύναµης που ασκεί ο πυρήνας στο ηεκτρόνιο όταν αυτό περιστρέφεται στη θεµειώδη τροχιά προς το µέτρο της δύναµης που ασκεί ο πυρήνας στο ηεκτρόνιο όταν αυτό περιστρέφεται σε τροχιά που αντιστοιχεί στον κύριο κβαντικό αριθµό n. (6 Μονάδες) Β. Ένα ηεκτρόνιο-βήµα επιταχύνεται από την ηρεµία, υπό τάση V, και συγκρούεται µε το διεγερµένο άτοµο υδρογόνου. Το ηεκτρόνιο-βήµα µεταβιβάζει µέρος της κινητικής του ενέργειας στο άτοµο, το οποίο διεγείρεται εκ νέου και µεταβαίνει στην αµέσως επόµενη διεγερµένη κατάσταση. Το ηεκτρόνιο-βήµα, µετά τη σύγκρουσή του µε το άτοµο υδρογόνου, έχει ενέργεια ίση µε την ενέργεια ιονισµού του ατόµου του υδρογόνου όταν αυτό βρίσκεται στη θεµειώδη κατάσταση. Να υποογίσετε την τάση V. (8 Μονάδες) Να θεωρήσετε ότι το άτοµο του υδρογόνου παραµένει ακίνητο µετά τη σύγκρουσή του µε το ηεκτρόνιο. ίνεται ότι η οική ενέργεια του ατόµου του υδρογόνου στη θεµειώδη κατάσταση είναι: Ε = -,6 V. ΘΕΜΑ ο Ποσότητα 60 g ραδιενεργού φωσφόρου ( 0 5 Ρ) υφίσταται διάσπαση α και µετατρέπεται σε Αργίιο (Αl). O χρόνος υποδιπασιασµού του φωσφόρου είναι Τ ½ =,5 min. Α. i. Nα γράψετε την εξίσωση που περιγράφει τη διάσπαση του φωσφόρου. ÈÅÌÁÔÁ 007 ii. Nα υποογίσετε τη σταθερά διάσπασης του φωσφόρου. ( Μονάδες) ( Μονάδες) Β. Να υποογίσετε την κινητική ενέργεια του σωµατίου α που εκπέµπεται κατά τη διάσπαση ενός ακίνητου πυρήνα φωσφόρου. (Να θεωρήσετε ότι ο θυγατρικός πυρήνας παραµένει ακίνητος µετά τη διάσπαση). Γ. Να υποογίσετε τη συνοική ενέργεια που εκύεται σε χρονικό διάστηµα (7 Μονάδες)

5 Επαναηπτικά Θέµατα ΟΕΦΕ t = 5 min από τη στιγµή που άρχισε η διάσπαση του φωσφόρου. (7 Μονάδες). Να υποογίσετε την ισχύ της ακτινοβοίας που εκπέµπεται τη χρονική στιγµή t = 5min. Θεωρούµε ότι: MV =,6 0 - J, η σχετική ατοµική µάζα του ισοτόπου 0 5 Ρ : Α = 0, ln=0,69, u ισοδυναµεί µε 90 MV, o αριθµός του Αvogado ισούται µε N A = 6 0 (6 Μονάδες) οι µάζες των ουδετέρων ατόµων: Ρ =0,06u, A l = 6,0u και H =,0u. ÈÅÌÁÔÁ 007 5

6 Επαναηπτικά Θέµατα ΟΕΦΕ 007 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο.α.β.γ.β 5. α.σωστό β.λάθος γ.λάθος δ.σωστό ε.σωστό ΘΕΜΑ ο. Σωστή απάντηση είναι η (α). Εξήγηση: Όπως φαίνεται στο σχήµα είναι = cm και = cm, οπότε: = ή ο ή n = n n ο = n. Α. Σωστή απάντηση είναι η (β). ch Εξήγηση: Είναι γνωστό ότι min =, οπότε, αφού διπασιάζεται η τάση V, θα V υποδιπασιαστεί το min. c Όµως, c o = f, οπότε f = o δηαδή f max = Εποµένως, αφού το min υποδιπασιάζεται, η f max διπασιάζεται. Β. Σωστή απάντηση είναι η (α). Εξήγηση: Περισσότερο διεισδυτικές είναι οι ακτίνες Χ, που έχουν τα µικρότερα µήκη κύµατος. Όπως εξηγήσαµε στο ερώτηµα.a, όταν διπασιάζεται η τάση µεταξύ ανόδου και καθόδου, υποδιπασιάζεται το min άρα οι ακτίνες Χ περισσότερο διεισδυτικές, c o min. θα γίνονται ÈÅÌÁÔÁ 007

7 Επαναηπτικά Θέµατα ΟΕΦΕ 007. Α. Η () είναι διάσπαση γ. 6 * 6 Ra Ra + γ Η () είναι διάσπαση α. 6 Ra * Rn + H Η () είναι επίσης διάσπαση γ. * Rn Rn + γ Β. Η πρόταση είναι Σωστή. Εξήγηση: Όπως φαίνεται στο σχήµα, κατά τη διάσπαση (), όταν ο πυρήνας µετατρέπεται σε πυρήνα 6 Ra * Ra µεταπίπτει σε χαµηότερη ενεργειακή στάθµη 6 εκπέµποντας ένα φωτόνιο ακτινοβοίας γ, που έχει ενέργεια Ε φ = 0,MV ίση µε τη διαφορά των ενεργειών µεταξύ της αρχικής και της τεικής κατάστασης. Ανάογα, κατά τη διάσπαση () εκπέµπεται ένα φωτόνιο ακτινοβοίας γ, που έχει ενέργεια Ε φ = 0,MV. Αφού Ε φ < Ε φ, ισχύει hf < hf ή ΘΕΜΑ ο A. α.. Ε n =, δηαδή n = n α.. U = k = -k hc o < = n,5 hc o, δηαδή <,6V = 9. Άρα n=. U = = (-,5V) = -,0V ÈÅÌÁÔÁ 007

8 Επαναηπτικά Θέµατα ΟΕΦΕ 007 β. H αποδιέγερση του ατόµου υδρογόνου γίνεται µε δύο τρόπους, όπως φαίνεται στο διάγραµµα των ενεργειακών σταθµών που ακοουθεί. Ε = = -,V Ε = -,6V () () () To φωτόνιο, που εκπέµπεται κατά την µετάβαση (), έχει τη µεγαύτερη ενέργεια ( φ ) και το φωτόνιο, που εκπέµπεται κατά τη µετάβαση () έχει τη µικρότερη ενέργεια ( φ ). Από τις σχέσεις Ε φ = hf και c=f, προκύπτει ότι Ε φ = hc. ηαδή η ενέργεια του φωτονίου είναι αντιστρόφως ανάογη µε το µήκος κύµατος, οπότε: Αφού Ε φ > φ έχω <. ηαδή: min = και mαχ =. Άρα: ή hc φ φ = ή = hc φ φ min max,5v (,V),89 89 = = = K = =,5V (,6V),09 09 γ. Έστω F η δύναµη που δέχεται το ηεκτρόνιο στην τροχιά µε n = και F η δύναµη που δέχεται το ηεκτρόνιο στην τροχιά µε n =. F F = k k ( = = ) = 8 ÈÅÌÁÔÁ 007 B. H επόµενη διεγερµένη κατάσταση του ατόµου του υδρογόνου αντιστοιχεί στον κύριο κβαντικό αριθµό n =, όπου η ενέργεια του ηεκτρονίου θα είναι: Ε = Ε = -,5V = - 0,85V. n= n= n= H ενέργεια που θα απορροφηθεί σε αυτή τη µετάβαση είναι: Ε = -0,85V (-,5V) = 0,66V.

9 Επαναηπτικά Θέµατα ΟΕΦΕ 007 Η ενέργεια ιονισµού του ατόµου του υδρογόνου είναι,6v. Εποµένως το ηεκτρόνιο έχει συνοική κινητική ενέργεια: Κ = 0,66V +,6V =,6V. Όµως, Κ = V ή V = K =,6V =,6V ΘΕΜΑ ο A. i) Ρ A l + H ln 0,69 ii) = = =,6 0 - s -. T,5 60s B. H µάζα που χάθηκε κατά τη διάσπαση είναι: m = m - ( 0 P) 5 m - m ( 6 A l ) ( = 0,06u 6,0u,0u = 0,0u. ) H Εποµένως η ενέργεια που εευθερώνεται κατά τη διάσπαση και µετατρέπεται σε κινητική ενέργεια του σωµατίου α, είναι: Κ = 0,0 90 ΜV = 8,6 MV. Γ. Τη χρονική στιγµή t = 5min = Τ ½ οι αδιάσπαστοι πυρήνες είναι: Ν = Ν ο -Λt = N o ln T/ T/ = N o -ln = N o N Άρα έχουν διασπαστεί Ν = Ν ο - o = N o H ποσότητα των 60 g φωσφόρου ισοδυναµεί µε και περιέχει Ν ο = Ν Α = 0 πυρήνες. πυρήνες. Εποµένως η συνοική ενέργεια που εκύεται είναι: m 60 = = mol 0 A ÈÅÌÁÔÁ 007 N 0 Ε ο = N K = o K = 8,6MV = 67, 0 ΜV.. P = W t = N K N = N K = ο K = t 0 9 =,6 0 s 8,6,6 0 J =, 0 W