ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2011 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Transcript

1 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 0 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α-Α να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και, δίπα το γράµµα που αντιστοιχεί στη φράση η οποία συµπηρώνει σωστά την ηµιτεή πρόταση. Α. Η σωµατιδιακή φύση του φωτός εκδηώνεται στο α. φαινόµενο της συµβοής. β. φαινόµενο της περίθασης. γ. φωτοηεκτρικό φαινόµενο. δ. φαινόµενο της πόωσης. Α. Άτοµο υδρογόνου βρίσκεται στη θεµειώδη κατάσταση µε ενέργεια Ε. Η εάχιστη ενέργεια που απαιτείται για τον ιονισµό του είναι α. 0 β. E γ. E E δ. Α. Για τους πυρήνες Χ, Υ, Ζ και Ω οι ενέργειες σύνδεσης ανά νουκεόνιο φαίνονται στον παρακάτω πίνακα ΠΥΡΗΝΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΥΝ ΕΣΗΣ ΑΝΑ ΝΟΥΚΛΕΟΝΙΟ (ΜeV/νουκεόνιο) Χ, Υ 7,6 Ζ,6 Ω 7,7 Ο πιο ασταθής πυρήνας είναι ο α. X. β. Y. γ. Z. δ. Ω.

2 Α. Σε µια πυρηνική αντίδραση της µορφής Α + Β Γ + η ενέργεια Q της αντίδρασης είναι α. Q = (M Γ + M Μ Α Μ Β )c. β. Q = (M Α + M Β Μ Γ Μ )c. γ. Q = (M Α + M Β + Μ Γ + Μ )c. δ. Q = (M Α + M Β Μ Γ Μ )c. Τα M Α, M Β, Μ Γ και Μ είναι οι µάζες των πυρήνων Α, Β, Γ, αντίστοιχα και c η ταχύτητα του φωτός στο κενό. Α5. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακοουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας, δίπα στο γράµµα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη έξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή, ή Λάθος, αν η πρόταση είναι ανθασµένη. α. Σύµφωνα µε το πρότυπο του Thomso, η σύγκρουση σωµατίων α µε τα ηεκτρόνια επηρεάζει σηµαντικά την κίνησή τους. β. Σύµφωνα µε το πρότυπο του Rutherford, στο άτοµο υπάρχει µια πού µικρή περιοχή που είναι συγκεντρωµένο όο το θετικό φορτίο. γ. Κατά την εκποµπή ακτινοβοίας γ από πυρήνα, δεν αάζει το Ζ, αάζει όµως το Α του πυρήνα. δ. Η ακτινοβοία β ονοµάζεται «ιονίζουσα», διότι αποτεείται από ιόντα. ε. Το ραδιενεργό ιώδιο χρησιµοποιείται για τη µεέτη της ειτουργίας του θυρεοειδούς αδένα. ΘΕΜΑ Β Β. Οι πυρήνες ενός δείγµατος ποσειδωνίου (Νp) διασπώνται αρχικά σε πυρήνες πρωτακτινίου (Ρa), οι οποίοι στη συνέχεια διασπώνται σε πυρήνες ουρανίου (U), όπως φαίνεται σχηµατικά παρακάτω 7 9Np 9Pa 9U Από τις αντιδράσεις αυτές εκπέµπονται α. µόνο σωµάτια α. β. µόνο σωµατίδια β. γ. σωµάτια α και σωµατίδια β. Να επιέξετε τη σωστή απάντηση (µονάδες ). Να δικαιοογήσετε την επιογή σας (µονάδες 6). Μονάδες Β. Μία ακτίνα ευκού φωτός () προσπίπτει από τον αέρα σε γυάινο πρίσµα και αναύεται. Στο σχήµα φαίνεται η πορεία της ιώδους, της κίτρινης και της κόκκινης ακτίνας.

3 () () () () Η ιώδης ακτίνα είναι α) η (). β) η (). γ) η (). Να επιέξετε τη σωστή απάντηση (µονάδες ). Να δικαιοογήσετε την επιογή σας (µονάδες 6). Μονάδες. Σε µια συσκευή παραγωγής ακτίνων Χ το εάχιστο µήκος κύµατος των ακτίνων Χ που παράγονται είναι mi. Ένα ηεκτρόνιο, κατά την πρόσκρουσή του στην άνοδο, χάνει το 5% της κινητικής του ενέργειας, η οποία µετατρέπεται σε ενέργεια φωτονίου µήκους κύµατος. Ποια από τις παρακάτω σχέσεις είναι σωστή; mi α) =. β) = mi. γ) = mi. Να επιέξετε τη σωστή απάντηση (µονάδες ). Να δικαιοογήσετε την επιογή σας (µονάδες 7). Μονάδες 9 ΘΕΜΑ Γ ύο µονοχρωµατικές ακτινοβοίες (Α) και (Β), που διαδίδονται στο κενό µε µήκη κύµατος 0Α και 0Β αντίστοιχα, εισέρχονται ταυτόχρονα σε οπτικό υικό πάχους x = 60 cm, κάθετα στη διαχωριστική επιφάνεια του υικού µε το κενό, όπως φαίνεται στο σχήµα. (A) () x Κατά την είσοδο της ακτινοβοίας (Α) στο οπτικό υικό, η ταχύτητά της µειώνεται κατά 0 m/s. Ο δείκτης διάθασης του οπτικού υικού για την ακτινοβοία (Β) είναι Β =. Γ. Να βρεθεί η ταχύτητα c Β της ακτινοβοίας (Β) µέσα στο οπτικό υικό.

4 Γ. Να βρεθεί ο δείκτης διάθασης A του οπτικού υικού για την ακτινοβοία (Α). Μονάδες 6 Γ. Αν είναι γνωστό ότι 0 Α =, να βρεθεί ο όγος των µηκών κύµατος 0Β Α Β των ακτινοβοιών µέσα στο οπτικό υικό. Μονάδες 7 Γ. Να βρεθεί η χρονική διαφορά εξόδου των δύο ακτινοβοιών από το οπτικό υικό. Μονάδες 7 ίνεται η ταχύτητα του φωτός στο κενό c 0 = 0 m/s. ΘΕΜΑ Ηεκτρόνιο επιταχύνεται από την ηρεµία µέσω τάσης V και αποκτά κινητική ενέργεια Κ. Στη συνέχεια, το ηεκτρόνιο συγκρούεται µε ένα άτοµο υδρογόνου το οποίο βρίσκεται στη Κ θεµειώδη κατάσταση. Μετά την κρούση, το ηεκτρόνιο έχει κινητική ενέργεια Κ τε =, ενώ το άτοµο του υδρογόνου διεγείρεται. Η κινητική ενέργεια του ατόµου του υδρογόνου δεν µεταβάεται κατά την κρούση. Στη διεγερµένη κατάσταση, το ηεκτρόνιο του ατόµου του υδρογόνου έχει κατά µέτρο τριπάσια στροφορµή από αυτή που έχει στη θεµειώδη κατάσταση. Σε εάχιστο χρονικό διάστηµα, το άτοµο του υδρογόνου επανέρχεται στη θεµειώδη κατάσταση, εκπέµποντας δύο φωτόνια µε µήκη κύµατος α και β αντίστοιχα, µε α < β... Να βρείτε σε ποια ενεργειακή στάθµη διεγείρεται το άτοµο του υδρογόνου. Μονάδες. α Να υποογίσετε τον όγο β. Να αποδείξετε ότι Κ τε = Ε, όπου Ε η ενέργεια του ατόµου του υδρογόνου στη 9 θεµειώδη κατάσταση.. Να υποογίσετε την τάση V µε την οποία επιταχύνθηκε το ηεκτρόνιο. 5. υτε Να υποογίσετε τον όγο υ όπου υ τε το µέτρο της ταχύτητας του ηεκτρονίου που συγκρούστηκε µε το άτοµο του υδρογόνου µετά τη κρούση και υ το µέτρο της ταχύτητας του ηεκτρονίου του ατόµου του υδρογόνου στην αρχική διεγερµένη κατάσταση. Μονάδες 6 ίνεται Ε =,6 ev.

5 ΘΕΜΑ Α Α. γ Α. γ Α. β Α. δ Α.5 α. Λ β. Σ γ. Λ δ. Λ ε. Σ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Β Β. Σωστό το γ. Είναι Είναι 9 Np 9Pa + He ( ιάσπαση α) 7 9Pa 9 U + e + v e ( ιάσπαση β ) _ Β. Σωστό το γ. Τα χρώµατα του φάσµατος, κατά σειρά µείωσης του µήκους κύµατος είναι: ερυθρό, πορτοκαί, κίτρινο, πράσινο, κυανό και ιώδες. Η γωνία εκτροπής κάθε χρώµατος, όταν αυτό διέρχεται από οπτικό µέσο, εξαρτάται από το µήκος κύµατος του χρώµατος και όσο µεγαύτερο είναι το µήκος κύµατος τόσο µικρότερη είναι η γωνία εκτροπής. Εποµένως η ιώδης ακτίνα είναι η ακτίνα (). Β. Σωστό το β. c ev hc Γιατί: Εφ = 0,5 Καρχ hf = ev h = = = mi ev 5

6 ΘΕΜΑ Γ Γ. Είναι: c0 c0 0 = c = c = c = c, 5 0 m/s Γ. Επειδή η ταχύτητα της (Α) µειώνεται κατά 0 m/s έχουµε: c = c0 0 c = 0 0 c = 0 m/s A A A Άρα c = = = =, A A A A ca 0 Γ. A 0 0 Α Α 0 = A = () Α A A () A A = 0 0 () 0 = = () 0 A A 0 A Α Α A = = = =,5 0 A 0 A Γ. x x t = t ta t = t = x c c c c A A 9 t = 60 t = 0 sec, ΘΕΜΑ. Επειδή L τε = L αρχ ħ= ħ = E, 6 ev Άρα E = E = E =,5 ev 9 6

7 . = E = = β α E E Από την εκφώνηση το ηεκτρόνιο αποδιεγείρεται από την Ε Ε και µετά από Ε Ε εκπέµποντας φωτόνια µε µήκος κύµατος α, β. Όπου hc α = Ε E β hc = E E () () Ε Ε 5 Ε () α Ε Ε α 9 α 6 α 0 5 = = = = =. () β Ε Ε Ε β Ε β β 0 7 Ε Κ Ε. Κ τε. = =Ε Ε = Ε = Ε Από Α..Ε. έχουµε: Κ Κ Κ Κ=Ε διεγ. + Ε διεγ. = Ε Ε = Κ=, 09 Κ=, ev. Όµως Κ= ev,ev = ev V =, V. 5. Κ Κ Κ τε. = mu e τε. = () Κ = E mu e = E () K e uτε. =.,09.. Από (), () u u τε τε uτε = = E,6 = = u u u e u. 9 7