Φ Υ ΣΙΚ Η ΚΑ ΤΕ ΥΘ ΥΝ ΣΗ Σ

Transcript

1 ΔΙΑΩΝΙΣΜΑ: Μ Α Θ Η Μ Α : ΤΑΞΗΣ ΛΥΚΕΙΟΥ Φ Υ ΣΙΚ Η ΚΑ ΤΕ ΥΘ ΥΝ ΣΗ Σ Ε Π Ω Ν Τ Μ Ο :..... Ο Ν Ο Μ Α : Σ Μ Η Μ Α :..... Η Μ Ε Ρ Ο Μ Η Ν Ι Α : 0 2 / 0 2 / Ε Π Ι Μ Ε Λ ΕΙ Α Θ ΕΜ Α Σ Ω Ν : ΥΑΡΜΑΚΗ ΠΑΝΣΕΛΗ ΜΠΑΡΛΙΚΑ ΩΣΗΡΗ ΘΕΜΑ 1 Ο Στις παρακάτω ερωτήσεις 1 9 επιλέξτε κάθε ορά τη σωστή: 1. Ένα σύστημα εκτελεί εξαναγκασμένη μηχανική ταλάντωση με περίοδο διεγέρτη T1. Καθώς αυξάνεται η περίοδος του διεγέρτη από T1 σε 2 T1, η ενέργεια του συστήματος συνεχώς μειώνεται. Αν f0 είναι η ιδιοσυχνότητα του συστήματος και f1 η συχνότητα του διεγέρτη τότε: α. f1 < f0. β. f1 > f0. γ. f1 = f0. δ. δεν επαρκούν τα στοιχεία για να βρούμε μια σχέση ανάμεσα στη συχνότητα f1 και στη συχνότητα f0. 2. Ολική ανάκλαση μπορεί να συμβεί στη περίπτωση όπου: α. μία μονοχρωματική ακτίνα μεταβαίνει από το κενό στο νερό. β. μια μονοχρωματική ακτίνα μεταβαίνει από οπτικά πυκνό μέσο σε οπτικά αραιό μέσο. γ. μια μονοχρωματική ακτίνα μεταβαίνει από οπτικό μέσο με δείκτη διάθλασης n1 σε οπτικό μέσο με δείκτη διάθλασης n2 > n1. δ. μια μονοχρωματική ακτίνα μεταβαίνει από ένα υλικό μέσο με δείκτη διάθλασης n1 σε οπτικό μέσο με δείκτη διάθλασης n2 n1. 3. Ένα ηλεκτρικό ορτίο εκτελεί κυκλική κίνηση. Σο ορτίο αυτό δημιουργεί ηλεκτρομαγνητικό κύμα: α. μόνο στην περίπτωση που η κίνηση του ορτίου γίνεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα ω. β. μόνο στην περίπτωση που η κίνηση του ορτίου γίνεται με σταθερή γωνιακή επιτάχυνση αγων. γ. σε κάθε περίπτωση που η κίνηση του ορτίου γίνεται με γωνιακή επιτάχυνση αγων ανεξάρτητα αν αυτή είναι σταθερή ή όχι. δ. σε κάθε περίπτωση είτε η γωνιακή ταχύτητα ω είναι σταθερή είτε μεταβάλλεται.

2 4. Ο δίσκος του σχήματος ακτίνας R κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει στο οριζόντιο επίπεδο με γωνιακή ταχύτητα ω. Σο σημείο ω του κυκλικού δίσκου που εάπτεται κάθε στιγμή με το έδαος έχει γραμμική ταχύτητα: R α. 0. β. 2 ω R. γ. ω R. δ. ω R 2. ΜΟΝΑΔΕΣ 2, 5 5. Μηχανικά στερεά ονομάζονται τα υποθετικά στερεά που: α. δεν παραμορώνονται όταν τους ασκούμε δυνάμεις. β. παραμορώνονται μόνο αν η δύναμη που ασκηθεί σε αυτά υπερβεί μια ορισμένη τιμή. γ. εκτελούν μόνο μεταορικές κινήσεις. δ. εκτελούν μόνο περιστροικές κινήσεις. 6. Ένα εγκάρσιο γραμμικό αρμονικό κύμα διαδίδεται σε κατακόρυο ελαστικό μέσο (άξονας y y), όπως αίνεται δίπλα. Αν το σημείο Μ του ελαστικού μέσου έχει κάποια χρονική στιγμή ταχύτητα u λόγω της ταλάντωσής του, όπως αίνεται στο σχήμα, τότε το κύμα διαδίδεται: α. από κάτω προς τα πάνω. β. από πάνω προς τα κάτω. γ. από δεξιά προς τα αριστερά. δ. από αριστερά προς τα δεξιά. 7. Μια μονοχρωματική ακτίνα ωτός προσπίπτει στη διαχωριστική επιάνεια «αέρα νερού» υπό γωνία θ όπως αίνεται στο σχήμα. Η ακτινοβολία κατά ένα μέρος της ανακλάται και το υπόλοιπο διαθλάται. Σο μήκος κύματος της προσπίπτουσας ακτίνας είναι: α. ίσο με το μήκος κύματος της διαθλώμενης ακτίνας. β. ίσο με το μήκος κύματος της ανακλώμενης ακτίνας. γ. ίσο με το μήκος κύματος και της ανακλώμενης και της διαθλώμενης ακτίνας. δ. διαορετικό και από το μήκος κύματος της ανακλώμενης ακτίνας και από το μήκος κύματος της διαθλώμενης ακτίνας. 8. Σο παρατηρούμενο «σπάσιμο» μιας ράβδου της οποίας ένα τμήμα είναι βυθισμένο στο νερό οείλεται στο αινόμενο της: α. διάχυσης. β. ανάκλασης. γ. διάθλασης. δ. συμβολής. θ y Μ u

3 9. Αυτοκίνητο κινείται με κατεύθυνση από το νότο προς το βορρά και κάποια στιγμή ο οδηγός ρενάρει. Αν κατά τη διάρκεια του ρεναρίσματος, οι τροχοί του κυλίονται χωρίς να ολισθαίνουν, η γωνιακή επιβράδυνση των τροχών του έχει ορά από: α. τη δύση προς την ανατολή. β. την ανατολή προς τη δύση. γ. το νότο προς το βορρά. δ. το βορρά προς το νότο. 10. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν με ( Σ ) αν είναι σωστές ή με ( Λ ) αν είναι λανθασμένες: α. Αν διπλασιάσουμε το πλάτος ταλάντωσης σ' ένα αρμονικό κύμα, τότε διπλασιάζεται η ταχύτητα διάδοσης του κύματος. β. την ομαλά μεταβαλλόμενη περιστροική κίνηση η γωνιακή επιτάχυνση περιστροής του στερεού παραμένει σταθερή. γ. Σα εγκάρσια και τα διαμήκη κύματα διαδίδονται και στα στερεά και στα υγρά και στα αέρια σώματα. δ. Όταν η κίνηση ενός σώματος παρουσιάζει διακροτήματα, το πλάτος της κίνησής του μεταβάλλεται. ε. Η ροπή του ζεύγους δύο δυνάμεων επηρεάζεται από τον άξονα περιστροής του στερεού ως προς τον οποίο υπολογίζεται. ΘΕΜΑ 2 Ο 1. το διπλανό σχήμα αίνεται η πορεία μιας μονοχρωματικής ακτίνας η οποία συναντάει κάθετα την πλευρά ΑΒ B ορθογωνίου πρίσματος τομής ορθογωνίου τριγώνου με γωνία B = 30 ο. Α. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση: Αν το πρίσμα περιβάλλεται από αέρα με A δείκτη διάθλασης nαέρ = 1 τότε ο δείκτης διάθλασης του πρίσματος είναι: α. n = 1,2 β. n = 1 / 2 γ. n = 2 30 o nαέρ = 1 Β. Δικαιολογείστε την απάντησή σας. 2. Δυο σύγχρονες πηγές κυμάτων Π1 και Π2 βρίσκονται στην ελεύθερη επιάνεια μιας ήρεμης λίμνης. Οι δύο πηγές ταλαντώνονται με εξισώσεις απομάκρυνσης y1 = A ημ(ω t + 0), (S.I) και y2 = A ημ(ω t + 0), (S.I) αντίστοιχα. Κάποια χρονική στιγμή t τα κύματα που παράγουν οι δύο πηγές συμβάλλουν σε ένα σημείο της επιάνειας της λίμνης. Α. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση: Σο πλάτος ταλάντωσης Α λόγω συμβολής των δύο κυμάτων στο σημείο : α. εξαρτάται από την αρχική άση 0 των δύο πηγών. β. δεν εξαρτάται από την αρχική άση 0 των δύο πηγών. n

4 Β. Δικαιολογείστε την απάντησή σας. 3. Η ομογενής ράβδος Α του διπλανού σχήματος έχει μάζα Μ και μήκος L. τη ράβδο ασκείται ζεύγος δυνάμεων F1 και F2 = F1 και η ράβδος περιστρέεται σε κατακόρυο επίπεδο γύρω από οριζόντιο σταθερό άξονα που περνάει από το κέντρο μάζας της Ο. A. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση: Η ροπή του ζεύγους έχει μέτρο: α. F1 L, β. F1 L ημ, γ. F1 L συν. B. Δικαιολογήστε την απάντησής σας. 4. Μία κιμωλία κυλινδρικού σχήματος κυλάει σε οριζόντιο τραπέζι χωρίς να ολισθαίνει πάνω σε αυτό. Κάποιος μαθητής ισχυρίζεται ότι υπάρχουν περισσότερα από ένα σημεία της κιμωλίας που έχουν, την ίδια χρονική στιγμή, ολική ταχύτητα ίση με μηδέν. A. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση: Κατά τη γνώμη σας, η άποψη αυτή είναι: α. σωστή. β. λάθος. Β. Δικαιολογήστε την απάντησή σας. ΘΕΜΑ 3 Ο Η λεπτή ομογενής ράβδος Α του σχήματος έχει μήκος L = 2 m και μάζα Μ = 3 kg. Η ράβδος ισορροπεί οριζόντια με τη βοήθεια αβαρούς και μη εκτατού νήματος όπως αίνεται στο διπλανό σχήμα. Η ράβδος έχει τη δυνατότητα να περιστρέεται χωρίς τριβές γύρω από οριζόντιο σταθερό άξονα κάθετο σε αυτή που διέρχεται από το ένα άκρο της Α. Σο όριο θραύσης του νήματος (μέγιστη τάση που μπορεί να ασκήσει το νήμα χωρίς οριακά να κοπεί) είναι Tθρ = 70 Ν και η διεύθυνση του νήματος σχηματίζει με την κατακόρυο, γωνία = 60 ο. Πάνω στη ράβδο ισορροπεί μικρό κυβικό κιβώτιο με μάζα m1 = 4 kg. Δίνεται g = 10 m / sec 2. Α. Να υπολογίσετε: α. τη μέγιστη απόσταση του κιβωτίου από το άκρο Α της ράβδου ώστε το νήμα μόλις που να μην κόβεται. β. τη δύναμη που δέχεται η ράβδος από τον άξονα περιστροής. Β. Να βρείτε πόσο θα έπρεπε να ήταν το όριο θραύσης του νήματος ώστε το μικρό σώμα να ισορροπούσε στο άκρο της ράβδου.. Ενώ το σώμα ισορροπεί στη θέση που βρήκατε στο ερώτημα (Α) κάποια A m1 L F2 Ο Α F1

5 στιγμή κόβεται το νήμα. Αν ο συντελεστής στατικής τριβής μεταξύ του σώματος και της ράβδου είναι μστ = 3 3 και ο κύβος έχει πλευρά h, να ελέγξετε αν το σώμα ανατρέπεται πριν ολισθήσει ή το αντίστροο καθώς η ράβδος αρχίζει να περιστρέεται γύρω από το άκρο της Α. ΜΟΝΑΔΕΣ 7 ΘΕΜΑ 4 Ο Μια πηγή παραγωγής ραδιοκυμάτων βρίσκεται στην αρχή Ο (x = 0) του θετικού ημιάξονα Οx. Η πηγή παράγει ένα ραδιοκύμα (Η/Μ) που διαδίδεται στο κενό κατά μήκος του ημιάξονα Οx προς τη θετική κατεύθυνση. το σημείο x = + 1,125 m του ημιάξονα και κάθετα σε αυτόν είναι τοποθετημένη μια επίπεδη, πλήρως ανακλαστική, μεταλλική επιάνεια. Σο ραδιοκύμα προσπίπτει στην μεταλλική επιάνεια και ανακλάται με αποτέλεσμα τη δημιουργία στάσιμου Η/Μ κύματος. Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου του προσπίπτοντος κύματος δίνεται από την εξίσωση: Ε = ημ2 π ( t - 2 x), (S.I.) Θεωρούμε ότι στην αρχή μέτρησης των αποστάσεων (x = 0) δημιουργείται κοιλία του στάσιμου Η/Μ κύματος ενώ στην ανακλαστική επιάνεια δημιουργείται δεσμός του στάσιμου Η/Μ κύματος. Επίσης θεωρούμε ως χρονική στιγμή t0 = 0 τη στιγμή όπου στη θέση x = 0 η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου του στάσιμου Η/Μ κύματος είναι μηδέν και στην αμέσως επόμενη χρονική στιγμή πρόκειται να πάρει θετική τιμή (ο ρυθμός μεταβολής της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου είναι θετικός για t0 = 0). Δίνεται η ταχύτητα των Η/Μ κυμάτων στο κενό, c = m / sec. Α. Nα γράψετε την εξίσωση της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου του ανακλώμενου καθώς και του στάσιμου Η/Μ κύματος που προκύπτει. Β. Να βρείτε το πλήθος των δεσμών του στάσιμου κύματος από την αρχή μέτρησης των αποστάσεων έως τη θέση όπου βρίσκεται η ανακλαστική επιάνεια και να προσδιορίσετε τη θέση του πλησιέστερου δεσμού στο σημείο x = 0,9 m.. Να σχεδιάσετε το στιγμιότυπο της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου του 3 στάσιμου Η/Μ κύματος τη χρονική στιγμή t = 10-8 sec. 24 Δ. α. Εάν η πηγή των ραδιοκυμάτων παράγει Η/Μ με μήκη κύματος 0,5 m λ 4 m, να υπολογίσετε το πλήθος των διαορετικών συχνοτήτων που μπορούν να δώσουν στάσιμο κύμα στη περιοχή από το x = 0 έως και τη θέση x = 1,125 m έτσι ώστε στη θέση x = 0 να εμανίζεται πάντα κοιλία και στη x = 1,125 m δεσμός. β. ια ποια από τις συχνότητες που βρήκατε επιτυγχάνεται ο μέγιστος αριθμός δεσμών και πόσοι είναι αυτοί οι δεσμοί; ΜΟΝΑΔΕΣ 2 ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ!!!