ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

Transcript

1 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 8 ΓΙΑ ΤΑ ΑΝΩΤΕΡΑ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΙΔΡΥΜΑΤΑ Μάθημα: ΦΥΣΙΚΗ 4ωρο Τ.Σ. Ημερομηνία και ώρα εξέτασης: Σάββατο, 7 Ιουνίου π.μ. 14. μ.μ. Προτεινόμενες Λύσεις ΜΕΡΟΣ Α : 1. (α) (β) 1 1 E = Δ K ( x), 1 ( x) ( x),4 x,m Δ = Δ Δ = Δ = (Μονάδες ) 1 1 E Δ = K ( Δx) E Δ = 1,4 E Δ =,8J (Μονάδες 3). (α) Συντονισμός ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο το πάτος της εξαναγκασμένης ταάντωσης γίνεται μέγιστο και αυτό συμβαίνει όταν η συχνότητα του διεγέρτη γίνει περίπου ίση με την ιδιοσυχνότητα του τααντωτ. (Μονάδες 3) (β) Παράδειγμα: Στην ακουστικ η παραγωγ και ενίσχυση μουσικών χων στα μουσικά όργανα. Στον ηεκτρισμό για να ακούσουμε καθαρά στο δέκτη μας το σμα ενός ραδιοσταθμού κπ. (Μονάδες ) 3. (α) Στηρίζεται στα φαινόμενα της συμβος και της περίθασης (β) y D α yα D 1, 8 1, 1 6 (Μονάδες ) 3 9 = = = = 6 1 = 6nm (Μονάδες 3) 4. (α) Μεγαύτερη φάση έχει το σημείο Α γιατί xa < xb και αφού το κύμα διαδίδεται προς τα δεξιά, το σημείο Α ξεκινά να τααντώνεται πιο νωρίς από ότι το Β. (Μονάδες 3) Δx (β) Η διαφορά φάσης για δύο σημεία δίνεται από τη σχέση Δ ϕ = π.

2 Από το σχμα: = mκαι Δ x= x x = (,5,5) m = m. Άρα B A / Δ ϕ = π rad = π rad. (Μονάδες ) / 5. (α) Η επαγωγικ τάση στα άκρα ενός αγωγού έχει τέτοια ποικότητα ώστε τα αποτεέσματά της ( Iεπ, B και F ) να αντιτίθενται στην αιτία που την προκαεί. (Μονάδες ) (β) Στην πευρά α του πηνίου δημιουργείται νότιος πόος έτσι ώστε να απωθεί το μαγντη και να αντιτίθεται στην αύξηση της μαγνητικς ρος μέσα από το πηνίο. (Μονάδες 3) 6. (α) (1) Στα τρέχοντα κύματα υπάρχει διάδοση ενέργειας ενώ στα στάσιμα όχι. () Στα τρέχοντα κύματα όα τα σημεία πάονται με το ίδιο πάτος ενώ στα στάσιμα κύματα υπάρχουν σημεία που είναι ακίνητα (δεσμοί), σημεία που πάονται με μέγιστο πάτος (κοιίες) και σημεία που πάονται με ενδιάμεσα πάτη. (Δεκτές και οποιεσδποτε άες διαφορές) (Μονάδες ) T (β) Στον επιπέον χρόνο Δ t =, τα σημεία του εαστικού μέσου θα εκτεέσουν επιπέον μισ ταάντωση, οπότε θα βρεθούν σε αντίθετη απομάκρυνση. Το στιγμιότυπο του στάσιμου κύματος θα είναι: (Δεκτ η απάντηση αν δοθεί απώς το στιγμιότυπο) (Μονάδες 3)

3 3 ΜΕΡΟΣ Β : 7. (α) (i) Για περιορισμό του σφάματος στη μέτρηση της περιόδου. (Μονάδες ) (ii) Από τη γραφικ παράσταση T = f( ), προκύπτει ότι η κίση της 4π ευθείας είναι ίση με g. 4π 4π 4π Άρα, = g= = 1 m s (Μονάδες 4) g,4,1 (β) Η συνισταμένη δύναμη στο εκκρεμές είναι Σ F = mgημθ. x Για μικρές γωνίες σε ακτίνια, ισχύει ημθ θ =. x Άρα, Σ F = mg = Dx, οπότε ικανοποιείται η αναγκαία συνθκη για να εκτεεί το σώμα απ αρμονικ ταάντωση. (Μονάδες 4) 8. (α) (i) Στα ηχητικά κύματα έχουμε διαταραχ των υικών σημείων (των σωματιδίων) του μέσου, ενώ στα ηεκτρομαγνητικά κύματα έχουμε διαταραχ του ηεκτρικού και του μαγνητικού πεδίου. Ως συνέπεια αυτών των διαταραχών τα ηεκτρομαγνητικά κύματα μπορούν να διαδοθούν και στο κενό ενώ τα ηχητικά κύματα χρειάζονται πάντα κάποιο μέσο για να διαδοθούν. ( Μονάδες ) (ii) Στα εγκάρσια κύματα η διεύθυνση ταάντωσης είναι κάθετη στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος (ηεκτρομαγνητικά κύματα, εγκάρσιο κύμα που διαδίδεται σε χορδ), ενώ στα διαμκη η διεύθυνση ταάντωσης είναι παράηη με τη διεύθυνση διάδοσης του κύματος (ηχητικά κύματα, διάμηκες κύμα που διαδίδεται σε εατριο). (Μονάδες ) t x (β) Από τη γενικ εξίσωση y = yημ π συγκρίνοντας την με T και την y = ημ π ( t,5x) έχουμε: Πάτος: y = cm Περίοδος: π 1 1 = π = 1 T = s =,1s T T 1 Μκος κύματος: π 1 1 =,5π = = 4cm 4 (Μονάδες 6)

4 4 9. (α) (i) Για να υπάρχ ει ενισχυτικ συμβο σε ένα σημείο θα πρέπει η διαφορά δρόμου που διανύουν τα κύματα μέχρι να φθάσουν στο σημείο να είναι ακέραιο ποαπάσιο του μκους κύματος, δηαδ Δ x = K, όπου K ακέραιος και το μκος κύματος. (Μονάδες ) (ii) Για να υπάρχει καταστροφικ συμβο σε ένα σημείο θα πρέπει η διαφορά δρόμου που διανύουν τα κύματα μέχρι να φθάσουν στο σημείο να είναι περιττό ποαπάσιο του μισού μκους κύματος, δηαδ Δ x= (K + 1), όπου K ακέραιος. (Μονάδες ) (β) Από το σχμα φαίνεται ότι στο σημείο Σ παρατηρείται καταστροφικ συμβο και ότι Δ x =. Άρα ΑΣ ΒΣ = cm 18cm = = 4cm (Μονάδες 3) Η ταχύτητα διάδοσης κύματος δίνεται από τη σχέση υ = f. Άρα υ = 4 1 5m/s=, m/s. ( Μονάδες 3) 1. (α) Η ηεκ τρεγερτικ δύναμη από επαγωγ σε ένα αγωγό είναι ανάογη με το ρυθμό μεταβος της μαγνητικς ρος. dφ E = επ N, όπου dt E επ : ηεκτρεγερτικ δύναμη από επαγωγ N : αριθμός των σπειρών ( σταθερά αναογίας) dφ : ρυθμόs μεταβος της μαγνητικς ρος (Μονάδες 4) dt (β) ( i) Δεν εμφανίζεται επαγωγικ τάση στο χρονικό διάστημα από 1s s διότι η μαγνητικ ρο δε μεταβάεται με την πάροδο του χρόνου. (Μονάδες 3) (ii) Η μεγαύτερη απόυτη τιμ της επαγωγικς τάσης εμφανίζεται στο χρονικό διάστημα από 1s διότι η ίδια μεταβο της μαγνητικς ρος πραγματοποιείται σε μικρότερο χρονικό διάστημα σε σύγκριση με το χρονικό διάστημα s 4s. (Μονάδες 3)

5 5 ΜΕΡΟΣ Γ : 11. (α) Περίοδος T =,6s Συχνότητα, 1 1 f = 1, 67 Hz T =,6 = Πάτος ταάντωσης, y = cm. (β) Η περίοδος της ταάντωσης δεν θα μεταβηθεί (Μονάδες 1,5) διότι η περίοδος (του συστματο ς ) μάζας-εατηρίου ( του τααντωτ αυτού) είναι ανεξάρτη τη του g: m T = π K (Μονάδες 1,5) (γ) (i) E Kμεγ 1 = mυ 1,1 (, 1) = 3 =, 1 J E Kμεγ = E Δμεγ = 1 Dy 1 = mω y π,1 (,) 1 =,6 3 =, 1 J (ii) Στους χρόνους,15s και, 45s (Μονάδες 3) (δ) Λόγω αντίστασης του αέρα απώεια μηχανικς ενέργειας όγω τριβών Οτιδποτε άο σχετικό (Μονάδες 3)

6 6 1. (α) Κ ur B Μ uur F Α Ι Γ Λ R Ν (Μονάδες 4) (β) (i) Αφού ο αγωγός κινείται με σταθερ ταχύτητα η συνισταμένη δύναμη που ασκείται σ αυτόν είναι μηδέν, δηαδ, Σ F = B F =. Άρα F = B= m g =, 1 = N (ii) Από τη σχέση για τ η δύναμη Λαπάς (aplace) F = B I l (Μονάδες 4) F προκύπτει ότι I = I = I = A (Μονάδες 4) B l 11 (iii) Δυναμικ (βαρυτικ) ενέργεια του αγωγού μετατ ρέπεται σε ηεκτρικ, η οπ οία στη συνέχεια μετατρέπεται σε θερμικ στην αντίσταση. (Μονάδες 3) ΤΕΛΟΣ