ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 19/01/2014

Transcript

1 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 19/01/2014 ΘΕΜΑ 1ο Α. Όταν αυξάνεται το πλάτος ενός μηχανικού κύματος που διαδίδεται σε ομογενές ελαστικό μέσο: α) αυξάνεται η ταχύτητά του. β) αυξάνεται η ενέργεια ταλάντωσης κάθε σημείου του ελαστικού μέσου. γ) αυξάνεται το μήκος κύματος. δ) αυξάνεται η συχνότητα του. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση. Β. Εγκάρσιο αρμονικό κύμα διαδίδεται στην αρνητική κατεύθυνση του άξονα x x. Ποια από τις παρακάτω σχέσεις για την εξίσωση του κύματος είναι λάθος; α. y=a ημω (t+ x ) u β. y=a ημ2π (ft+ x ) λ γ. y=a ημ2π ( t δ. y=a ημ2π ( t + T T x λ x λ ) ) Γ. Σε ένα σημείο Μ του ελαστικού μέσου δυο κύματα συμβάλλουν ενισχυτικά όταν:

2 α. φτάνουν ταυτόχρονα κοιλάδες β. φτάνουν ταυτόχρονα ένα όρος και μια κοιλάδα γ. η διαφορά των αποστάσεων του Μ από τις πηγές είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του λ/2 και οι πηγές είναι σύγχρονες μεταξύ τους δ. η διαφορά των αποστάσεων του Μ από τις πηγές είναι περιττό πολλαπλάσιο του λ/2. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση. Δ. Σε ένα στάσιμο όλα τα σημεία μεταξύ δυο διαδοχικών: α) δεσμών έχουν το ίδιο πλάτος ταλάντωσης. β) κοιλιών έχουν την ίδια φάση. γ) δεσμών παρουσιάζουν διαφορά φάσης μηδέν. δ) κοιλιών παρουσιάζουν διαφορά φάσης π. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση. Ε. Να χαρακτηρίσετε τις επόμενες προτάσεις με Σ ή Λ: α) Κάθε φορά που συμβάλλουν δυο κύματα έχουμε σχηματισμό στασίμων. β) Τα σημεία μεταξύ δυο δεσμών που ταλαντώνονται με μέγιστο πλάτος λέγονται στάσιμα. γ) Η απόσταση μεταξύ δυο διαδοχικών δεσμών ενός στασίμου είναι λ/2. δ) Κατά μήκος ενός στασίμου η ενέργεια δε μεταφέρεται.

3 ε) Όλα τα σημεία μιας χορδής στην οποία έχουν δημιουργηθεί στάσιμα έχουν την ίδια φάση. (5) ΣΤ. Το μήκος κύματος λ, η ταχύτητα u και η συχνότητα f ενός κύματος, συνδέονται με τη σχέση: α. λ= u f β. λ=u f γ. f=u λ δ. λ= f u Επιλέξτε τη σωστή απάντηση. ΘΕΜΑ 2 ο Α. Ένα γραμμικό κύμα, που διαδίδεται κατά μήκος ενός ομογενούς ελαστικού μέσου, παράγεται από πηγή η οποία ταλαντώνεται σύμφωνα με τη σχέση y=a ημ2πft. Αν διπλασιάσουμε τη συχνότητα ταλάντωσης της πηγής τότε, α. θα διπλασιαστεί η ταχύτητα διάδοσης του κύματος. β. θα υποδιπλασιαστεί το μήκος κύματος. γ. θα διπλασιαστεί η μέγιστη ταχύτητα ταλάντωσης των σημείων του ελαστικού μέσου. i. Να χαρακτηρίσετε κάθε πρόταση με Σ (Σωστό) ή Λ (Λάθος). ii. Nα δικαιολογήσετε τους χαρακτηρισμούς των προτάσεων β και γ. (5) Β. Στην επιφάνεια ενός ελαστικού μέσου διαδίδονται εγκάρσια κύματα τα οποία παράγονται από δυο πηγές Ο 1 και Ο 2 οι

4 οποίες ξεκινούν να ταλαντώνονται ταυτόχρονα και έχουν κάθε στιγμή την ίδια φάση. α. Τα δυο κύματα έχουν ίδιες συχνότητες. β. Τα δυο κύματα έχουν ίδιο μήκος κύματος. γ. Στη μεσοκάθετο της Ο 1 Ο 2 συμβαίνει πάντα ενισχυτική συμβολή. i. Να χαρακτηρίσετε κάθε πρόταση με Σ (Σωστό) ή Λ (Λάθος). ii. Nα δικαιολογήσετε τους χαρακτηρισμούς των προτάσεων β και γ. (5) Γ. Κατά μήκος μιας χορδής έχει αποκατασταθεί στάσιμο το οποίο περιγράφεται από την εξίσωση : y= συν 2π x ημ20πt 0,6 (S.I.) α. Η απόσταση 2 διαδοχικών δεσμών είναι 0,6m. β. Η ταχύτητα διάδοσης των κυμάτων, που συμβάλουν για να δημιουργήσουν το στάσιμο, είναι 6m/sec. γ. Το πλάτος ταλάντωσης του σημείου Μ, που απέχει τυχαία απόσταση Χ από κοιλία είναι m. i. Να χαρακτηρίσετε κάθε πρόταση με Σ(Σωστό) ή Λ(Λάθος) (3) ii. Nα δικαιολογήσετε τους χαρακτηρισμούς των προτάσεων α και β. ΘΕΜΑ 3o

5 Ένα γραμμικό κύμα που διαδίδεται προς τα δεξιά κατά μήκος μιας ελαστικής χορδής, περιγράφεται από την εξίσωση : y= ημ (20πt- 2πx) (S.I.) α. Να βρείτε την ταχύτητα διάδοσης του κύματος. β. Να βρείτε ποια σημεία του ελαστικού μέσου έχουν τη χρονική στιγμή t=0,15sec, απομάκρυνση y=1cm. γ. Να σχεδιάσετε το διάγραμμα της φάσης- απόστασης για όλα τα σημεία του ελαστικού μέσου, τη χρονική στιγμή t=0,15 sec. δ. Να σχεδιάσετε το στιγμιότυπο του κύματος τη χρονική στιγμή t=0,15sec, όπου να φαίνονται τα σημεία που υπολογίστηκαν στο ερώτημα β. ΘΕΜΑ 4 Ο z M 18 cm d=40cm Γ Μονάδες(6,6,6,7) Ο Στο σημείο Ο του σχήματος βρίσκεται μια αρμονική πηγή η οποία ταλαντώνεται με συχνότητα f=8hz και δημιουργεί εγκάρσια κύματα πλάτους 3cm, τα οποία διαδίδονται στην επιφάνεια ενός υγρού με ταχύτητα 1,92m/sec.H Γ είναι μια μικρή επιφάνεια παράλληλη προς την οz, που βρίσκεται πάνω

6 στη μεσοκάθετο της ΟΜ,απέχει d=40cm από αυτή και είναι τοποθετημένη κάθετα στο υγρό. Στην επιφάνεια Γ τα κύματα ανακλώνται χωρίς να χάνεται ενέργεια και χωρίς να τροποποιείται η φάση τους. Στο σημείο Μ, το οποίο βρίσκεται πάνω στην ημιευθεία οz και απέχει 18cm από την πηγή Ο φτάνουν 2 κύματα. Ένα απευθείας από την πηγή και ένα από ανάκλαση πάνω στην επιφάνεια Γ. Η πηγή Ο αρχίζει να ταλαντώνεται ημιτονικά και χωρίς αρχική φάση, τη στιγμή t=0. α. Μετά από πόσο χρόνο το σημείο Μ αρχίζει να εκτελεί σύνθετη ταλάντωση; β. πόσο είναι το πλάτος της σύνθετης ταλάντωσης του σημείου Μ; γ. Να υπολογίσετε την ελάχιστη μετατόπιση της επιφάνειας Γ προς μεγαλύτερες αποστάσεις από την Οz, για να ταλαντώνεται το Μ με μέγιστο πλάτος. ( 1944 =44,1) Μονάδες(8,8,9)