ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Transcript

1 ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΠΟ ΤΟ ΒΙΒΛΙΟ: ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΥΓΓΡΑΦΕΙΣ: ΤΣΙΤΣΑΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ- ΠΑΠΑΤΣΑΚΩΝΑΣ ΗΜΗΤΡΗΣ ΘΕΜΑ 1 ο Επιλέξτε τη σωστή απάντηση σε κάθε µία από τις ερωτήσεις που ακολουθούν. 1. Η θερµοκρασία ενός ιδανικού αερίου ελαττώνεται, όταν το αέριο εκτονώνεται: α) ισόθερµα β) αδιαβατικά γ) σε πολύ µεγάλο όγκο, µε οποιονδήποτε τρόπο δ) ισοβαρώς 2. Ωµική αντίσταση διαρρέεται από εναλλασσόµενο ρεύµα της µορφής i=i ηµωt. Η θερµότητα που ελευθερώνεται η ωµική αντίσταση σε συγκεκριµένο χρόνο τετραπλασιάζεται, όταν διπλασιαστεί: α) η περίοδος β) η γωνιακή συχνότητα γ) η ενεργός ένταση δ) η συχνότητα του εναλλασσόµενου ρεύµατος 3. Ένα πηνίο << αντιδρά>> σε κάθε µεταβολή της έντασης του ρεύµατος που το διαρρέει. Στη µηχανική, ένα σώµα <<αντιδρά>> σε κάθε µεταβολή της ταχύτητάς του. Αντίστοιχο µέγεθος του συντελεστή αυτεπαγωγής L ενός πηνίου για ένα σώµα στη µηχανική, είναι: α) η ταχύτητά του β) η ορµή του γ) η κινητική του ενέργεια δ) η µάζα του 4. Μια βενζινοµηχανή έχει απόδοση περίπου: α) 40% β) 20% γ) 10% δ) 50% - 1 -

2 5. Αντιστοιχείστε κατάλληλα τα στοιχεία στις στήλες που ακολουθούν. ΣΤΗΛΗ Α ΣΤΗΛΗ Β α. Συχνότητα εναλλασσόµενης 1. Volt/m τάσης β. Συντελεστής αυτεπαγωγής 2. Watt γ. Παγκόσµια σταθερά 3. Hertz δ. Ένταση ηλεκτρικού πεδίου 4. L atm/mol K ε. Θερµική ισχύς 5. Henry ΘΕΜΑ 2 ο 1. Ιδανικό αέριο βρίσκεται αρχικά στην κατάσταση θερµοδυναµικής ισορροπίας Α. Το αέριο µεταβαίνει αντιστρεπτά στην κατάσταση θερµοδυναµικής ισορροπίας Β, σύµφωνα µε την εξίσωση P V 3 =σταθ Α) Αν το αέριο συµπιέστηκε κατά την αντιστρεπτή µεταβολή Α Β, η θερµοκρασία του: ( επιλέξτε ) α) αυξήθηκε β) µειώθηκε Β) Η ενεργός ταχύτητα των µορίων του ιδανικού αερίου στην κατάσταση ισορροπίας Β είναι διπλάσια της αντίστοιχης ενεργούς ταχύτητας στην κατάσταση ισορροπίας Α, αν: ( επιλέξτε ) α) P B = 2P A β) P B = P A /4 γ) P B = 8P A δ) P B = P A /2 ΜΟΝΑ ΕΣ 4 2. Φορτισµένο σωµατίδιο εκτελεί οµαλή κυκλική κίνηση στο εσωτερικό οµογενούς µαγνητικού πεδίου. Αν αυξήσουµε την τιµή της έντασης του µαγνητικού πεδίου, τότε: Α) Η ακτίνα περιστροφής του φορτισµένου σωµατιδίου α) αυξάνεται - 2 -

3 β) µειώνεται Β) Η συχνότητα περιστροφής του φορτισµένου σωµατιδίου α) αυξάνεται β) µειώνεται 3. Ορισµένη ποσότητα ιδανικού αερίου εκτονώνεται ισόθερµα, µέχρι τετραπλασιασµού του αρχικού της όγκου. Α. Η πυκνότητα του αερίου:(επιλέξτε) α) τετραπλασιάζεται β) παραµένει σταθερή γ) διπλασιάζεται δ) υποτετραπλασιάζεται Β. Η εσωτερική ενέργεια του αερίου:(επιλέξτε) α) παραµένει σταθερή β) τετραπλασιάζεται γ) ισούται µε το έργο W που παράγει το αέριο δ) µηδενίζεται. ΜΟΝΑ ΕΣ 3 ΘΕΜΑ 3 ο Πηγή εναλλασσόµενης τάσης µε εξίσωση υ=200 ηµ[(π/2)t] (S.I.) Συνδέεται στα άκρα ωµικής αντίστασης R. Η µέγιστη ένταση ρεύµατος που διαρρέει την αντίσταση είναι 10 A. α) Να γράψετε την εξίσωση της έντασης του εναλλασσόµενου ρεύµατος που διαρρέει το κύκλωµα. ΜΟΝΑ ΕΣ 6 β) Υπολογίστε την τιµή της ωµικής αντίστασης R ΜΟΝΑ ΕΣ 6-3 -

4 γ) Υπολογίστε την µέση ισχύ που καταναλώνεται στο κύκλωµα ΜΟΝΑ ΕΣ 6 δ) Βρείτε τη τάση στα άκρα της αντίστασης, τη χρονική στιγµή t=τ/6, όπου Τ η περίοδος της εναλλασσόµενης τάσης. ΜΟΝΑ ΕΣ 7 ΘΕΜΑ 4 ο Ιδανικό αέριο αποτελείται από Ν=100 µόρια, που παρουσιάζουν την ακόλουθη κατανοµή ταχυτήτων: Αριθµός µορίων Ταχύτητα (m/s) α) Να υπολογίσετε την µέση τιµή των ταχυτήτων των µορίων του ιδανικού αερίου ΜΟΝΑ ΕΣ 7 β) Να υπολογίσετε την ενεργό ταχύτητα των µορίων του ιδανικού αερίου ΜΟΝΑ ΕΣ 8 γ) Να υπολογίσετε την τιµή του λόγου P/ρ, όπου Ρ η πίεση και ρ η πυκνότητα του ιδανικού αερίου. ΜΟΝΑ ΕΣ 10 ίνεται: 9407,5=97 ΛΥΣΕΙΣ Θέµα 1 ο 1. β) 2. γ) 3. δ) 4. β) 5. α. 3 β. 5 γ. 4 δ. 1 ε

5 Θέµα 2 ο 1. Α) α) αυξήθηκε P V=nRT P V 3 =σταθ (nrt)v 3 /V=σταθ (nrt)v 2 =σταθ Τ=σταθ/ nrv 2 Τ=σταθ/ V 2 και επειδή V B <V A (συµπίεση) θα έχουµε: Τ Β >Τ Α B) γ) P B = 8P A υ εν(β) = 3ΚT Β /m υ εν(a) = 3ΚT A /m Με διαίρεση των παραπάνω σχέσεων έχουµε: υ εν(β) / υ εν(a) = T B /T A T B /T A =2 T B /T A =4 T B =4T A 1 Τ=σταθ/ V 2 Τ V 2 =σταθ Τ Α V Α 2 = Τ Β V Β 2 1 Τ Α V Α 2 = 4Τ Α V Β 2 V Α 2 /V Β 2 =4 V A /V B =2 V A =2V B 2 P V 3 =σταθ P Α V Α 3 = P Β V Β 3, οπότε λόγω της 2 θα έχουµε: P Α 8V B 3 = P Β V Β 3 P B = 8P A 2. A) β) µειώνεται Η ακτίνα περιστροφής του φορτισµένου σωµατιδίου µέσα στο οµογενές µαγνητικό πεδίο είναι R=mυ/ q B, άρα αύξηση της τιµής της έντασης του µαγνητικού πεδίου συνεπάγεται µείωση της ακτίνας περιστροφής του. Β) α) αυξάνεται Τ=2πm/ q B και επειδή f=1/t, θα έχουµε f= q B/2πm Από την τελευταία σχέση φαίνεται πως η συχνότητα περιστροφής του φορτισµένου σωµατιδίου αυξάνεται όταν αυξήσουµε την τιµή της έντασης του µαγνητικού πεδίου. 3. Α. δ) υποτετραπλασιάζεται p=m/v και επειδή V τελ = 4V αρχ, θα έχουµε: p τελ = p αρχ /4 B. α) παραµένει σταθερή - 5 -

6 U=(3/2) n R T και επειδή T=σταθ.(ισόθερµη), θα έχουµε: U=σταθ. Θέµα 3 ο α) Το πλάτος της έντασης του εναλλασσόµενου ρεύµατος είναι I=10A. Τάση και ένταση είναι συµφασικά µεγέθη αφού το κύκλωµα αποτελείται από ωµική αντίσταση, συνεπώς η ζητούµενη εξίσωση του εναλλασσόµενου ρεύµατος είναι i=10ηµ[(π/2)] β) R=V/I=(200/10)Ω R=20Ω γ) Ρ= V εν Ι εν και επειδή V εν = V/ 2 και Ι εν = Ι/ 2, θα έχουµε: Ρ= (V Ι)/( 2 / 2) Ρ= (V Ι)/2 Ρ= (200 10)/2 Ρ= 1000 Watt δ) υ=200 ηµ[(π/2)t] και επειδή ω=2π, θα έχουµε υ=200 ηµ(ωt) Σύµφωνα µε τα δεδοµένα της άσκησης: t=t/6. Οπότε: υ=200 ηµ[(ω Τ)/6]. Γνωρίζοντας ότι: ω=2π/τ, θα έχουµε: υ=200 ηµ[(2π/τ) (Τ/6)] υ=200 ηµ(π/3)=200 ( 3/2) Volt υ=100 3 Volt ΘΕΜΑ 4 ο α) υ=ν 1 υ 1 + Ν 2 υ 2 + Ν 3 υ 3 + Ν 4 υ 4 + Ν 5 υ 5 + Ν 6 υ 6 Ν ολ = m/s 100 υ= 96 m/s β) Θα έχουµε: υ εν = υ

7 υ 2 = Ν 1 υ Ν 2 υ Ν 3 υ Ν 4 υ Ν 5 υ Ν 6 υ 6 2 Ν ολ = m 2 /s υ 2 =9407,5 m 2 /s 2 1 υ εν = 9407,5 m/s υ εν =97 m/s γ) Από τη σχέση που δίνει την ενεργό ταχύτητα των µορίων σε συνάρτηση µε την απόλυτη θερµοκρασία του ιδανικού αερίου, έχουµε: υ εν = 3ΚΤ/m και επειδή K=R/N A υ εν = 3RΤ/ N A m Γνωρίζουµε όµως ότι: N A m=μ. Άρα: υ εν = 3RΤ/ Μ και λόγω καταστατικής εξίσωσης: Ρ=(ρ/m)RT ή καλύτερα RT/M=P/ρ, θα έχουµε: υ εν = 3Ρ/ ρ Ρ/ ρ= (υ εν 2 /3)=(9407,5/3) m 2 /s 2 Ρ/ ρ= 3135,83 m 2 /s 2 ή J/Kg - 7 -