ΘΕΜΑ Α Στις παρακάτω προτάσεις Α1-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Transcript

1 53 Χρόνια ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΣΑΒΒΑΪΔΗ-ΜΑΝΩΛΑΡΑΚΗ ΠΑΓΚΡΑΤΙ : Φιλολάου & Εκφαντίδου 26 : Τηλ.: ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 2013 ΘΕΜΑ Α Στις παρακάτω προτάσεις Α1-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. A1. Τη χρονική στιγμή που το φορτίο του πυκνωτή σε ένα κύκλωμα ηλεκτρικών ταλαντώσεων είναι μηδέν: α. η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου του πηνίου είναι μηδέν. β. η τάση από αυτεπαγωγή είναι μέγιστη. γ. η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος είναι μηδενική. δ. ο ρυθμός μεταβολής της έντασης του ρεύματος είναι μηδενικός. Α2. Μεγαλύτερη συχνότητα έχουν: α. τα μικροκύματα. β. οι ακτίνες γ. γ. οι υπέρυθρες. δ. τα ραδιοκύματα. Α3. Ένα σώμα εκτελεί φθίνουσα αρμονική ταλάντωση και το πλάτος του μειώνεται σε συνάρτηση με το χρόνο σύμφωνα με τη σχέση ταλάντωσης υποδιπλασιάζεται σε χρόνο: α. 1s β. 2s γ. 0,5s δ. 1,5s (ln 4) t A Ao e. Το πλάτος της A4. Στη διάταξη του παρακάτω σχήματος τα σώματα έχουν μάζες m 1 και m 2 αντίστοιχα ενώ τα ελατήρια έχουν την ίδια σταθερά k. Το νήμα που συνδέει τα δύο σώματα θεωρείται αβαρές και το σύστημα ισορροπεί σε θέση τέτοια ώστε το ελατήριο στο οποίο ισορροπεί το m 2 να έχει το φυσικό του μήκος. Η δύναμη που ασκεί το ελατήριο στο σώμα m 1 έχει μέτρο: α. F ελ =m 1 g β. F ελ =m 2 g γ.f ελ =(m 1 +m 2 )g δ. F ελ =(m 1 -m 2 )g

2 Α5. Να γράψετε στο τετράδιό σας το γράμμα κάθε πρότασης και δίπλα σε κάθε γράμμα τη λέξη Σωστό, για τη σωστή πρόταση, και τη λέξη Λάθος, για τη λανθασμένη. α. Κατά την ελαστική κρούση δύο σωμάτων η μεταβολή της κινητικής ενέργειας του ενός σώματος είναι αντίθετη της μεταβολής της κινητικής ενέργειας του άλλου σώματος β.το φαινόμενο Doppler ισχύει μόνο για ηχητικά κύματα γ. Στα περισκόπια που χρησιμοποιούνται στα υποβρύχια αξιοποιείται το φαινόμενο της ολικής ανάκλασης δ. Η ροπή ενός ζεύγους δυνάμεων που δρουν σε ένα σώμα, ως προς ένα άξονα, εξαρτάται από την επιλογή του άξονα ε. Το αποτέλεσμα της σύνθεσης δύο αρμονικών ταλαντώσεων που γίνονται πάνω στην ίδια διεύθυνση, γύρω από την ίδια θέση ισορροπίας και έχουν διαφορετικά πλάτη αλλά τις ίδιες συχνότητες είναι μια νέα αρμονική ταλάντωση. ΘΕΜΑ Β Β1. Κύκλωμα LC στο οποίο το πηνίο έχει αντίσταση R εκτελεί εξαναγκασμένη ηλεκτρική ταλάντωση με διεγέρτη πηγή εναλλασσόμενης τάσης συχνότητας f = δ 1 π LC. Το πλάτος της έντασης του ρεύματος στο κύκλωμα τότε, είναι I 1. Mεταβάλλοντας μόνο τη συχνότητα της πηγής διαπιστώνουμε ότι το πλάτος της έντασης του ρεύματος αλλάζει και όταν αυτή γίνει f δ, το πλάτος του ρεύματος γίνεται ξανά Ι 1 = Ι 1. α. Κατά την παραπάνω διαδικασία η συχνότητα του διεγέρτη f δ σε σχέση με την αρχική συχνότητα f δ, είναι i) μεγαλύτερη ii) μικρότερη Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση Mονάδες 1 Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας Mονάδες 3

3 β. Με σταθερή τη συχνότητα της πηγής στην τιμή f δ μεταβάλλουμε τη χωρητικότητα του πυκνωτή από την αρχική της τιμή C μέχρι την τιμή C, για την οποία το πλάτος του ρεύματος από την τιμή Ι 1 παίρνει τη μέγιστη δυνατή του τιμή. Για τις τιμές C και C της χωρητικότητας του πυκνωτή ισχύει: i) C< C ii) C>C Nα επιλέξετε τη σωστή απάντηση Mονάδες 1 Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Mονάδες 3 Β2. Ένα ομογενές άστρο σφαιρικού σχήματος περιστρέφεται γύρω από μια διάμετρό του, με γωνιακή ταχύτητα ω. Στα τελευταία στάδια της ζωής του, το άστρο συρικνώνεται λόγω βαρυτικών δυνάμεων σε αστέρα νετρονίων (Pulsar). Α. Να εξηγήσετε γιατί η μείωση της ακτίνας του οδηγεί σε αύξηση της γωνιακής του ταχύτητας Mονάδες 3 Β. Αν η ακτίνα του άστρου μειωθεί κατά 75% σε σχέση με την αρχική της τιμή, τότε η γωνιακή ταχύτητα του άστρου μετά τη συρρίκνωση θα είναι: α. 4ω β. 8ω γ. 16ω Δίνεται οτι η ροπή αδράνειας του άστρου ως προς τον άξονα περιστροφής του είναι Ι= 2 5 ΜR2 Nα επιλέξετε τη σωστή απάντηση Mονάδες 2 Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Mονάδες 4 B3. Το περιπολικό του σχήματος πλησιάζει προς κατακόρυφο τοίχο με ταχύτητα u u s και ταυτόχρονα εκπέμπει ήχο συχνότητας f.ο παρατηρητής είναι ακίνητος 10 s και αντιλαμβάνεται δύο ήχους. Ο ένας έχει συχνότητα f 1 και έρχεται απευθείας από το περιπολικό και ο άλλος συχνότητα f 2 και φτάνει σ αυτόν από ανάκλαση στον f1 τοίχο. Αν u είναι η ταχύτητα διάδοσης του ήχου στον αέρα, τότε ο λόγος f ίσος με: 2 είναι

4 α. 1 β γ Nα επιλέξετε τη σωστή απάντηση Mονάδες 2 Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Mονάδες 6 ΘΕΜΑ Γ Σε γραμμικό ελαστικό μέσο το οποίο ταυτίζεται με τον άξονα x Οx διαδίδονται δύο αρμονικά κύματα ίδιας συχνότητας και ίδιου πλάτους. Τα κύματα διαδίδονται με αντίθετη κατεύθυνση και συμβάλλοντας δημιουργούν στάσιμο κύμα. Η μέγιστη ταχύτητα ταλάντωσης των σωματιδίων που βρίσκονται στις κοιλίες είναι 160π cm/s. H απόσταση μεταξύ του πρώτου και του τέταρτου δεσμού είναι 0,9m. Tα σημεία του μέσου διέρχονται από τη θέση ισορροπίας τους 240 φορές το λεπτό. Γ1. Να γράψετε την εξίσωση του στάσιμου κύματος, αν στη θέση Ο( x 0 ) εμφανίζεται κοιλία και το σημείο του ελαστικού μέσου που βρίσκεται στη θέση αυτή τη χρονική στιγμή t=0 διέρχεται από τη θέση ισορροπίας του με θετική ταχύτητα. Γ2. Ποια είναι η επιτάχυνση ενός σωματιδίου του μέσου που απέχει 30cm από την αρχή μέτρησης των αποστάσεων (x=0) τη χρονική στιγμή t= 1 16 s; Mονάδες 4 Γ3. Ένα σημείο K του ελαστικού μέσου βρίσκεται στη θέση x 1,35m. Πόσοι δεσμοί σχηματίζονται στο ευθύγραμμο τμήμα ΟΚ; Mονάδες 4 Γ4. Να υπολογίσετε την ελάχιστη και τη μέγιστη απόσταση δύο σημείων Μ και Ν του ελαστικού μέσου, αν γνωρίζουμε ότι τα σημεία Μ και Ν αντιστοιχούν σε δύο διαδοχικές κοιλίες Mονάδες 6

5 Γ5. Να σχεδιάσετε σε βαθμολογημένους άξονες το στιγμιότυπο του στάσιμου κύματος μεταξύ των σημείων Ο και Κ( x 1,35m) τη χρονική στιγμή t = 1 8 s. Mονάδες 6 Δίνεται: 2 10 και ότι 0,73 0,85m ΘΕΜΑ Δ Η τροχαλία του σχήματος μάζας m=3kg και ακτίνας r=0,1m μπορεί να περιστρέφεται χωρίς τριβές γύρω από οριζόντιο άξονα που περνάει από το κέντρο της Ο και είναι κάθετος σε αυτήν. Στο αυλάκι της τροχαλίας περνά αβαρές, μη εκτατό νήμα που από το ένα άκρο του κρέμεται σώμα Σ 2 μάζας m 2 =2kg και στο άλλο άκρο του είναι δεμένος ένας τροχός (Σ 1 ) που έχει μάζα Μ=4kg και ακτίνα R=0,2m. Δ1. Να υπολογίσετε το μέτρο της δύναμης F ώστε το σύστημα να παραμένει ακίνητο Μονάδες 4 Τη χρονική στιγμή t=0 που το σύστημα είναι ακίνητο, αυξάνουμε ακαριαία τη δύναμη, έτσι ώστε να γίνει F=100N. Δ2. Να υπολογίσετε την επιτάχυνση του σώματος Σ 2 Μονάδες 5

6 Για τη χρονική στιγμή που το σώμα Σ 2 έχει ανέλθει κατά h=3m, να υπολογίσετε: Δ3. την ταχύτητα του κέντρου μάζας του τροχού καθώς και τη μετατόπιση του τροχού από την αρχική του θέση Μονάδες 5 Δ4. το μέτρο της στροφορμής της τροχαλίας ως προς τον άξονα περιστροφής της Μονάδες 5 Δ5. το ρυθμό μεταβολής της στροφικής κινητικής ενέργειας του τροχού Μονάδες 6 Δίνονται: η επιτάχυνση της βαρύτητας g=10m/s 2, η ροπή αδράνειας της τροχαλίας ως προς τον άξονα περιστροφής της Ι= 1 2 mr2 και του τροχού ως προς τον άξονα περιστροφής του Ι 1 = 1 2 ΜR2. (Το νήμα είναι αβαρές και δεν ολισθαίνει στο αυλάκι της τροχαλίας και ο τροχός κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει.) Επιμέλεια θεμάτων: Ε. Μανωλαράκης-Γ. Κούτης-Π. Κόρδας-Α. Βλάχος