ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

Transcript

1 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΚΥΡΙΑΚΗ 05/0/ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) ΘΕΜΑ Α Να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1 Α και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α1. Σύμφωνα με το πρότυπο του Bohr για το άτομο του υδρογόνου: α. το ηλεκτρόνιο εκπέμπει συνεχώς ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. β. το άτομο αποτελείται από μια σφαίρα θετικού φορτίου, ομοιόμορφα κατανεμημένου, μέσα στο οποίο είναι ενσωματωμένα τα ηλεκτρόνια. γ. το ηλεκτρόνιο μπορεί να κινείται μόνο σε ορισμένες τροχιές, οι οποίες ονομάζονται επιτρεπόμενες. δ. όταν το ηλεκτρόνιο μεταπηδήσει από μια επιτρεπόμενη τροχιά σε άλλη μεγαλύτερης ενέργειας, εκπέμπεται ένα φωτόνιο. Α2. Όταν μια ακτίνα λευκού φωτός περνά μέσα από ένα πρίσμα, τη μικρότερη εκτροπή παθαίνουν οι: α. ερυθρές ακτίνες. β. ιώδεις ακτίνες. γ. πορτοκαλί ακτίνες. δ. κίτρινες ακτίνες. Α3. Το γραμμικό φάσμα των ακτίνων Χ εξαρτάται: α. από τη θερμοκρασία της καθόδου. β. από τη θερμοκρασία της ανόδου. γ. από την τάση μεταξύ ανόδου και καθόδου. δ. από το υλικό της ανόδου. Α. Δίνονται οι πυρήνες Α, Β, Γ με τις αντίστοιχες ενέργειες σύνδεσης ανά νουκλεόνιο. ΠΥΡΗΝΕΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Α Β Γ Ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο (MeV / νουκλ.) 8,7 7,6 8, ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

2 ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Η κατάταξη των πυρήνων με φθίνουσα σταθερότητα είναι: α. Α-Γ-Β β. Β-Α-Γ γ. Γ-Β-Α δ. Β-Γ-Α Α5. Να γράψετε στο τετράδιο σας το γράμμα κάθε πρότασης και δίπλα σε κάθε γράμμα τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή, ή τη λέξη Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α. Το 1u (μονάδα ατομικής μάζας) ορίζεται ως το 1/12 της μάζας του πυρήνα του 12 6 C. β. Οι υπέρυθρες ακτινοβολίες δεν προκαλούν φωσφορισμό. γ. Η θεωρία των κβάντα αναιρεί τη κυματική φύση του φωτός. δ. Οι ισότοποι πυρήνες του ίδιου στοιχείου έχουν ίδιο αριθμό πρωτονίων. ε. Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρόνια που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα. ΘΕΜΑ Β Β1. Στο παρακάτω σχήμα φαίνονται κάποιες ραδιενεργές διασπάσεις U (1 ) 90 Th 1 MeV 91 Pα (3) 90Th ( 2 ) E 1 91Pα () Α. Να χαρακτηρίσετε το είδος των διασπάσεων (1), (2), (3) και () (διασπάσεις α, β και γ) και να γράψετε τις αντιδράσεις που αντιστοιχούν στις διασπάσεις αυτές. Μονάδες 238 B. Αν κατά τις διασπάσεις μεταστοιχείωσης του πυρήνα 92U σε πυρήνα 90Τh η ενέργεια που ελευθερώνεται είναι ίση με,27μev, τότε η συνολική κινητική ενέργεια των σωματιδίων που εκπέμπονται κατά τις διασπάσεις αυτές είναι ίση με: α.,27μev. β. ΜeV. γ. 0,27ΜeV. ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

3 ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Β2. Το μέτρο της δύναμης Coulomb που ασκείται στο ηλεκτρόνιο ενός διεγερμένου ατόμου υδρογόνου, όταν αυτό περιφέρεται σε μια τροχιά με κβαντικό αριθμό n, είναι 16 φορές μικρότερο από το μέτρο της ίδιας δύναμης, όταν αυτό περιφέρεται στη θεμελιώδη τροχιά. Το πηλίκο υ n υ 1 του μέτρου της ταχύτητας του ηλεκτρονίου στη διεγερμένη κατάσταση, προς το μέτρο της ταχύτητας του στη θεμελιώδη κατάσταση είναι ίσο με : α. 1 2 β. 1 γ Β3. Σε δύο συσκευές Α και Β παραγωγής ακτίνων Χ το ρεύμα της δέσμης των ηλεκτρονίων είναι το ίδιο. Οι ακτίνες Χ που παράγουν οι δύο συσκευές προσπίπτουν σε μια πλάκα. Η δέσμη των ακτίνων Χ που παράγει η συσκευή Α απορροφάται πλήρως από την πλάκα, ενώ η δέσμη των ακτίνων Χ που παράγει η συσκευή Β την διαπερνά. Αν Ρ Α είναι η ισχύς της δέσμης των ηλεκτρονίων στη συσκευή Α και Ρ Β είναι η ισχύς της δέσμης των ηλεκτρονίων στη συσκευή Β, τότε ισχύει: α. Ρ Α = Ρ Β β. Ρ Α > Ρ Β γ. Ρ Α < Ρ Β ΘΕΜΑ Γ Η ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο ενός πυρήνα 2He είναι: 7,1 MeV/νουκλεόνιο. Γ1. Να υπολογίσετε την ενέργεια σύνδεσης του πυρήνα 2He. Γ2. Να υπολογίσετε τη μάζα του πυρήνα 2He σε μονάδες ατομικής μάζας. Μονάδες 3 Γ3. Να υπολογίσετε το μέγιστο μήκος κύματος ενός φωτονίου Α που μπορεί να διασπάσει έναν πυρήνα 2He. Ένα φωτόνιο Β πέφτει πάνω σε ένα άτομο υδρογόνου που βρίσκεται στη θεμελιώδη κατάσταση με συνέπεια το ηλεκτρόνιο του ατόμου του υδρογόνου να βρεθεί σε περιοχή, όπου η επίδραση του ηλεκτρικού πεδίου του πυρήνα είναι πρακτικά μηδέν. Το ηλεκτρόνιο αυτό εγκαταλείπει το άτομο του υδρογόνου με κινητική ενέργεια Κ και συγκρούεται με δεύτερο άτομο υδρογόνου που βρίσκεται και ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

4 ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ αυτό στη θεμελιώδη κατάσταση. Το δεύτερο άτομο υδρογόνου απορροφά μέρος της ενέργειας του προσπίπτοντος ηλεκτρονίου, διεγείρεται στην πρώτη διεγερμένη στάθμη (n=2) και εξακολουθεί να παραμένει ακίνητο μετά την κρούση. Η κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου μετά τη σύγκρουση του με το δεύτερο άτομο υδρογόνου είναι: Κ = 6,2eV. Γ. α. Να υπολογίσετε το μέτρο της στροφορμής του ηλεκτρονίου του δεύτερου ατόμου υδρογόνου στη διεγερμένη κατάσταση με n=2. β. Να υπολογίσετε την ενέργεια του φωτονίου Β. Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό: c 0 = m/s, η σταθερά του Planck: h = 6, J s, η ενέργεια του ατόμου του υδρογόνου στη θεμελιώδη κατάσταση: Ε 1 = 13,6 ev, η μάζα του πρωτονίου:m p = 938,28MeV/c 2, η μάζα του νετρονίου: m n = 939,57MeV/c 2, 1u = 931,5 MeV/c 2, 1 MeV = 1, J και π = 3,1. ΘΕΜΑ Δ Κατασκευάζουμε δύο οπτικά συστήματα, που αποτελούνται από δύο οπτικά μέσα σε επαφή. Το πρώτο οπτικό σύστημα XΨ αποτελείται από ένα πλακίδιο Χ πάχους d Χ = 36cm, που βρίσκεται σε επαφή με ένα άλλο πλακίδιο Ψ πάχους d Ψ. Στο δεύτερο οπτικό σύστημα XZ το πλακίδιο Χ βρίσκεται σε επαφή με πλακίδιο Ζ πάχους d Ζ. Μια ακτίνα μονοχρωματικού φωτός, που διαδίδεται αρχικά στο κενό με μήκος κύματος λ 0 = 600nm, εισέρχεται κάθετα στα δύο οπτικά συστήματα και τα διαπερνά, όπως φαίνεται στο σχήμα. ό dχ dψ ό d Χ dζ ό X X Z Οι δείκτες διάθλασης που παρουσιάζουν τα πλακίδια Χ, Ψ και Ζ για τη συγκεκριμένη ακτινοβολία είναι n Χ = 1,5, n Ψ = 1,25 και n Ζ = 2 αντίστοιχα. Δ1. Να υπολογίσετε τις ταχύτητες διάδοσης της μονοχρωματικής ακτινοβολίας στα πλακίδια Χ, Ψ και Ζ. Μονάδες 3 Δ2. Να υπολογίσετε το πηλίκο λ Ψ του μήκους κύματος της μονοχρωματικής ακτινοβολίας στο πλακίδιο λ Ζ Ψ προς το μήκος κύματος της ακτινοβολίας στο πλακίδιο Ζ. Δ3. Αν η μονοχρωματική ακτινοβολία παράγεται από μια φωτεινή πηγή Laser ισχύος 11W και απόδοσης 30%, να υπολογίσετε τον αριθμό των φωτονίων που εκπέμπει η φωτεινή πηγή σε χρόνο 2s. ΤΕΛΟΣ ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

5 ΑΡΧΗ 5ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Δ. Αν η ακτίνα διαπερνά τα δύο οπτικά συστήματα στον ίδιο χρόνο, να υπολογίσετε το πηλίκο Ν Ψ του Ν Ζ αριθμού των μηκών κύματος της μονοχρωματικής ακτινοβολίας που χωρούν στο πλακίδιο Ψ προς τον αριθμό των μηκών κύματος της μονοχρωματικής ακτινοβολίας που χωρούν στο πλακίδιο Ζ. Δ5. Να υπολογίσετε τη χρονική καθυστέρηση που θα προκαλούσε στην ακτίνα το σύστημα ΧZ σε σχέση με το σύστημα ΧΨ, αν όλα τα πλακίδια είχαν πάχος d = 18cm. Δίνεται η ταχύτητα διάδοσης του φωτός στο κενό: c 0 = m s h = 6, J s. και η σταθερά του Planck: ΟΔΗΓΙΕΣ (για τους εξεταζομένους) 1. Στο εξώφυλλο του τετραδίου να γράψετε το εξεταζόμενο μάθημα. Στο εσώφυλλο πάνω-πάνω να συμπληρώσετε τα ατομικά στοιχεία μαθητή. Στην αρχή των απαντήσεών σας να γράψετε πάνωπάνω την ημερομηνία και το εξεταζόμενο μάθημα. Να μην αντιγράψετε τα θέματα στο τετράδιο και να μην γράψετε πουθενά στις απαντήσεις σας το όνομά σας. 2. Να γράψετε το ονοματεπώνυμό σας στο πάνω μέρος των φωτοαντιγράφων αμέσως μόλις σας παραδοθούν. Τυχόν σημειώσεις σας πάνω στα θέματα δεν θα βαθμολογηθούν σε καμία περίπτωση. Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί με το τετράδιο και τα φωτοαντίγραφα. 3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέματα μόνο με μπλε ή μόνο με μαύρο στυλό με μελάνι που δεν σβήνει. Μολύβι επιτρέπεται, μόνο αν το ζητάει η εκφώνηση, και ΜΟΝΟ για πίνακες, διαγράμματα κλπ... Κάθε απάντηση επιστημονικά τεκμηριωμένη είναι αποδεκτή. 5. Διάρκεια εξέτασης: τρεις (3) ώρες μετά τη διανομή των φωτοαντιγράφων. 6. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: 10:30 KΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΛΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ ΤΕΛΟΣ 5ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ