ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΜΑΚΑΡΙΟΣ Γ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ: ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ ΙΟΥΝΙΟΥ 2014

Transcript

1 ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΜΑΚΑΡΙΟΣ Γ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ: Κατεύθυνση: ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ ΙΟΥΝΙΟΥ 014 Μάθημα: ΦΥΣΙΚΗ Τάξη: Α Αρ. Μαθητών: 59 Κλάδος: ΟΛΟΙ Ημερομηνία: 03/06/014 Τμήματα: ΘΜ1, ΘΚ1, ΘΗ1, ΘΠ1 Ώρα εξέτασης: 07:45-09:45 Εισηγητές: Αναστάσιος Ιωνάς, Έφη Λοϊζίδου, Μύρια Θεοδωρίδου, Κώστας Γκόγκογλου Επιτρεπόμενη διάρκεια εξέτασης ώρες (10 λεπτά) Αριθμός σελίδων εξεταστικού δοκιμίου (11) έντεκα ΟΔΗΓΙΕΣ: 1. Να απαντήσετε σε όλες τις ερωτήσεις.. Οι ερωτήσεις να απαντηθούν πάνω στα φύλλα απαντήσεων που σας έχει δοθεί. 3. Το εξεταστικό δοκίμιο αποτελείται από τρία (3) μέρη (Α, Β, Γ ). 4. Το Μέρος Α αποτελείται από έξι (6) ερωτήσεις. Κάθε ορθή απάντηση βαθμολογείται με πέντε (5) μονάδες. 5. Το Μέρος Β αποτελείται από τέσσερις (4) ερωτήσεις. Κάθε ορθή απάντηση βαθμολογείται με δέκα (10) μονάδες. 6. Το Μέρος Γ αποτελείται από δύο () ερωτήσεις. Κάθε ορθή απάντηση βαθμολογείται με δεκαπέντε (15) μονάδες. 7. Επιτρέπεται η χρήση μη προγραμματιζόμενης υπολογιστικής μηχανής. 8. Δεν επιτρέπεται η χρήση διορθωτικού υλικού. 9. Να γράφετε μόνο με μπλε μελάνι (τα σχήματα επιτρέπεται να γίνουν με μολύβι). 10. Επισυνάπτεται τυπολόγιο και τετραγωνισμένο χαρτί.

2 ΜΕΡΟΣ Α :(30 μονάδες) Αποτελείται από έξι (6) ερωτήσεις. Κάθε ερώτηση βαθμολογείται με πέντε (5) μονάδες. 1. α) Ποια από τα πιο κάτω φυσικά μεγέθη είναι διανυσματικά; ταχύτητα, μάζα, βάρος, επιτάχυνση, χρόνος (3 μ.) β) Η αυτόματη ηλεκτρική σκούπα που βλέπετε στην εικόνα, βρίσκεται αρχικά στη θέση Α. Όταν τεθεί σε λειτουργία κινείται προς το σημείο Β. Στη συνέχεια αλλάζει κατεύθυνση προς το σημείο Γ και σταματά. Για τη διαδρομή Α-Β-Γ να υπολογίσετε: i. το διάστημα που διένυσε η ηλεκτρική σκούπα ii. το μέτρο της μετατόπισής της.. Η Μαρία τοποθέτησε το τηλέφωνο της στην έδρα, όπως της ζητήθηκε από τον επιτηρητή. α) Αφού μεταφέρετε το σχήμα στα φυλλάδια απαντήσεών σας, να σχεδιάσετε τις δυνάμεις που ασκούνται στο τηλέφωνο. β) Να διατυπώσετε τον 3 ο Νόμο του Νεύτωνα (νόμος της δράσης - αντίδρασης). γ) Να επιλέξετε και να γράψετε ποια από τις τέσσερις (4) προτάσεις που ακολουθούν συμπληρώνει σωστά την πρόταση: «Η αντίδραση του Βάρους» (i) ασκείται στο τηλέφωνο με φορά προς τα κάτω. (ii) ασκείται στο τραπέζι με φορά προς τα πάνω. (iii) ασκείται στη Γη με φορά προς τα πάνω. (iv) ασκείται στο τηλέφωνο με φορά προς τα πάνω.

3 3. α) Να ορίσετε το έργο δύναμης. β) Να αναφέρετε τη μονάδα μέτρησης του έργου. γ) Ένας σκιέρ κατεβαίνει σε χιονισμένη βουνοπλαγιά. A N B Όταν ανοίγει το αλεξίπτωτό του οι δυνάμεις που ασκούνται σ αυτόν είναι: η δύναμη του βάρους (Β), η κάθετος αντίδραση (Ν) και η αντίσταση του αέρα (Α). Να αναφέρετε ποιες δυνάμεις: i. παράγουν έργο ii. καταναλώνουν έργο iii. ούτε παράγουν - ούτε καταναλώνουν έργο (3 μ.) 4. Ο πύραυλος της εικόνας έχει συνολική μάζα, όταν βρίσκεται στον πύργο εκτόξευσης. i. Πόσο είναι το βάρος του πυραύλου; ii. Κατά την εκτόξευσή του δέχεται δύναμη των αερίων. Να υπολογίσετε την αρχική του επιτάχυνση. προς τα πάνω, λόγω iii. Να εξηγήσετε γιατί η επιτάχυνση του αυξάνεται, όσο αυτός ανεβαίνει προς τα πάνω (θεωρήστε τη συνισταμένη δύναμη στον πύραυλο σταθερή και την αντίσταση του αέρα αμελητέα). 3

4 5. Ο Γιώργος και το παιδί του ταξιδεύουν από την Αλάμπρα με προορισμό το αεροδρόμιο της Πάφου (απόσταση 10,0 km). Για να προλάβουν την πτήση, ο Γιώργος οδηγούσε με μέση ταχύτητα 10,0 km/h και επέστρεψε στο χωριό του με μέση ταχύτητα 80,0 km/h. α) Να υπολογίσετε το συνολικό χρόνο κίνησης του αυτοκινήτου. β) Να υπολογίσετε τη μέση αριθμητική του ταχύτητα, για όλη τη διαδρομή σε km/h και σε m/s. γ) Να συγκρίνετε τη μέση αριθμητική του ταχύτητα με τη μέση διανυσματική του ταχύτητα. δ) Ο Γιώργος πήρε (ταχυδρομικώς) κλήση από την τροχαία, επειδή οδηγούσε με υπερβολική ταχύτητα 15 km/h. Σχολιάστε αν αυτό είναι πιθανόν. 6. Α. Να ορίσετε την επιτάχυνση. Β. Ένας μαθητής προσπαθεί να αναπαραστήσει κάποιο από τα πειράματα του Γαλιλαίου, χρησιμοποιώντας την πιο κάτω διάταξη: Το αμαξάκι αφήνεται να κυλίσει σε κεκλιμένο επίπεδο με τρόπο που κατά την κίνησή του να διεγείρει τα καμπανάκια, ώστε αυτά να ηχούν. Στην τελική διάταξη (σχήμα) τα καμπανάκια έχουν ρυθμιστεί, ώστε ο χρόνος που χρειάζεται το αμαξάκι για να περάσει ανάμεσα σε δύο διαδοχικά καμπανάκια να είναι ο ίδιος. Να γράψετε: α) Το είδος της κίνησης που κάνει το αμαξάκι και πώς αυτή προκύπτει από τη θέση που έχουν τα καμπανάκια; β) Πώς θα μεταβληθεί η επιτάχυνση του αμαξιδίου, αν επαναλάβουμε το πείραμα προσθέτοντας μάζα στο αμαξάκι. γ) Αν ο Γαλιλαίος ζούσε σήμερα, ποιο όργανο νομίζετε ότι θα χρησιμοποιούσε για την καταγραφή της ταχύτητας; 4

5 ΜΕΡΟΣ Β :(40 μονάδες) Αποτελείται από τέσσερις (4) ερωτήσεις. Κάθε ερώτηση βαθμολογείται με δέκα (10) μονάδες. 7. Α. Να διατυπώσετε το ο Νόμο του Νεύτωνα (θεμελιώδης νόμος της μηχανικής). Β. Αυτοκίνητο κινείται σε οριζόντιο δρόμο προς τα δεξιά, όπως φαίνεται στο σχήμα. + Η κίνησή του περιγράφεται από την εξίσωση: α) Να προσδιορίσετε τα διανύσματα: i. της ταχύτητας ii. της επιτάχυνσης. β) Για τη χρονική στιγμή, να σχεδιάσετε ευθεία Οx. Σε αυτή να φαίνονται: (i) το σημείο αναφοράς, (ii) η θέση του αυτοκινήτου, (iii) τo διάνυσμα της ταχύτητας και (iv) το διάνυσμα της επιτάχυνσης του αυτοκινήτου. (3 μ.) γ) Nα υπολογίσετε το μέτρο της συνισταμένης δύναμης (ΣF) που ασκείται στο αυτοκίνητο, αν η μάζα του αυτοκινήτου είναι. δ) Να εξηγήσετε κατά πόσο η δύναμη που υπολογίσατε στο ερώτημα (γ) παράγει ή καταναλώνει έργο. 8. Α. Πιο κάτω απεικονίζονται τρία (3) όμοια όργανα μέτρησης, που χρησιμοποιούνται στο εργαστήριο Φυσικής. α) Να ονομάσετε τα πιο πάνω όργανα και να αναφέρετε το φυσικό μέγεθος που μπορούμε να μετρήσουμε με αυτά. β) Ποιο από τα τρία (όργανα) έχει τη μεγαλύτερη ακρίβεια; γ) Γιατί είναι απαραίτητη η ύπαρξη και των τριών οργάνων στο εργαστήριο Φυσικής; 5

6 Β. Στην εικόνα που ακολουθεί φαίνεται το όργανο Γ στο οποίο έχουμε κρεμάσει το όργανο Β. N 0 Όργανο Γ Όργανο Β 5 6 α) Να γράψετε την ένδειξη του οργάνου Γ, όπως αυτή προκύπτει από την εικόνα. β) Να συγκρίνετε την ένδειξη του οργάνου Β με αυτή του οργάνου Γ. γ) Να υποθέσετε ότι τα όργανα Β και Γ μεταφέρονται με την ίδια διάταξη στο φεγγάρι. Θα μεταβληθεί η ένδειξη του οργάνου Γ; Να εξηγήσετε την απάντησή σας. δ) Πώς μπορούμε να μετρήσουμε τη μάζα ενός σώματος (με το συγκεκριμένο όργανο), αν οι μετρήσεις γίνονται στη γη; 6

7 9. Α. Ο μικρός Ρομπέν κάνει εξάσκηση με το τόξο του. Το σχήμα δεν είναι υπό κλίμακα α) Να γράψετε τη συνθήκη ισορροπίας ενός υλικού σημείου. β) Να μεταφέρετε το σχήμα στα φύλλα απαντήσεων σας και να σχεδιάσετε τις τάσεις των νημάτων. γ) Να υπολογίσετε τις τάσεις των νημάτων, αν η δύναμη F που τεντώνει τη χορδή του τόξου είναι F=800,0 N και η γωνία που σχηματίζει το βέλος με τη χορδή του τόξου είναι 70 ο (όπως φαίνεται στο σχήμα). (3 μ.) Β. Η δύναμη που ασκεί ο μικρός Ρομπέν για να τεντώσει το τόξο μεταβάλλεται σε σχέση με την απόσταση από τη θέση ισορροπίας της χορδής [F=f(x)], όπως φαίνεται στην πιο κάτω γραφική παράσταση: Να υπολογίσετε το έργο της δύναμης που ασκεί ο μικρός Ρομπέν στη χορδή. 7

8 Γ. Ο εκπαιδευτής του μικρού Ρομπέν, του προτείνει να δοκιμάσει τόξο διαφορετικού τύπου ( ος τύπος τόξου). Η γραφική παράσταση της δύναμης που τεντώνει τη χορδή, σε συνάρτηση με την απόσταση από τη θέση ισορροπίας [F=f(x)] των δύο τύπων τόξων, αντιπαραβάλλονται στο διάγραμμα που ακολουθεί: Να μελετήσετε τη γραφική παράσταση και να συγκρίνετε τους δύο τύπους τόξων. Η σύγκριση να αφορά: i. τη μέγιστη δύναμη που χρειάζεται για να οπλίσει το κάθε τόξο. ii. την ενέργεια που απαιτείται για να οπλιστεί το κάθε τόξο. 10. Το πιο κάτω διάγραμμα δείχνει την ταχύτητα σε σχέση με το χρόνο, για δύο διαφορετικά κινητά που εκτελούν ευθύγραμμη κίνηση. α) Να προσδιορίσετε το είδος της κίνησης: i. του κινητού Α κατά τα πρώτα της κίνησής του ii. του κινητού Β. 8

9 β) Να γράψετε τις εξισώσεις που περιγράφουν την κίνηση τους, κατά τα πρώτα της κίνησής (τη χρονική στιγμή βρίσκονται και τα δύο στο σημείο αναφοράς). (3 μ.) γ) Να προσδιορίσετε τη χρονική στιγμή που το κινητό Α προσπερνά το κινητό Β (από τις εξισώσεις κίνησης ή αλλιώς). Στα φύλλα απαντήσεών σας, να φαίνεται ο τρόπος που το υπολογίσατε. (3 μ.) δ) Κάποιος ισχυρίζεται ότι όταν το αυτοκίνητο κινείται με μικρή ταχύτητα οι ζώνες ασφαλείας δεν είναι και τόσο απαραίτητες. Εξηγήστε κατά πόσο συμφωνείτε με αυτήν την άποψη. ΜΕΡΟΣ Γ : (30 μονάδες) Αποτελείται από δύο () ερωτήσεις. Κάθε ερώτηση βαθμολογείται με δεκαπέντε (15) μονάδες. 11. Στο εργαστήριο φυσικής πραγματοποιήσαμε την πιο κάτω πειραματική διάταξη για τη μελέτη του δεύτερου νόμου του Νεύτωνα. α) Να ονομάσετε τα αντικείμενα 1-4 που φαίνονται στην εικόνα. (4 μ.) β) Η πιο κάτω γραφική παράσταση εμφανίστηκε στην οθόνη του υπολογιστή. Αφού την επεξεργαστείτε να υπολογίσετε την επιτάχυνση του αντικειμένου 3. 9

10 γ) Μεταφέροντας μια μάζα κάθε φορά, επαναλάβαμε τη διαδικασία μέχρι να συμπληρωθεί ο πίνακας που ακολουθεί: Δύναμη F (N) Επιτάχυνση a (m/s ) 0,10 0,09 0,0 0,17 0,30 0,6 0,40 0,37 0,50 0,46 Να χαράξετε τη γραφική παράσταση δύναμης - επιτάχυνσης [F=f(α)]. Στη συνέχεια να εξαγάγετε το συμπέρασμα που προκύπτει για την εξάρτηση της επιτάχυνσης από τη δύναμη. (5 μ.) δ) Να επεξεργαστείτε κατάλληλα τη γραφική παράσταση και να υπολογίσετε τη μάζα του συστήματος. ε) Αν μετρούσατε τη μάζα του συστήματος με ζυγαριά και τη συγκρίνατε με αυτή που υπολογίσατε στο ερώτημα (δ) θα βλέπατε ότι διαφέρουν. Να αναφέρετε ένα (1) λόγο για τον οποίο μπορεί να συμβαίνει αυτό. στ) Να προτείνετε μία βελτίωση στο πείραμα, ώστε να περιοριστεί το σφάλμα στην πειραματική μέτρηση της μάζας (όχι στη μέτρηση της με ζυγαριά). 1. Ομάδα μαθητών θέλει να μελετήσει πειραματικά τον τρόπο με τον οποίο μεταβάλλεται η θέση ενός σώματος που κινείται σε σχέση με το χρόνο. Α. Να σχεδιάσετε μια πιθανή πειραματική διάταξη που θα χρησιμοποιούσατε αν ήσασταν στη θέση των μαθητών. Στο σχέδιο να ονομάσετε τα όργανα (υλικά) που φαίνονται σε αυτήν. (4 μ.) 10

11 Β. Οι μαθητές μελέτησαν τη σύνθετη κίνηση σώματος και κατέληξαν στην πιο κάτω γραφική παράσταση: α) Σε ποια χρονικά διαστήματα το σώμα: i. ήταν ακίνητο; ii. εκτελούσε ευθύγραμμη ομαλή κίνηση με θετική ταχύτητα; iii. εκτελούσε ευθύγραμμη ομαλή κίνηση με αρνητική ταχύτητα; iv. εκτελούσε ευθύγραμμη ομαλά μεταβαλλόμενη κίνηση; (5 μ.) β) Αφού μελετήσετε τη γραφική παράσταση, να προσδιορίσετε τη θέση του σώματος κατά τη χρονική στιγμή. γ) Πότε το κινητό βρισκόταν στη θέση ; δ) Να προσδιορίσετε το διάστημα που διένυσε το σώμα για το χρονικό διάστημα. ε) Να προσδιορίσετε το διάνυσμα της μετατόπισης (μέτρο, διεύθυνση και φορά) από το πρώτο (1 ο ) δευτερόλεπτο της κίνησης του σώματος μέχρι το πέμπτο (5 ο ) δευτερόλεπτο ΤΕΛΟΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΟΥ ΔΟΚΙΜΙΟΥ Ο Συντονιστής Ο Διευθυντής Χρίστος Ηρακλέους (Β.Δ.) Γεώργιος Χατζημιχαήλ 11

12

13 ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΟΙΝΟΥ ΚΟΡΜΟΥ, Α ΛΥΚΕΙΟΥ Κινηματική Υλικού Σημείου σε μια διάσταση Δx Μέση Ταχύτητα v Δt 1 x v0t αt Εξισώσεις Ομαλά Επιταχυνόμενης Κίνησης v v0 t v v Νόμοι του Νεύτωνα για την κίνηση 0 x Δεύτερος νόμος του Νεύτωνα Βάρος F ma B mg Ενέργεια, Έργο και Ισχύς Έργο δύναμης W Fx Κινητική ενέργεια 1 mv Βαρυτική Δυναμική Ενέργεια E mgh Αρχή διατήρησης της μηχανικής ενέργειας Ισχύς Επιτάχυνση της βαρύτητας κοντά στην επιφάνεια της Γης Σταθερές 1 mv mgh σταθερό E P t m g 9,81 s