ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2004

Transcript

1 ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 4 ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθµό το γράµµα πο αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Φορτισµένο σωµατίδιο εισέρχεται σε οµογές µαγνητικό πεδίο µε ταχύτητα πο σχηµατίζει γωνία 45 µε τις µαγνητικές δναµικές γραµµές το πεδίο. Η κίνηση το σωµατιδίο µέσα στο µαγνητικό πεδίο είναι: α. κκλική β. παραβική γ. εθύγραµµη δ. ελικοειδής.. Ο σντελεστής ατεπαγωγής πηνίο εξαρτάται από: α. την ένταση το ρεύµατος πο το διαρρέει β. το ρθµό µεταβής της έντασης το ρεύµατος πο το διαρρέει γ. τα γεωµετρικά χαρακτηριστικά το πηνίο δ. την ωµική αντίσταση το πηνίο.. Φορτισµένο σωµατίδιο εισέρχεται σε οµογές ηλεκτρικό πεδίο πο δηµιοργείται από φορτισµένο επίπεδο πκνωτή, µε ταχύτητα κάθετη στις δναµικές γραµµές το ηλεκτρικού πεδίο και εξέρχεται από ατό. Ο χρόνος παραµονής το σωµατιδίο στο ηλεκτρικό πεδίο εξαρτάται από: α. τη µάζα το σωµατιδίο β. την τάση το πκνωτή γ. το φορτίο το σωµατιδίο δ. την ταχύτητα εισόδο το σωµατιδίο. 4. Κατά την ισόθερµη αντιστρεπτή εκτόνωση ιδανικού αερίο: α. η εσωτερική το έργεια µειώνεται β. όλο το ποσό θερµότητας πο απορρόφησε το αέριο µετατρέπεται σε µηχανικό έργο γ. η πίεσή το αξάνεται δ. η εργός ταχύτητα των µορίων το αξάνεται. 5. Να χαρακτηρίσετε στο τετράδιό σας τις προτάσεις πο ακοθούν µε το γράµµα Σ, αν είναι σωστές, και µε το γράµµα Λ, αν είναι λανθασµένες. α. Ένα θερµοδναµικό σύστηµα βρίσκεται σε κατάσταση θερµοδναµικής ισορροπίας, όταν οι θερµοδναµικές µεταβλητές πο το περιγράφον διατηρούνται σταθερές µε τον χρόνο. β. Ανάµεσα στα µόρια ιδανικού αερίο ασκούνται δνάµεις πριν από την κρούση τος. γ. Η εργός τιµή της έντασης αλλασσόµο ρεύµατος είναι µεγαλύτερη από το πλάτος της έντασής το. δ. Η εµφάνιση ηλεκτρεγερτικής δύναµης σε ένα κύκλωµα, εξαιτίας της µεταβής το ρεύµατος πο σµβαίνει σε ένα άλλο κύκλωµα, λέγεται αµοιβαία επαγωγή. ε. Η δύναµη πο ασκεί το µαγνητικό πεδίο σε κινούµο φορτίο µεταβάλλει το µέτρο της ταχύτητάς το.

2 Απάντηση:. δ.. γ.. δ. 4. β. 5. α. Σωστό (Σελ. 7 Σχ. Βιβλίο: "Όταν σ' ένα θερµοδναµικό... θερµοδναµικής ισορροπίας") β. Λάθος γ. Λάθος δ. Σωστό ε. Λάθος ΘΕΜΑ ο. Τετραπλασιάζοµε την πίεση ιδανικού αερίο διατηρώντας σταθερή την πκνότητά το. Η εργός ταχύτητα των µορίων το θα: α. διπλασιαστεί β. τετραπλασιαστεί γ. ποδιπλασιαστεί. Μονάδες Να δικαιογήσετε την απάντησή σας.. ύο δοχεία Α και Β ίσο όγκο περιέχον ιδανικό αέριο µε αριθµό mol n Α και n Β αντίστοιχα, όπο n Α >n Β. Αν το αέριο το κάθε δοχείο ποστεί ισόχωρη αντιστρεπτή µεταβή, ποιο από τα παρακάτω διαγράµµατα είναι σωστό; Να δικαιογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες Μονάδες 6. Εναλλασσόµη τάση παράγεται από στρεφόµο πλαίσιο αµελητέας αντίστασης. Το πλαίσιο στρέφεται µε σταθερή γωνιακή ταχύτητα µέσα σε οµογές µαγνητικό πεδίο γύρω από άξονα πο είναι κάθετος στις δναµικές γραµµές και βρίσκεται στο επίπεδό το. Τα άκρα το πλαισίο σνδέονται µε αντιστάτη αντίστασης. ιπλασιάζοµε τη γωνιακή ταχύτητα περιστροφής το πλαισίο. Η µέση ισχύς πο καταναλώνεται στον αντιστάτη : α. διπλασιάζεται β. ποδιπλασιάζεται γ. τετραπλασιάζεται. Μονάδες Να δικαιογήσετε την απάντησή σας.

3 Απάντηση:. α. θα διπλασιαστεί. Ισχύει οπότε αρχικά: () τελικά: () Από (), () µε Ρ 4Ρ έχοµε: ΕΝ ΕΝ 4 ΕΝ ΕΝ Εναλλακτικός τρόπος επίλσης: Ισχύει T. Είναι, M, σταθερά. M Άρα Τετραπλάσια Ρ Τετραπλάσια Τ. άρα. KT m K4T m ια τα αέρια των δύο δοχείων στην ίδια θερµοκρασία θα ισχύει Α Α n Α T και Β Β n Β T. ιαιρώντας κατά µέλη και λαµβάνοντας πόψη ότι A n A A Β προκύπτει:. Επειδή όµως na > n θα είναι και Ρ A > Ρ. Άρα n σωστό είναι το γ.

4 . N ω Β Α δηλ. η είναι ανάλογη µε το τετράγωνο της γων. ταχύτητας ω. ιπλασιασµός της ω φέρνει τετραπλασιαµό της. Σωστό το (γ). ΘΕΜΑ ο Ιδανικό µονοατοµικό αέριο βρίσκεται στην κατάσταση θερµοδναµικής ισορροπίας Α πό πίεση Ρ Α 5 Ν/m και όγκο Α - m. Aπό την κατάσταση Α το αέριο ποβάλλεται στις πιο κάτω τρεις διαδοχικές ιδεατές αντιστρεπτές µεταβές: ισόχωρη θέρµανση µέχρι την κατάσταση θερµοδναµικής ισορροπίας Β αδιαβατική εκτόνωση από την κατάσταση Β µέχρι την κατάσταση θερµοδναµικής ισορροπίας µε όγκο 8 - m ισοβαρή ψύξη από την κατάσταση µέχρι να επανέλθει στην αρχική κατάσταση Α. Το ποιοτικό διάγραµµα πίεσης-όγκο των πιο πάνω µεταβών φαίνεται στο επόµο σχήµα. Να πογίσετε: α. το έργο πο καταναλώνει το αέριο σύστηµα κατά την ισοβαρή ψύξη Α Μονάδες 6 β. το ποσό της θερµότητας πο αποβάλλει το αέριο σύστηµα στο περιβάλλον κατά την ισοβαρή ψύξη Α Μονάδες 7 γ. την πίεση το αερίο στην κατάσταση θερµοδναµικής ισορροπίας Β δ. την τιµή το λόγο, όπο και η µέση µεταφορική κινητική έργεια των µορίων το αερίο στις καταστάσεις και Α αντίστοιχα, όπο m είναι η µάζα το µορίο. Μονάδες 7

5 5 ίνεται: η γραµµοµοριακή ειδική θερµότητα πό σταθερή πίεση C ( η παγκόσµια σταθερά των αερίων) και ο λόγος των γραµµοµοριακών ειδικών θερµοτήτων, πό σταθερή πίεση και σταθερό όγκο, είναι γ 5/. Απάντηση: α. Η A µεταβή είναι ισοβαρής. Άρα 5 N/m. W Α ( Α - ) 5 ( ) - 7 J β. Q Α nc Τ n Τ WΑ ( 7) 75 J γ. Β Α - m (ισόχωρη η ΑΒ). Η Β είναι αδιαβατική, άρα ισχύει: γ γ ΚΤ 5 Κ 8 δ. n 8 5 Κ Α Α Α ΚΤΑ n 5 5 ( ) 5 (8 ) 5 N/m ΘΕΜΑ 4ο ύο παράλληλοι µεταλλικοί αγωγοί Αx και y µε αµελητέα αντίσταση βρίσκονται στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο και απέχον µεταξύ τος απόσταση Lm. Εθύγραµµος µεταλλικός αγωγός ΚΛ µάζας m και αντίστασης Ω βρίσκεται σε σνεχή επαφή µε τος αγωγούς Αx και y και µπορεί να ισθαίνει παραµένοντας κάθετος σε ατούς. Τα άκρα Α και των µεταλλικών αγωγών σνδέονται µε αντιστάτη αντίστασης Ω. Η όλη διάταξη βρίσκεται µέσα σε οµογές µαγνητικό πεδίο έντασης µέτρο ΒΤ, το οποίο οι δναµικές γραµµές είναι κάθετες στο επίπεδο πο ορίζον οι αγωγοί. Στον εθύγραµµο αγωγό ΚΛ, πο είναι αρχικά ακίνητος, ασκείται σταθερή εξωτερική δύναµη µέτρο FΝ µε κατεύθνση παράλληλη στος αγωγούς Αx και y, όπως φαίνεται στο σχήµα, µε αποτέλεσµα η ράβδος να αρχίζει να κινείται. Στην κίνηση της ράβδο αντιτίθεται δύναµη τριβής η οποία εµφανίζεται στα σηµεία επαφής Κ και Λ σνικού µέτρο Ν.

6 Να πογίσετε: α. τη µέγιστη ταχύτητα (οριακή, oρ ) πο θα αποκτήσει ο αγωγός ΚΛ Μονάδες 8 β. την τάση στα άκρα το αγωγού ΚΛ τη χρονική στιγµή πο το µέτρο της ταχύτητας το αγωγού είναι m/s Μονάδες 8 γ. το ρθµό µεταβής της κινητικής έργειας της ράβδο ΚΛ τη χρονική στιγµή πο το µέτρο της ταχύτητας της ράβδο είναι 4,5 m/s. Μονάδες 9 Απάντηση: α. U ορ έχοµε αν ΣF F FL T F F T FL Il I E U ορl ΕΠ I Ι U o 6 m/sec + L A Ul β. I Ι Α. ΚΛ I ΚΛ olt Ul γ. I Ι,5Α Από το ΘΜΚΕ έχοµε F Κ W L I l,5n Κ ΣF x Κ t ΣF Κ ΣF U ( F T FL ) U (,5) 4,5,5 J/sec. t x t