Τρίτη, 22 Μαΐου 2007 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΣΕΙΣ 007 Τρίτη, Μαΐου 007 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΙ ΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜ Στις ερωτσεις - να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπα το γράµµα, που αντιστοιχεί στη σωστ απάντηση.. Η υπέρυθρη ακτινοβοία α. συµµετέχει στη µετατροπ του οξυγόνου της ατµόσφαιρας σε όζον. β. απορροφάται επιεκτικά από την ύη. γ. προκαεί φωσφορισµό. δ. έχει µεγαύτερη συχνότητα από την υπεριώδη.. Στους αµπτρες φθορισµού η αποδιέγερση των ατόµων υδραργύρου έχει ως αποτέεσµα την εκποµπ α. υπέρυθρης ακτινοβοίας. β. ορατς ακτινοβοίας. γ. υπεριώδους ακτινοβοίας. δ. ακτίνων Χ. 3. Κατά τη διάσπαση γ α. µεταβάεται ο ατοµικός αριθµός Ζ του µητρικού πυρνα. β. ο ατοµικός αριθµός Ζ εαττώνεται κατά και ο µαζικός αριθµός αυξάνεται κατά. γ. δεν αάζει ούτε ο ατοµικός αριθµός Ζ, ούτε ο µαζικός αριθµός. δ. εκπέµπεται φωτόνιο µε ενέργεια µερικών ev.. Θερµοπυρηνικ σύντηξη είναι η διαδικασία κατά την οποία α. ένας βαρύς πυρνας διασπάται εκπέµποντας ένα ηεκτρόνιο. β. έχουµε συνένωση δύο εαφρών πυρνων και το σχηµατισµό ενός βαρύτερου. γ. ένας βαρύς πυρνας διασπάται σε δύο εαφρύτερους πυρνες. δ. ένας πυρνας µετατρέπεται σε εαφρύτερο µε εκποµπ σωµατίου α.

2 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΣΕΙΣ Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακοουθούν γράφοντας στο τετράδιό σας δίπα στο γράµµα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη έξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστ, Λάθος, αν η πρόταση είναι ανθασµένη. α. Το πρότυπο του hr ερµηνεύει τα γραµµικά φάσµατα όων των ατόµων. β. Το οπτικά πυκνότερο µέσον είναι αυτό που έχει το µεγαύτερο δείκτη διάθασης. γ. Τα φωτόνια που εκπέµπονται κατά τις αποδιεγέρσεις των πυρνων έχουν ενέργειες µικρότερες από τις ενέργειες των φωτονίων του ορατού φωτός. δ. Σε ένα υικό οπτικό µέσον η ταχύτητα του φωτός είναι ίδια για διαφορετικά µκη κύµατος. ε. Η σταθερά διάσπασης εξαρτάται από τον αρχικό αριθµό των πυρνων του ραδιενεργού υικού. ΠΝΤΗΣΗ. β.. γ. 3. γ.. β. 5. α. Λ β. Σ γ. Λ δ. Λ ε. Λ ΘΕΜ Για τις παρακάτω ερωτσεις 3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστ απάντηση.. Συσκευ ακτίνων Χ παράγει ακτινοβοία εάχιστου µκους κύµατος min. Διπασιάζουµε την τάση µεταξύ ανόδου και καθόδου στη συσκευ. Η ακτινοβοία που παράγεται τώρα έχει εάχιστο µκος κύµατος min. Για τις συχνότητες και που αντιστοιχούν στις ακτινοβοίες µε µκη κύµατος min και min ισχύει:

3 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΣΕΙΣ 007 α. β. γ. Να αιτιοογσετε την απάντησ σας. Μονάδες 3. Δύο ραδιενεργά υικά και, κάποια χρονικ στιγµ έχουν τον ίδιο αριθµό αδιάσπαστων πυρνων. Ξέρουµε επίσης ότι το υικό έχει τετραπάσιο χρόνο ηµιζως από το. Ποια από τις παρακάτω σχέσεις ισχύει για τις ενεργότητες των δύο υικών εκείνη τη χρονικ στιγµ: α. β. γ. Μονάδες 3 Να αιτιοογσετε την απάντησ σας. 3. Δύο ακτίνες της ίδιας µονοχρωµατικς ακτινοβοίας προσπίπτουν κάθετα από το κενό σε οπτικά υικά και πάχους d και d, αντίστοιχα, και διέρχονται από αυτά όπως φαίνεται στο σχµα. d d Tα µκη κύµατος της ακτινοβοίας στα δύο υικά είναι αντίστοιχα και και ισχύει. ν και είναι οι αντίστοιχοι χρόνοι διέευσης της ακτινοβοίας από τα δύο υικά, ισχύει: 3

4 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΣΕΙΣ 007 α.. β. γ. Να αιτιοογσετε την απάντησ σας. Μονάδες 3 ΠΝΤΗΣΗ. Σωστό είναι το γ. ιτιοόγηση Για το εάχιστο µκος κύµατος των ακτίνων x ισχύει h min () V e Εποµένως έχουµε: αρχικά τεικά ( ) min ( ) ( ) min h V e h V e min min () ά είναι ο ο (3) Άρα η σχέση () σύµφωνα µε τη σχέση (3) γίνεται:. Σωστό είναι το α. ιτιοόγηση Γνωρίζουµε ότι η ενεργότητα δίνεται από τη σχέση ln Ν, αά Τ / Τ, άρα ln, οπότε Τ ln Ν () Τ

5 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΣΕΙΣ 007 Εποµένως έχουµε: ραδιενεργό ραδιενεργό υικό υικό () () ln Ν Τ ( ) ln Ν Τ Τ Τ (Τ Τ ) Τ Τ 3. Σωστό είναι το β. ιτιοόγηση x Ισχύουν Εποµένως έχουµε: x και, οπότε x () υικό υικό πάχους πάχους d d () () d d ( ) ( ) ΘΕΜ 3 Φορτισµένα σωµατίδια επιταχύνονται και διέρχονται από αέριο υδρογόνο τα άτοµα του οποίου βρίσκονται στη θεµειώδη κατάσταση. Ένα φορτισµένο σωµατίδιο συγκρούεται µε ένα ακίνητο άτοµο υδρογόνου, στο οποίο δίνει 75% της κινητικς του ενέργειας. Το άτοµο του υδρογόνου παραµένει ακίνητο µετά την κρούση και διεγείρεται σε ενεργειακ στάθµη Εn, από την οποία για να αποµακρυνθεί το ηεκτρόνιό του σε πού µεγάη απόσταση, όπου δεν αηεπιδρά µε τον πυρνα, χρειάζεται εάχιστη ενέργεια 0,85 ev. α. Να υποογίσετε τον κβαντικό αριθµό n, της ενεργειακς στάθµης στην οποία διεγέρθηκε το άτοµο του υδρογόνου. Μονάδες 6 5

6 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΣΕΙΣ 007 β. Να σχεδιάσετε το διάγραµµα των ενεργειακών σταθµών του ατόµου, στο οποίο να φαίνονται οι δυνατές µεταβάσεις του ηεκτρονίου του διεγερµένου ατόµου κατά την αποδιέγερσ του. Μονάδες 6 γ. Να υποογίσετε την αρχικ κινητικ ενέργεια του φορτισµένου σωµατιδίου. Μονάδες 7 δ. Να υποογίσετε τη συχνότητα ενός φωτονίου που θα έπρεπε να απορροφηθεί από το ίδιο άτοµο του υδρογόνου, ώστε να πραγµατοποιηθεί η ίδια µετάβαση στην ενεργειακ στάθµη Εn. Μονάδες 6 Δίνονται: Η οικ ενέργεια της θεµειώδους κατάστασης του ατόµου του υδρογόνου Ε -3,6 ev. Η σταθερά του Plank h,5 0-5 ev s. ΠΝΤΗΣΗ Έστω Κ η κινητικ ενέργεια του σωµατιδίου πριν τη κρούση και Ειον(n) η ενέργεια ιονισµού, τότε σύµφωνα µε την εκφώνηση 3 προσφ 75% K προσφ K () και Ε ιον ( n ) 0,85eV () α. Σύµφωνα µε την.δ.ε. έχουµε Εn + ιον( n) 0 Εn ιον ( n) n 0,85eV. 3,6 ev Είναι n n n n n. n 0,85eV n n β. 3 η η 3η η n n3 n n 6

7 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΣΕΙΣ 007 γ. Ισχύει ότι Ε προσφ Εn προσφ προσφ,75ev Σύµφωνα µε τη σχέση () έχουµε K προσφ,75 ev K 7eV 3 3 δ. Σύµφωνα µε την ρχ Διατρησης της Ενέργειας έχουµε Ε + Εφ Εn φ h h,75ev,5 0 ev s z 5 ΘΕΜ Λόγω της µεγάης ενέργειας σύνδεσης των νουκεονίων των σωµατίων α είναι δυνατές πυρηνικές αντιδράσεις κατά τις οποίες πρωτόνια, µε σχετικά χαµη κινητικ ενέργεια, προκαούν τη διάσπαση εαφρών πυρνων. Έστω ότι πρωτόνιο µε κινητικ ενέργεια ΜeV προσπίπτει σε ακίνητο πυρνα ορίου 5 µε αποτέεσµα να δηµιουργούνται τρία σωµάτια α. α. Να γράψετε την πυρηνικ αντίδραση. Μονάδες β. Να βρείτε την ενέργεια Q της αντίδρασης. Μονάδες 8 γ. Η αντίδραση αυτ είναι εξώθερµη ενδόθερµη; δ. Να υποογίσετε την κινητικ ενέργεια των προϊόντων της αντίδρασης. Μονάδες 8 Για τις µάζες ηρεµίας δίνονται: : m 90ΜeV, 5 : m e : m α 060 MeV, 3730 MeV. ΠΝΤΗΣΗ α. Η πυρηνικ αντίδραση που ζητείται είναι αυτ που ακοουθεί e 7

8 β. Ισχύει ότι ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΣΕΙΣ 007 Μαντιδρ Q. ( Μ προϊόντ.) Q (m + m 3m α ) Q m + m 3m α Q ( ) MeV Q 0MeV. γ. φού η ενέργεια της αντίδρασης προέκυψε θετικ (Q > 0), η αντίδραση είναι εξώθερµη. δ. Σύµφωνα µε τη σχετικιστικ µορφ της ρχς Διατρησης της Ενέργειας, για την αντίδραση, έχουµε: Ε(ηρεµίας αρχ. πυρ.) + Καρχ Ε(ηρεµίας τε. πυρ.) + Κτε. m + m + K 3m α + K τε. K m + m 3m + Κ τε. α Η K Q + Κ 0MeV MeV MeV τε. Η K τε. + K τε. ΞΙΟΛΟΓΗΣΗ Τα σηµερινά θέµατα Φυσικς Γενικς Παιδείας είναι διατυπωµένα µε σαφνεια, ενώ ταυτόχρονα καύπτουν ευρύ φάσµα της εξεταστέας ύης. Τα θεωρητικά θέµατα, εκτός από τη δυνατότητα αναπαραγωγς γνώσεων, απαιτούσαν από τον υποψφιο και συνθετικ ικανότητα. Τα προβµατα, χωρίς να παρουσιάζουν ιδιαίτερη διαβάθµιση, απαιτούσαν µια άνεση από τον υποψφιο στο χειρισµό θεµειωδών εννοιών της Φυσικς. Συνεπώς τα σηµερινά θέµατα κρίνονται βατά για έναν επαρκώς προετοιµασµένο υποψφιο. 8