Physics by Chris Simopoulos

Transcript

1 ΘΕΜΑ 1 ο 1 ΘΕΜΑ 1 ο ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-5 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Ένα ιδανικό αέριο ασκεί πίεση στα τοιχώματα του δοχείου όπου περιέχεται. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι: α. το αέριο έχει βάρος β. τα μόρια του αερίου έχουν ορμή γ. τα μόρια του αερίου συγκρούονται μεταξύ τους δ. τα μόρια του αερίου συγκρούονται με τα τοιχώματα του δοχείου. 2. Μια θερμική μηχανή έχει απόδοση 30% και το έργο που παράγει σε κάθε κυκλική μεταβολή του αερίου είναι 900 J. Η θερμότητα που αποβάλλει στη ψυχρή δεξαμενή είναι: α J β J γ J δ. 100 J 3. Όταν δύο ακίνητα σημειακά ηλεκτρικά φορτία Q και η βρίσκονται μεταξύ τους σε απόσταση Γ, τότε: α. η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια του συστήματος των δύο φορτίων είναι ανεξάρτητη της μεταξύ τους απόστασης r β. η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια του συστήματος των δύο φορτίων είναι θετική, αν τα φορτία είναι ομόσημα γ. η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια του συστήματος των δύο φορτίων είναι θετική, αν τα φορτία είναι ετερόσημα δ. το πρόσημο της ηλεκτρικής δυναμικής ενέργειας του συστήματος των δύο φορτίων είναι ανεξάρτητο από το πρόσημο του φορτίου q.

2 2 4. Ηλεκτρόνιο εκτοξεύεται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο κάθετα στις δυναμικές γραμμές, και διαγράφει κυκλική τροχιά. Αν η ταχύτητα εκτόξευσης του ηλεκτρονίου διπλασιαστεί τότε ο χρόνος που απαιτείται για να διαγράψει μια περιστροφή α. υποδιπλασιάζεται β. παραμένει σταθερός γ. διπλασιάζεται δ. τετραπλασιάζεται 5. Σωμάτιο α, κινούμενο με ταχύτητα μέτρου υ, εισέρχεται σε ομογενές μαγνητικό πεδίο, με τη κατεύθυνση της ταχύτητας του να σχηματίζει γωνία 30 με την κατεύθυνση των δυναμικών γραμμών. Κατά την παραμονή του σωματίου α στο ομογενές μαγνητικό πεδίο α. η κινητική του ενέργεια αυξάνεται β. η ορμή του παραμένει σταθερή γ. η δύναμη του μαγνητικού πεδίου δεν παράγει έργο δ. το βήμα της έλικας αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου ΘΕΜΑ 2 ο 2.A Στηριζόμενοι στη σχέση P = Nmυ 2 /3V, όπου P η πίεση, Ν ο αριθμός των μορίων, m η μάζα κάθε μορίου, V ο όγκος και υ 2 η μέση τιμή των τετραγώνων των ταχυτήτων των μορίων ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου, να αποδείξετε: α. τη σχέση που συνδέει τη μέση κινητική ενέργεια των μορίων του αερίου με την απόλυτη θερμοκρασία του. β. ότι κατά την ισόθερμη συμπίεση του αερίου η πίεση του αυξάνεται. Μονάδες 4 2.Β Πλαίσιο με αντίσταση R στρέφεται με σταθερή συχνότητα μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β. Ο άξονας περιστροφής του πλαισίου είναι κάθετος στις δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου. Στα άκρα του πλαισίου αναπτύσσεται εναλλασσόμενη τάση με εξίσωση v=vημωt. Αν τετραπλασιάσουμε τη συχνότητα περιστροφής του πλαισίου και ταυτόχρονα υποδιπλασιάσουμε το μέτρο της μαγνητικής επαγωγής Β τότε να χαρακτηρίσετε τις δύο προτάσεις σα σωστές ή λανθασμένες. α. Η ενεργός ένταση του ρεύματος που διαρρέει το πλαίσιο υποδιπλασιάζεται. β. Ο μέσος ρυθμός με τον οποίο το πλαίσιο αποδίδει θερμότητα στο περιβάλλον τετραπλασιάζεται.

3 3 2.Γ Οι δακτύλιοι Α και Β του σχήματος διατηρούνται ακλόνητοι στο χώρο και τα επίπεδα είναι παράλληλα. Ο δακτύλιος Α είναι ανοικτός ενώ ο δακτύλιος Β είναι κλειστός. Ένας ραβδόμορφος μαγνήτης κινείται ανάμεσα A στους δύο δακτυλίους, όπως φαίνεται στο ακόλουθο σχήμα έτσι ώστε ο άξονάς του να παραμένει κάθετος στα επίπεδα των δακτυλίων. Η ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση μεταξύ των δύο δακτυλίων, θεωρείται αμελητέα. Γ 1. Ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή αναπτύσσεται α. στο δακτύλιο Α β. στο δακτύλιο Β γ. και στους δύο δακτυλίους. Γ 2. Επαγωγικό ρεύμα διαρρέει α. στο δακτύλιο Α β. στο δακτύλιο Β γ. και στους δύο δακτυλίους. Μονάδες 1 Μονάδες 1 2.Δ Πρωτόνιο (ρ) και σωμάτιο (α), με σχέση μαζών m α =4m p και σχέση φορτίων q α =2q p, εισέρχονται σε ομογενές ηλεκτροστατικό πεδίο, που δημιουργείται μεταξύ των οπλισμών πυκνωτή. Οι ταχύτητες εισόδου, υ α και υ p είναι κάθετες στις δυναμικές γραμμές του πεδίου, ενώ για τα μέτρα τους ισχύει υ α =0,5.υ p. Αν και τα δυο σωματίδια εξέρχονται από τον πυκνωτή τότε να χαρακτηρίσετε τις δύο προτάσεις σα σωστές ή λανθασμένες. α. οι χρόνοι παραμονής των δύο σωματιδίων στον πυκνωτή είναι ίσοι β. το πρωτόνιο έχει διπλάσια επιτάχυνση από αυτή του σωματιδίου α. ΘΕΜΑ 3 ο Ιδανικό αέριο βρίσκεται στην κατάσταση ισορροπίας Α (P A, V A =11t, Τ A =100 0 K) και υφίσταται τις παρακάτω διαδοχικές αντιστρεπτές μεταβολές: S N B

4 4 ΑΒ: ισοβαρή εκτόνωση, μέχρι να διπλασιαστεί ο όγκος του αερίου. ΒΓ: ισόθερμη εκτόνωση, μέχρι να υπερδιπλασιαστεί η πίεση του αερίου. Ο αριθμός των μορίων του αερίου είναι n =2/R (όπου R η παγκόσμια σταθερά των αερίων στο S.I.) και η ειδική γραμμομοριακή θερμότητα του αερίου υπό σταθερό όγκο είναι C V = 3R/2. α. Να σχεδιάσετε τις παραπάνω μεταβολές σε διάγραμμα πίεσης (P) - όγκου (V). β. Να υπολογίσετε τον όγκο του αερίου στην κατάσταση Γ. γ. Να υπολογίσετε τη μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου κατά τη μετάβαση του από την κατάσταση Α στην κατάσταση Γ. δ. Αν η μέση τιμή της κινητικής ενέργειας των μορίων του αερίου λόγω μεταφορικής κίνησης στην κατάσταση Α είναι Joule, ποια είναι η μέση τιμή της κινητικής ενέργειας των μορίων του λόγω μεταφορικής κίνησης στην κατάσταση Β. ΘΕΜΑ 4 ο Δύο κατακόρυφοι αγωγοί ΜΝ και ΡΣ έχουν αμελητέα αντίσταση, μεγάλο μήκος και απέχουν μεταξύ τους απόσταση l=1 m. Αγωγός ΚΛ μάζας m=1 kgr, μήκους l=1 m και αντίστασης R=8 Ω μπορεί να ολισθαίνει χωρίς τριβές μένοντας οριζόντιος και σε συνεχή επαφή με τους κατακόρυφους αγωγούς. Στο επάνω μέρος της διάταξης ένας διακόπτης δύο θέσεων Α και Γ συνδέει τα άκρα Μ και Ρ είτε μέσω πηγής με ΗΕΔ Ε και μηδενικής εσωτερικής αντίστασης είτε μέσω αντίστασης R 1 = 2 Ω. Η όλη διάταξη βρίσκεται μέσα σε οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β = 1 Τ, η διεύθυνση του οποίου είναι κάθετη στο επίπεδο των αγωγών, με φορά όπως φαίνεται στο σχήμα. Μονάδες 7 Α. Αρχικά ο διακόπτης βρίσκεται στη θέση Α και ο αγωγός ισορροπεί. Να υπολογίσετε την ΗΕΔ της πηγής. Β. Μεταφέρουμε το διακόπτη στη θέση Γ. Ι) Πόση οριακή ταχύτητα θα αποκτήσει ο αγωγός; ΙΙ) Ποια η επιτάχυνση του αγωγού τη στιγμή που έχει ταχύτητα ίση με το μισό της οριακής της τιμής; M K N R 1 B Ρ Λ Σ

5 5 Γ. Να υπολογίσετε το διάστημα που θα πρέπει να διανύσει ο αγωγός κινούμενος με την οριακή του ταχύτητα, ώστε να παραχθεί στο κύκλωμα θερμότητα Q = 2 J. Δίνεται g=10 m/sec 2. ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ Μονάδες 7