ΑΡΧΗ 1 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΘΕΩΡΙΑ ΚΑΙ ΠΡΑΞΗ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ: ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ - ΚΥΜΑΤΑ

Transcript

1 ΑΡΧΗ 1 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΘΕΩΡΙΑ ΚΑΙ ΠΡΑΞΗ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ: ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ - ΚΥΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Α : Για να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής αρκεί να γράψετε στο φύλλο απαντήσεων τον αριθμό της ερώτησης και δεξιά από αυτόν το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α1. Ένα σώμα μάζας m=1kg εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση, σταθεράς D=100 N/m και ενέργειας Ε=2J. Στη τυχαία θέση x της κίνησης του, η κινητική ενέργεια της ταλάντωσής είναι: α. Κ=50x 2 (S.I) β. Κ=100x (S.I) γ. Κ=2-50x 2 (S.I) δ. Κ=2-0,5x 2 (S.I) Α2. Ένα ιδανικό κύκλωμα ηλεκτρικών ταλαντώσεων LC έχει περίοδο Τ. Τη χρονική στιγμή t 1 η ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου στον πυκνωτή είναι μηδέν και η ένταση του ρεύματος έχει φορά προς τον οπλισμό Α του πυκνωτή. Ο οπλισμός Β του πυκνωτή θα αποκτήσει μέγιστο θετικό φορτίο για πρώτη φορά, μετά τη χρονική στιγμή t 1, τη χρονική στιγμή: α. β.. γ. δ. Α3. Ένα σώμα μάζας 1Kg εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση πλάτους 0,2m. Αν η ιδιοσυχνότητα του συστήματος είναι 5/π Hz και η συχνότητα του διεγέρτη είναι 10/π Hz, η ενέργεια της ταλάντωσης είναι: α. 10 J. β. 8 J. γ. 4 J. δ. 2 J. ΤΕΛΟΣ 1 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ -

2 ΑΡΧΗ 2 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Α4. Το μεγαλύτερο μέρος της υπεριώδους ακτινοβολίας, που φτάνει στη Γη από τον Ήλιο, απορροφάται από τα άτομα και τα μόρια της: α. τροπόσφαιρας β. στρατόσφαιρας γ. μεσόσφαιρας δ. θερμόσφαιρας Α5. Σε μια χορδή που τα άκρα της είναι ακίνητα έχει δημιουργηθεί στάσιμο κύμα. Το μήκος κύματος των κυμάτων που έχουν δημιουργήσει το στάσιμο κύμα είναι 0,8m. Αν στη χορδή υπάρχουν τέσσερεις κοιλίες, το μήκος της χορδής είναι: α. 1,6 m β. 1,2 m γ. 1 m δ. 0,8 m ΘΕΜΑ Β: Β1. Στο κύκλωμα του σχήματος τα καλώδια σύνδεσης δεν έχουν αντίσταση, οι διακόπτες δ 1 και δ 2 είναι ανοικτοί και ο πυκνωτής χωρητικότητας C 1 είναι φορτισμένος με φορτίο Q 1. Κλείνουμε το διακόπτη δ 1 και το κύκλωμα LC 1 εκτελεί αμείωτη ηλεκτρική ταλάντωση, της οποίας το πλάτος της έντασης του δ1 δ2 ρεύματος είναι Ι 1. Κάποια χρονική στιγμή που το ρεύμα στο πηνίο έχει τιμή ανοίγουμε το διακόπτη δ 1 και ταυτόχρονα κλείνουμε το διακόπτη δ 2. Αν η χωρητικότητα του πυκνωτή στο κύκλωμα LC 2 είναι διπλάσια της C 1, τότε το μέγιστο φορτίο του πυκνωτή με χωρητικότητα C 2 είναι: L C1 2 C α. β. γ. ii) Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. ( Μονάδες 2 ) ( Μονάδες 7 ) ΤΕΛΟΣ 2 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ -

3 ΑΡΧΗ 3 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Β2. Ένα σώμα μάζας m=1kg εκτελεί ταυτόχρονα δύο απλές αρμονικές ταλαντώσεις, ίδιας διεύθυνσης και γύρω από την ίδια θέση ισορροπίας με εξισώσεις: (S.I) και (S.I) Η χρονική εξίσωση για τη δυναμική ενέργεια της συνισταμένης κίνησης είναι: α. (S.I) β. (S.I) γ. (S.I) ii) Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. ( Μονάδες 2) (Μονάδες 6) Β3. Δύο τριγωνικά πρίσματα ίδιων διαστάσεων με δείκτες διάθλασης n 1 και n 2 τοποθετούνται όπως στο σχήμα που ακολουθεί. Μονοχρωματική ακτίνα φωτός προσπίπτει κάθετα στη πλευρά ΑΒ, ακλουθώντας τη πορεία που φαίνεται στο σχήμα. Αν η γωνία φ είναι 30 ο, τότε η σχέση μεταξύ των δεικτών διάθλασης των δύο υλικών είναι: α. n 1 =n 2 β. n 1 =2n 2 γ. A n 2 φ n 1 B δ. ii) Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. ( Μονάδες 2 ) ΤΕΛΟΣ 3 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ -

4 ΑΡΧΗ 4 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ Γ: Αρμονικό κύμα διαδίδεται κατά τη θετική κατεύθυνση σε γραμμικό ελαστικό μέσο. Τη χρονική στιγμή t=0 τίθεται σε κίνηση το σημείο Ο που το θεωρούμε αρχή του συστήματος αναφοράς (x=0), με θετική φορά κίνησης. Τη χρονική στιγμή t 1 =0,15s το Ο ακινητοποιείται στιγμιαία για δεύτερη φορά έχοντας διανύσει διάστημα 0,6 m. Το σημείο Κ που βρίσκεται στη θέση x K =0,4 m, είναι το δεύτερο κατά σειρά σημείο του ημιάξονα Οx που βρίσκεται σε συμφωνία φάσης με το σημείο Ο. Γ1. α)να υπολογίσετε τη ταχύτητα διάδοσης του κύματος και να γράψετε την εξίσωσή του. β) Ποια χρονική στιγμή φτάνει το κύμα στο σημείο Λ που βρίσκεται στη θέση x Λ =0,7 m; Σχεδιάστε το στιγμιότυπο του κύματος εκείνη τη χρονική στιγμή. Γ2. Στο ίδιο ελαστικό μέσο αρχίζει να διαδίδεται ένα δεύτερο αρμονικό κύμα, όμοιο με το πρώτο αλλά αντίθετης φοράς. Μετά τη συμβολή των δύο κυμάτων στο ελαστικό μέσο δημιουργείται στάσιμο κύμα, α) Γράψτε την εξίσωση του στάσιμου κύματος. ( Μονάδες 4 ) β) Πόσοι δεσμοί και πόσες κοιλίες δημιουργούνται μεταξύ των σημείων Κ και Λ; γ) Βρείτε την απόσταση των σημείων Κ και Λ κάποια χρονική στιγμή που όλα τα σημεία του μέσου είναι ακίνητα. (Μονάδες 6) ΤΕΛΟΣ 4 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ -

5 ΑΡΧΗ 5 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ Δ: Στα άκρα ενός ιδανικού ελατηρίου σταθεράς k=200n/m δένουμε δύο σώματα με μάζες m 1 =1,8Kg και m 2 =3Kg. Στη συνέχεια κολλάμε το σώμα μάζας m 2 στην οροφή, με κόλλα που αντέχει δύναμη μέχρι 52Ν. Σώμα μάζας m=0,2kg κινείται κατακόρυφα προς τα πάνω με ταχύτητα υ 0 = m/s και συγκρούεται κεντρικά και πλαστικά με το σώμα μάζας m 1. οροφή k m 2 Δ1. α) Βρείτε τη ταχύτητα του συσσωματώματος αμέσως μετά τη κρούση. ( Μονάδες 3 ) β) Αποδείξτε ότι το συσσωμάτωμα θα εκτελέσει απλή αρμονική ταλάντωση και βρείτε τη περίοδό της. ( Μονάδες 3 ) Δ2. Γράψτε τη χρονική εξίσωση για την απομάκρυνση της ταλάντωσης του συσσωματώματος. Θεωρείστε t=0 τη στιγμή της κρούσης και θετική τη φορά προς τα πάνω. Δ3. Ποιος είναι ο ρυθμός μεταβολής της κινητικής ενέργειας του συσσωματώματος τη στιγμή που για πρώτη φορά, μετά τη κρούση, η κινητική του ενέργεια γίνεται τριπλάσια της δυναμικής ενέργεια της ταλάντωσής του; Δ4. Ποια χρονική στιγμή θα αποκολληθεί το σύστημα από την οροφή; ( Μονάδες 7 ) υ0 m m 1 Καλή επιτυχία! ΤΕΛΟΣ 5 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ -