ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 27 ΜΑΪΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΠΤΑ (7) ΘΕΜΑ 1ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Η σχέση που δίνει την ένταση ενός εναλλασσόμενου ρεύματος είναι: 10 i= ημ20πt (S.I.). Η ενεργός ένταση του 2 ρεύματος είναι: α. 20Α β. 10Α γ. 5Α δ. 2Α. 2. Έστω σύστημα τριών ομόσημα φορτισμένων σωματιδίων. Αν διπλασιάσουμε το φορτίο του καθενός σωματιδίου διατηρώντας τις θέσεις τους σταθερές, τότε η ολική ηλεκτρική δυναμική ενέργεια του συστήματος των τριών σωματιδίων θα: α. παραμείνει ίδια β. διπλασιασθεί γ. τριπλασιασθεί δ. τετραπλασιασθεί. ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ
ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ 3. Λεπτός αγώγιμος δίσκος στρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα ù, περί άξονα κάθετο στο επίπεδό του και διερχόμενο από το κέντρο του, μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο. Το επίπεδο του δίσκου είναι παράλληλο προς τις μαγνητικές γραμμές του πεδίου. Αν διπλασιάσουμε το μέτρο της γωνιακής ταχύτητας του δίσκου, τότε η ΗΕΔ από επαγωγή ανάμεσα στο κέντρο και σε οποιοδήποτε σημείο της περιφέρειας του δίσκου θα: α. παραμείνει ίση με μηδέν β. διπλασιαστεί γ. τετραπλασιαστεί δ. υποδιπλασιαστεί. 4. Στην ισόχωρη θέρμανση ιδανικού αερίου, για την απορροφούμενη θερμότητα Q και για τη μεταβολή της εσωτερικής του ενέργειας ΔU ισχύει ότι: α. Q=0 β. Q>ΔU γ. Q=ΔU δ. ΔU=0. 5. Να γράψετε στο τετράδιό σας τα γράμματα της στήλης Α και δίπλα σε κάθε γράμμα τον αριθμό της μονάδας της στήλης Β, που αντιστοιχεί σωστά. Α B α. Επαγωγική τάση 1. Henry β. Συντελεστής 2. Volt ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ
ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ αυτεπαγωγής γ. Ένταση μαγνητικού 3. Watt πεδίου δ. Ισχύς ηλεκτρικού 4. Tesla ρεύματος ε. Δύναμη Laplace 5. Newton 6. Weber ΘΕΜΑ 2ο 1. Ιδανικό μονοατομικό αέριο συμπιέζεται ισόθερμα στο μισό του αρχικού του όγκου. 1.Α Η πίεση του αερίου: (επιλέξτε) α) διπλασιάζεται β) υποδιπλασιάζεται γ) παραμένει σταθερή. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. 1.Β Η ενεργός ταχύτητα του αερίου: (επιλέξτε) α) διπλασιάζεται β) υποδιπλασιάζεται γ) παραμένει σταθερή. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. 2. Αν σε μια μηχανή Carnot διπλασιάσουμε ταυτόχρονα τις θερμοκρασίες της θερμής και της ψυχρής δεξαμενής θερμότητας, τότε ο συντελεστής απόδοσης της μηχανής: (επιλέξτε) α) διπλασιάζεται ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ
ΑΡΧΗ 4ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ β) παραμένει ίδιος γ) υποδιπλασιάζεται. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 3 3. Αγωγός ΚΛ κινείται με σταθερή ταχύτητα õ, χωρίς τριβές, πάνω στους παράλληλους αγωγούς Γχ 1 και Δχ 2 μένοντας διαρκώς κάθετος και σε επαφή με αυτούς. Τα άκρα Γ και Δ συνδέονται μεταξύ τους με αγωγό ΓΔ ορισμένης ηλεκτρικής αντίστασης. Η όλη διάταξη βρίσκεται σε ομογενές μαγνητικό πεδίο Â κάθετο στο επίπεδο που ορίζουν οι αγωγοί και με φορά όπως φαίνεται στο σχήμα. Γ Κ χ 1 υ Β Δ Λ 3.Α Η φορά του ρεύματος που θα διαρρέει το σύρμα ΓΔ είναι: (επιλέξτε) α) από το Δ προς το Γ β) από το Γ προς το Δ χ 2 Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 4 3.Β Χρειάζεται να ασκείται εξωτερική δύναμη στον αγωγό ΚΛ, ώστε να κινείται με σταθερή ταχύτητα; ΤΕΛΟΣ 4ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ
ΑΡΧΗ 5ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ α) Ναι β) Όχι Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 4 ΘΕΜΑ 3ο Ορισμένη ποσότητα ιδανικού μονοατομικού αερίου βρίσκεται σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας Α σε θερμοκρασία Τ Α =400Κ, πίεση Ρ Α =4 10 5 Ν/m 2 και όγκο V A =10-3 m 3. Από την κατάσταση αυτή το αέριο υποβάλλεται στις παρακάτω διαδοχικές μεταβολές: α) ισοβαρή θέρμανση ΑΒ, μέχρι την κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας Β με όγκο V B =2 10-3 m 3. β) αδιαβατική ψύξη ΒΓ, μέχρι την κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας Γ με όγκο V Γ =3,2 10-3 m 3 και πίεση Ρ Γ =10 5 Ν/m 2. 3.Α Να παρασταθούν γραφικά (ποιοτικά) οι παραπάνω μεταβολές σε διάγραμμα Ρ-V. 3.B Να υπολογιστεί η θερμοκρασία του αερίου στην κατάσταση Β. 3.Γ Να υπολογιστεί το παραγόμενο έργο κατά την ισοβαρή μεταβολή ΑΒ. Μονάδες 6 3.Δ Να υπολογιστεί η συνολική μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου. Μονάδες 9 Δίνονται: γ= 3 5 ΘΕΜΑ 4ο και C V = 2 3 R. ΤΕΛΟΣ 5ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ
ΑΡΧΗ 6ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Σωματίδιο μάζας m=1,6 10-27 kg και φορτίου q=+1,6 10-19 C εισέρχεται στην περιοχή ΓΔΚΖΓ όπου επικρατεί ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=10-2 Τ, με ταχύτητα õ Á κάθετη στις μαγνητικές γραμμές και κάθετη στη ΔΚ. Το σωματίδιο διαγράφει τεταρτοκύκλιο μέχρι το σημείο Ο, όπου και εξέρχεται από το μαγνητικό πεδίο με ταχύτητα μέτρου υ ο =10 6 m/s. Στο σημείο Ο υπάρχει μικρή οπή μέσω της οποίας το σωματίδιο εισέρχεται σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο που σχηματίζεται ανάμεσα σε δύο παράλληλες μεταλλικές πλάκες ΖΛ και ΜΝ, με ταχύτητα παράλληλη στις δυναμικές του γραμμές. Το πεδίο έχει ένταση μέτρου Ε=2,5 10 3 Ν/C και φορά όπως φαίνεται στο σχήμα. Γ B Ο Ζ υ 0 Ε Μ υ Α Δ Α Κ Λ α. Να βρείτε το μέτρο υ Α της ταχύτητας του σωματιδίου, όταν εισέρχεται στο μαγνητικό πεδίο. Μονάδες 4 ΤΕΛΟΣ 6ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Ν
ΑΡΧΗ 7ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ β. Να υπολογίσετε την ακτίνα της τροχιάς που διαγράφει το σωματίδιο μέσα στο μαγνητικό πεδίο. γ. Να υπολογίσετε τη διαφορά δυναμικού μεταξύ των πλακών ΖΛ και ΜΝ, ώστε το σωματίδιο να φθάσει με μηδενική ταχύτητα στην πλάκα ΜΝ. Μονάδες 7 δ. Να βρεθεί ο συνολικός χρόνος κίνησης του σωματιδίου από τη στιγμή της εισόδου στο μαγνητικό πεδίο μέχρι να φθάσει στην πλάκα ΜΝ. Μονάδες 9 Η επίδραση του πεδίου βαρύτητας να θεωρηθεί αμελητέα. Δίνεται π=3,14. ΟΔΗΓΙΕΣ (για τους εξεταζόμενους) 1. Στο τετράδιο να γράψετε μόνο τα προκαταρκτικά (ημερομηνία, κατεύθυνση, εξεταζόμενο μάθημα). Τα θέματα δε θα τα αντιγράψετε στο τετράδιο. 2. Να γράψετε το ονοματεπώνυμό σας στο πάνω μέρος των φωτοαντιγράφων αμέσως μόλις σας παραδοθούν. Καμιά άλλη σημείωση δεν επιτρέπεται να γράψετε. Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί με το τετράδιο και τα φωτοαντίγραφα, τα οποία και θα καταστραφούν μετά το πέρας της εξέτασης. 3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέματα. 4. Κάθε λύση επιστημονικά τεκμηριωμένη είναι αποδεκτή. 5. Αν κατά την ανάπτυξη των θεμάτων χρησιμοποιήσετε σχήματα, αυτά μπορούν να γίνουν και με μολύβι. 6. Διάρκεια εξέτασης: Τρεις (3) ώρες μετά τη διανομή των φωτοαντιγράφων. 7. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: Μία ώρα (1) μετά τη διανομή των φωτοαντιγράφων. KΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΛΟΣ 7ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ
ΑΡΧΗ 8ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1 Ο 1. γ 2. δ 3. α 4. γ 5. α 2 β 1 γ 4 δ 3 ε 5 ΤΕΛΟΣ 8ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ
ΘΕΜΑ 2 Ο ΑΡΧΗ 9ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ 1. Α α Λόγω Νόμου Boyle: ΡV=σταθ. P 1 V 1 =P 2 V 2 P 1 V 1 =P 2 2 1 V P 2 =2P 1 1. Β γ Γιατί υ εν = 3 KT m για δεδομένο αέριο η υ εν εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία 2. β γιατί α c =1- T T C h 2T = 1 2T c h = σταθ 3. A β Σύμφωνα με τον κανόνα των τριών δακτύλων του δεξιού χεριού η πολικότητα της πηγής είναι θετική στο Κ, αρνητική στο Λ οπότε η φορά του επαγωγικού ρεύματος είναι Γ Δ 3. Β α Γιατί: υ=σταθ ΣF = 0 F = FL ΤΕΛΟΣ 9ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ
ΘΕΜΑ 3 ο 3Α. ΑΡΧΗ 10ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ισοβαρήςεκτό 3Β. A νωση Β VA VB = TB = 800K T T A B 5 3 3 3Γ. WA B = P. VAB WA B = 4.10 (2.10 10 ) = 400 j 3Δ. 3 3 3 3 3 3 U = ncv Τ = nr Τ = nr( TΓ TΑ ) = nrtγ nrtα = PΓ VΓ PAV A U = 120 j 2 2 2 2 2 2 θέμα 4 ο α. Η κίνηση που εκτελεί είναι ομαλή κυκλική με το μέτρο της ταχύτητας σταθερό: υ A =υ 0 =10 6 m / s β. Η ακτίνα της τροχιάς του σωματιδίου είναι: m. υ A R = R = 1m B. q γ. Η κίνηση από ΖΛ στη ΜΝ είναι ευθύγραμμη ομαλά επιβραδυνόμενη: ΤΕΛΟΣ 10ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ
ΑΡΧΗ 11ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ 0 = υ0 a. t2 1 l = υ0. t2 a. t 2 2 2 (1) (3) F E. q 2 Όμως α = = a = 2,5.10 11 m / s (2) m Η (2) στην (1): η (3): V Άρα E = l δ. t = t 1 + t2 ολ m l = 2m V = 5.10 V MZ 3 ZM T 2π. m t1 =, όπου Τ = T = 6,28. 10 4 B. q 6 s 6 t2 = 4. 10 sοπότε Άρα t 6 6 t1 + t2 t = 1,57.10 + 4.10 = 5,57. 10 ολ = ολ 6 s ΤΕΛΟΣ 11ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ