ΕΠΩΝΥΜΟ:........................ ΟΝΟΜΑ:........................... ΤΜΗΜΑ:........................... ΤΣΙΜΙΣΚΗ & ΚΑΡΟΛΟΥ ΝΤΗΛ ΓΩΝΙΑ THΛ : 7077 594 ΑΡΤΑΚΗΣ 1 Κ. ΤΟΥΜΠΑ THΛ : 919113 9494 www.syghrono.gr ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ:..................... ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ 3/4/009 ΖΗΤΗΜΑ 1ο Για τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθµό της ερώτησης και το γράµµα που αντιστοιχεί στην σωστή απάντηση 1. Ορισµένη ποσότητα ιδανικού αερίου ψύχεται µε σταθερή πίεση µέχρι να υποεννεαπλασιαστεί ο όγκος του. Η ενεργός ταχύτητα των µορίων του αερίου: α) θα τριπλασιαστεί β) θα υποτριπλασιαστεί γ) θα εννεαπλασιαστεί δ) θα υποεννεαπλασιαστεί. Σε κύκλωµα εναλλασσόµενου ρεύµατος που περιέχει µόνο ωµική αντίσταση R, αν µε P µ συµβολίζουµε τη µέση ισχύ, µε Ρ max τη µέγιστη τιµή της στιγµιαίας ισχύος, τότε η σωστή σχέση µεταξύ τους είναι: α) P P max µ = β) P max = Pµ γ) Ρ µ = Ρ max δ) www.syghrono.gr P Pµ = 3 max 3. Η δυναµική ενέργεια συστήµατος σηµειακών φορτίων, που µετατοπίζονται το ένα σε σχέση µε το άλλο, µεταβάλλεται από U=-J σε U=-1J. Συνεπώς α. τα φορτία είναι οµόσηµα β. η απόσταση µεταξύ των φορτίων µειώνεται γ. η µεταβολή στη δυναµική ενέργεια του συστήµατος είναι θετική δ. η µετατόπιση των φορτίων γίνεται χωρίς προσφορά ενέργειας
4. Πρωτόνιο µε µάζα m 1 =m και φορτίο q 1 =q βάλλεται µε αρχική ταχύτητα υ ο προς ακλόνητο σωµάτιο, που έχει µάζα m =4m και φορτίο q =+q. Η ταχύτητα του πρωτονίου, όταν βρεθεί στην ελάχιστη απόσταση από το σωµάτιο, θα είναι: υo α) 0 β) υo γ) 3 δ) υo 5. Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές (Σ) ή λανθασµένες (Λ). α) Η δύναµη Lorentz που ασκείται σε φορτίο που κινείται σε οµογενές µαγνητικό πεδίο είναι µέγιστη, όταν το φορτίο κινείται οµόρροπα προς τις δυναµικές γραµµές του πεδίου. β) Στην αντιστρεπτή ισόθερµη συµπίεση ορισµένης ποσότητας ιδανικού αερίου, η εσωτερική του ενέργεια ελαττώνεται. γ) Τα ηλεκτρόνια που εισέρχονται κάθετα στις δυναµικές γραµµές οµογενούς µαγνητικού πεδίου διαγράφουν κυκλικές τροχιές, διαφορετικών περιόδων αλλά ίδιας ακτίνας. δ) Ο συντελεστής απόδοσης µιας µηχανής Carnot εξαρτάται από το έργο που παράγει η µηχανή σε ένα κύκλο, που λειτουργεί µεταξύ δύο ορισµένων θερµοκρασιών. ε) Η επαγωγική τάση αναπτύσσεται όταν µεταβάλλεται η µαγνητική ροή από κάποια επιφάνεια ΖΗΤΗΜΑ 1. Ένα σωµάτιο µάζας m και φορτίου q εισέρχεται σε οµογενές ηλεκτρικό πεδίο έντασης Ε που δηµιουργείται ανάµεσα στους οπλισµούς φορτισµένου πυκνωτή, κάθετα στις δυναµικές του γραµµές, από το µέσο της απόστασης τους µε ταχύτητα υ και εξέρχεται εφαπτοµενικά του ενός οπλισµού. α) σε ορθογώνιο σύστηµα αξόνων xoy, µε αρχή το σηµείο εισόδου και διεύθυνση του x παράλληλη στην υ, η σχέση που συνδέει τις συντεταγµένες x,y που προσδιορίζουν την θέση του φορτίου στο οµογενές ηλεκτρικό πεδίο είναι: Eqx mu i) y= ii) y Eqx 4K = iii) Eqx y= mu όπου Κ η κινητική ενέργεια εισόδου του σωµατίου στο πεδίο Επιλέξτε την σωστή απάντηση Μονάδες ικαιολογήστε την απάντηση σας
β) Αν η διαφορά δυναµικού ανάµεσα στους οπλισµούς τότε η διαφορά δυναµικού ανάµεσα στα σηµεία εισόδου και εξόδου από το πεδίο ' είναι : i) ' = ii) ' = iii) ' =/ Επιλέξτε την σωστή απάντηση Μονάδες ικαιολογήστε την απάντηση σας. Ένα σωµάτιο µάζας m και φορτίου q εισέρχεται σε οµογενές µαγνητικό πεδίο έντασης Β µε ταχύτητα υ 0 που σχηµατίζει γωνία φ (0<φ<90 0 ) µε τις δυναµικές του γραµµές α)µετατοπίζεται το φορτίο κατά µήκος των δυναµικών γραµµών του πεδίου; i) ναι ii) όχι Μονάδες ικαιολογήστε β) η δύναµη που ασκείται στο φορτίο είναι i)κάθετη στις δυναµικές γραµµές ιι)παράλληλη στις δυναµικές γραµµές ιιι)πλάγια στις δυναµικές γραµµές Ποια απάντηση είναι η σωστή ικαιολογήστε Μονάδες γ) Ο αριθµός των περιστροφών Ν που διαγράφει το σωµάτιο µέσα στο πεδίο, όταν µετατοπιστεί παράλληλα στις δυναµικές γραµµές κατά x, δίνεται από τη σχέση: xqb πq x ι) ιι) υ ο συνφ ιιι) υ ο συνφ πm Bm πr Επιλέξτε τη σωστή απάντηση Μονάδες ικαιολογήστε
ΖΗΤΗΜΑ 3 Ποσότητα n=/r mol ιδανικού αερίου µε γ=3/ βρίσκεται σε κατάσταση Α µε p A = 1x10 5 N/m και A =10-3 m 3, υφίσταται τις παρακάτω αντιστρεπτές µεταβολές, όπως φαίνεται στο διάγραµµα: 1. ισοβαρής εκτόνωση ΑΒ, µέχρι η εσωτερική ενέργεια του αερίου να διπλασιαστεί. ισόθερµη εκτόνωση ΒΓ, µέχρι να φτάσει σε όγκο Γ =4 B 3. αδιαβατική εκτόνωση Γ, µέχρι την αρχική του θερµοκρασία 4. ισόθερµη συµπίεση Α, µέχρι την αρχική του κατάσταση. Για µια θερµική µηχανή που εκτελεί την παραπάνω κυκλική µεταβολή : Α. Να υπολογισθούν οι τιµές πίεσης, όγκου και θερµοκρασίας στις καταστάσεις Α, Β, Γ,. Μονάδες 7 Β. Να υπολογίσετε τον συντελεστή απόδοσης του κύκλου Μονάδες 1 Γ. Αν η παραπάνω θερµική µηχανή εκτελεί 5 κύκλους ανά δευτερόλεπτο ποια είναι η ωφέλιµη ισχύς της? Μονάδες 6 ίνεται ln=0,7 και 5 =3.
ΖΗΤΗΜΑ 4 Ένας αγωγός σε σχήµα κατακόρυφου Π έχει το επίπεδο του κάθετο στις δυναµικές γραµµές οµογενούς µαγνητικού πεδίου έντασης Β = Τ. Τα κατακόρυφα τµήµατα του αγωγού εµφανίζουν αµελητέα ωµική αντίσταση και ακουµπούν σε οριζόντιο µονωτικό επίπεδο, ενώ το οριζόντιο τµήµα εµφανίζει αντίσταση R 1 = 8Ω. Ευθύγραµµο σύρµα µήκους l = 1m, µάζας m = 0,5Kg και ωµικής αντίστασης R έχει συνεχώς τα άκρα του σε επαφή µε τα κατακόρυφα τµήµατα του αγωγού και βρίσκεται πάνω στο µονωτικό επίπεδο. Τη στιγµή t = 0s εκτοξεύουµε κατακόρυφα προς τα R πάνω µε αρχική ταχύτητα µέτρου υ ο = 1 5m/s το σύρµα. Η τάση στα άκρα του σύρµατος τη στιγµή της εκτόξευσης B είναι = 8. α) Να υπολογίσετε την Η.Ε.. από επαγωγή που αναπτύσσεται στο σύρµα τη στιγµή της εκτόξευσης και την τιµή της αντίστασης R. Μονάδες 6 β) Να δείξετε ότι το σύρµα υ ο επιβραδύνεται συνεχώς, κατά την άνοδό του. l γ) Να βρείτε i) το µέτρο της επιτάχυνσής του και ii) την ισχύ της συνιστάµενης δύναµης όταν η ταχύτητα του σύρµατος έχει υποδιπλασιαστεί. Μονάδες 6 δ) Το σύρµα σταµατά στιγµιαία σε ύψος h = 0,83m πάνω από το µονωτικό επίπεδο. Να βρείτε το συνολικό ποσό της θερµότητας που παράγεται στις αντιστάσεις R 1 και R µέχρι να ακινητοποιηθεί στιγµιαία το σύρµα. Μονάδες 8 ίνεται η επιτάχυνση της βαρύτητας: g = 10m/s
Z1 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ 1. β. β 3. γ 4. α 5. α. Λ β. Λ γ. Λ δ. Λ ε. Σ Ζ 1.α. σωστό το ii 1 y= αyt x=υt 1 Eq x Eqx Eq y = = α y = m 4K m υ 1 m Κ= υ β. σωστό το iii d ' = Eyεξ =Ε =. α. Σωστό το i) Η κίνηση είναι ελικοειδής και κατά συνέπεια η παράλληλη στις δυναµικές γραµµές συνιστώσα της ταχύτητας προκαλεί παράλληλη µετατόπιση x= υx t= υ tσυνφ β. Η φορά της δύναµης Lorentz (εφόσον δεν εισέρχεται παράλληλα στις δυναµικές γραµµές) είναι πάντα κάθετη στο επίπεδο που σχηµατίζουν η ταχύτητα µε τις δυναµικές γραµµές άρα κάθετη στις δυναµικές γραµµές σωστό το i)
γ. s=υ0t πm t= NT s= N υ 0 = NπR Bq πm T= Bq Σωστό το i) Ζ3 Α. p(x10 5 Ν/m ) (x10 3 m 3 ) T( Κ) A 1 1 600 Β 1 100 Γ 3 8 100 0,375 3 600 p = nrt T = 600K A A A U = U nc T = nc T T = 100K T Α B A B A B B B Γ A = B = TA = 8 10 m 3 3 10 m 3 3 p = p p = 3 10 Ν / m Γ Γ Β Β Γ 5 p = p Τ =Τ = 3 10 m γ γ γ 1 γ 1 3 3 Γ Γ Γ Γ p = p p = 0,375 10 Ν / m Α Α 5
Β. Cp = C+ R Cp = 3R, C = R Cp =γc QAB = nc p (TB T A ) = 3600J Qh 6960J Γ = QBΓ = WB Γ = nrtb ln = 3360J B Q = 0 Γ Α Q Α = WΓ = nrtα ln = 400J= Q Q = = Q c e 1 0,39 h W = Q Q = 760J KΥΚΛΟΥ h c c. Γ. P NWΚΥΚΛΟΥ = P= t 13800W Ζ4 α. E =Β ul= 10 ΕΠ(0) 0 = EΕΠ(0) IΕΠ(0) R E I (0) ΕΠ(0) 1A, R ΕΠ = = Ω IΕΠ(0) = R1 R + β.
Η προς τα πάνω κίνηση του αγωγού δηµιουργεί επαγωγική ΗΕ πολικότητας όπως στο σχήµα µε αποτέλεσµα η φορά του ρεύµατος να δηµιουργεί δύναµη Laplace φοράς προς τα κάτω. Συνεπώς η ΣF=w+F L, κατά την άνοδο έχει διαρκώς φορά αντίθετη της κίνησης οπότε ο αγωγός επιβραδύνεται µε διαρκώς µειούµενη επιβράδυνση γ. ΣF w+ F L α= = m m u0 E 5 ΕΠ =Β l= α= 1m / s, φορ ά κ ά τω E ΕΠ IΕΠ = = 0,5A R1+ R F L= BIΕΠl= 1N δ. ΘΜΚΕ : Κ Κ = W + W 1 0 mu0 = mgh+ WF W L F =,1J L Q= W =,1J F L τελ αρχ w F L