ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 01/02/2015 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ ΘΕΜΑ Α Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α1. Για να είναι ένας πυρήνας σταθερός, πρέπει να έχει: α. μικρό μαζικό αριθμό. β. μεγάλο μαζικό αριθμό. γ. μεγάλη ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο. δ. μαζικό αριθμό κοντά στο 60. Α2. Στο πρότυπο του Bohr, ο λόγος της κινητικής προς τη δυναμική ενέργεια του ηλεκτρονίου του ατόμου του υδρογόνου είναι ίσος με: α. β. γ. δ. Α3. Το μήκος κύματος των ακτινών Χ εξαρτάται: α. από το υλικό της ανόδου. β. από τη θερμοκρασία της καθόδου γ. από την κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων, όταν προσπίπτουν στην άνοδο. δ. από το πάχος του υλικού της ανόδου. Α4. Αν σε μια συσκευή παραγωγής ακτινών Χ μειώσουμε την τάση που εφαρμόζεται μεταξύ ανόδου και καθόδου, τότε: α. οι ακτίνες Χ γίνονται πιο μαλακές. β. το μήκος κύματος των ακτινών Χ μειώνεται. γ. η συχνότητα των ακτινών Χ αυξάνεται. δ. οι ακτίνες Χ γίνονται περισσότερο διεισδυτικές. Σελίδα 1 από 5
Α5. Οδηγία :Να γράψετε στο τετράδιο σας το γράμμα κάθε πρότασης και δίπλα σε κάθε γράμμα τη λέξη Σωστό για τη σωστή πρόταση και τη λέξη Λάθος για τη λανθασμένη. α. Η ατομική μονάδα μάζας ορίζεται ως το της μάζας του ατόμου του. β. Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρόνια που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα. γ. Η ολική ενέργεια του ατόμου του υδρογόνου παίρνει τόσες θετικές, όσο και αρνητικές τιμές. δ. Όσο μεγαλώνει το πάχος ενός υλικού στο οποίο προσπίπτουν ακτίνες Χ, τόσο μεγαλύτερη είναι η απορρόφηση των ακτινών Χ στο υλικό αυτό. ε. Τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια λέγονται νουκλεόνια. ΘΕΜΑ Β Β1. Ένας πυρήνας εκτοξεύεται από πολύ μακριά με αρχική κινητική ενέργεια Κ εναντίον ενός ακλόνητου πυρήνα που έχει ατομικό αριθμό Ζ και μαζικό αριθμό Α και η ελάχιστη απόσταση στην οποία τον πλησιάζει είναι ίση με d. Αν αντί για τον πυρήνα εκτοξεύαμε από πολύ μακριά με την ίδια κινητική ενέργεια Κ ένα πρωτόνιο προς τον ίδιο ακλόνητο πυρήνα, τότε η ελάχιστη απόσταση που θα τον πλησίαζε θα ήταν ίση με: α. β. γ. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. Μονάδες 2 Β2. Δίνονται δύο πυρήνες και όπου και. Η ενέργεια σύνδεσης του πυρήνα είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια σύνδεσης του πυρήνα. A. Από τους δύο παραπάνω πυρήνες σταθερότερος είναι: α) ο πυρήνας β) ο πυρήνας Σελίδα 2 από 5
B. Στον πυρήνα προσπίπτει ένα φωτόνιο Α και στον πυρήνα προσπίπτει ένα άλλο φωτόνιο Β. Τα φωτόνια Α και Β έχουν την ελάχιστη απαιτούμενη ενέργεια για να διασπάσουν τους πυρήνες και αντίστοιχα. Αν και είναι τα μήκη κύματος στο κενό των φωτονίων Α και Β αντίστοιχα, τότε ισχύει: α) β) γ) Β3. Δυο διεγερμένα άτομα υδρογόνου, τα (1) και (2), βρίσκονται σε διαφορετικές διεγερμένες καταστάσεις. Το άτομο (1) βρίσκεται στην πρώτη διεγερμένη κατάσταση, ενώ το άτομο (2) στην δεύτερη διεγερμένη κατάσταση. Το πηλίκο, όπου και τα μέτρα των στροφορμών των ηλεκτρονίων των δύο ατόμων είναι ίσο με: α. β. γ. Μονάδες 3 Β4. Σε μια διάταξη παραγωγής ακτινών Χ η τάση που εφαρμόζεται μεταξύ ανόδου και καθόδου είναι V και το ελάχιστο μήκος κύματος της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από το υλικό της ανόδου είναι λ. Το επί τοις εκατό ποσοστό μεταβολή της τάσης, ώστε το ελάχιστο μήκος κύματος της ακτινοβολίας να υποτετραπλασιαστεί, είναι ίσο με: α. 100% β. 200% γ. 300% Σελίδα 3 από 5
ΘΕΜΑ Γ Ένας σωλήνας ακτινών Χ λειτουργεί σε τάση ηλεκτρονίων είναι Nα υπολογίσετε: Γ1. Το ελάχιστο μήκος κύματος των ακτίνων Χ. Γ2. Την ισχύ της δέσμης των ηλεκτρονίων.. Το ρεύμα της δέσμης των Γ3. Το πλήθος των ηλεκτρονίων που φθάνουν στην άνοδο ανά δευτερόλεπτο. Γ4. Την ισχύ της δέσμης των ακτινών Χ που εκπέμπονται από την άνοδο, αν η απόδοση του υλικού της ανόδου είναι.. Γ5. Το πλήθος των φωτονίων που εκπέμπονται από την άνοδο ανά δευτερόλεπτο. Θεωρούμε ότι όλη η κινητική ενέργεια κάθε ηλεκτρονίου μετατρέπεται σε ενέργεια ενός φωτονίου Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό, η σταθερά του Planck το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο e= και ΘΕΜΑ Δ Ηλεκτρόνιο κινητικής ενέργειας προσπίπτει στην άνοδο συσκευής ακτινών Χ και παράγει ένα φωτόνιο ενέργειας. Μετά την πρόσπτωση, το ηλεκτρόνιο εξέρχεται από την άνοδο χωρίς άλλη απώλεια ενέργειας. Το φωτόνιο προσπίπτει σε άτομο υδρογόνου Α που βρίσκεται στη θεμελιώδη κατάσταση και προκαλεί ιονισμό του ατόμου. Το ηλεκτρόνιο που εξέρχεται από την άνοδο προσπίπτει σε ένα άλλο άτομο υδρογόνου Β που βρίσκεται επίσης στη θεμελιώδη κατάσταση. Το άτομο Β απορροφά όλη την ενέργεια του προσπίπτοντος ηλεκτρονίου και ιονίζεται. Η τελική κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου του ατόμου Β που συγκρούστηκε με το εξερχόμενο από την άνοδο ηλεκτρόνιο είναι ίση με 986,4 ev. Να υπολογίσετε: Δ1. την τάση που εφαρμόζεται μεταξύ ανόδου καθόδου της συσκευής ακτινών Χ. Δ2. το ελάχιστο μήκος κύματος των ακτινών Χ για την παραπάνω τάση. Σελίδα 4 από 5
Δ3. την ενέργεια του φωτονίου των ακτίνων Χ. Δ4. Τη τελική κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου του ατόμου Α, που απορρόφησε το φωτόνιο των ακτίνων Χ. Δ5. Το επί τοις εκατό ποσοστό μείωσης της κινητικής ενέργειας του ηλεκτρονίου κατά τη σύγκρουση του με την άνοδο. Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό, η σταθερά του Planck, το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο e=, η ενέργεια της θεμελιώδους κατάστασης του ατόμου του υδρογόνου: και. Σελίδα 5 από 5