ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Σ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 9 ΜΑΪΟΥ 004 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6) ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Σύµφωνα µε την ηλεκτροµαγνητική θεωρία του Μaxwell το ηλεκτροµαγνητικό κύµα παράγεται, όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο: α. ηρεµεί β. κινείται ευθύγραµµα και οµαλά γ. επιταχύνεται δ. όλα τα παραπάνω.. Ο λαµπτήρας αλογόνου: α. περιέχει ατµούς ιωδίου β. περιέχει σταγόνα υδραργύρου γ. δεν έχει θερµαινόµενο νήµα δ. έχει µικρότερη απόδοση φωτός από τον κοινό λαµπτήρα πυρακτώσεως. 3. Όταν ένας πυρήνας αποδιεγείρεται, εκπέµπει: α. φωτόνιο υπεριώδους ακτινοβολίας β. ακτίνες γ ΤΕΛΟΣ ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ
ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ γ. φωτόνιο µε ενέργεια της ίδιας τάξης µε το φωτόνιο που εκπέµπεται κατά τις αποδιεγέρσεις των ατόµων δ. φωτόνιο ορατής ακτινοβολίας. 4. Σύµφωνα µε το κλασικό µοντέλο του Rtherford για το άτοµο α. το φάσµα εκποµπής από ένα άτοµο πρέπει να είναι συνεχές β. το θετικό φορτίο είναι οµοιόµορφα κατανεµηµένο µέσα στο άτοµο γ. η στροφορµή του ηλεκτρονίου είναι κβαντωµένη δ. η ακτίνα του πυρήνα είναι της τάξης µεγέθους 0-0 m. Στην παρακάτω ερώτηση 5 να γράψετε στο τετράδιό σας το γράµµα κάθε πρότασης και δίπλα σε κάθε γράµµα τη λέξη Σωστό για τη σωστή πρόταση και τη λέξη Λάθος για τη λανθασµένη. 5. α. Η ταχύτητα µε την οποία διαδίδεται στο κενό η ορατή ακτινοβολία είναι µεγαλύτερη από εκείνη της υπέρυθρης. β. Στο γραµµικό φάσµα απορρόφησης των ατµών νατρίου εµφανίζονται σκοτεινές γραµµές εκεί όπου εµφανίζονται οι φωτεινές γραµµές του γραµµικού φάσµατος εκποµπής του. γ. Όταν ακτίνα µονοχρωµατικού φωτός περάσει από τον αέρα σε γυαλί, η συχνότητά της δε µεταβάλλεται. δ. Η ενέργεια των νουκλεονίων ενός πυρήνα µπορεί να πάρει οποιαδήποτε τιµή. ΤΕΛΟΣ ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ
ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ε. Το ορατό φως στους λαµπτήρες φθορισµού προέρχεται κυρίως από τη µετατροπή της υπέρυθρης ακτινοβολίας σε ορατή από τη φθορίζουσα επιφάνεια των λαµπτήρων. ΘΕΜΑ ο. Να µεταφέρετε στο τετράδιό σας συµπληρωµένες τις παρακάτω πυρηνικές αντιδράσεις: 35 9 9 U+ 0n... 56Ba+... Kr + 3 0n... + 4 7 7 O+ H Μονάδες 6. Το σχήµα δείχνει το διάγραµµα των ενεργειακών σταθµών του ατόµου του υδρογόνου. Τα µήκη κύµατος λ,λ,λ 3 είναι τα µήκη κύµατος της ακτινοβολίας που εκπέµπεται κατά τις µεταβάσεις του ηλεκτρονίου µεταξύ των ενεργειακών σταθµών, όπως δείχνουν τα βέλη. Η σχέση που συνδέει τα µήκη κύµατος λ, λ και λ 3 είναι: α. λ =λ +λ 3 β. λ λ λ = γ. λ3 λ = λ λ3 λ + λ3 Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της παραπάνω ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Μονάδες 4 ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ
ΑΡΧΗ 4ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας Μονάδες 7 Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της παρακάτω ερώτησης 3 και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 3. Ένας πυρήνας µε µαζικό αριθµό 00 και ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο ΜeV χωρίζεται µε κάποια αντίδραση σε µεσαίους πυρήνες µε µαζικούς αριθµούς 00 οι οποίοι έχουν ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο,μev. Η διαδικασία είναι: α. εξώθερµη β. ενδόθερµη Μονάδες 3 Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας ΘΕΜΑ 3 ο Η διαφορά δυναµικού σε σωλήνα παραγωγής ακτίνων Χ είναι 0 4 V. Τα ηλεκτρόνια εκπέµπτονται από την κάθοδο και φθάνουν στην άνοδο µε ρυθµό 0 7 ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο. Να υπολογίσετε: α. την ένταση του ρεύµατος των ηλεκτρονίων στον σωλήνα παραγωγής των ακτίνων Χ. Μονάδες β. το ελάχιστο µήκος κύµατος λ min των παραγοµένων ακτίνων Χ. Μονάδες γ. την ισχύ P x των παραγοµένων ακτίνων Χ, αν η απόδοση του σωλήνα παραγωγής ακτίνων Χ είναι %. Μονάδες 9 ΤΕΛΟΣ 4ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ
ΑΡΧΗ 5ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ίνεται η απόλυτη τιµή του φορτίου του ηλεκτρονίου e=,6 0-9 C, η σταθερά του Planck h=6,4 0-34 J s και η ταχύτητα του φωτός c=3 0 m/s. ΘΕΜΑ 4 ο 3 Το 9U έχει χρόνο ηµιζωής 4,5 0 9 χρόνια και µε µια σειρά από διασπάσεις α και β καταλήγει στο σταθερό 06 3 ισότοπο Pb. Θεωρούµε ότι όλοι οι πυρήνες 9U που 06 διασπώνται καταλήγουν σε Pb. Ένα ορυκτό τη στιγµή της δηµιουργίας του περιείχε 3 06 9U και καθόλου Pb. Σήµερα στο ορυκτό αυτό ο λόγος του αριθµού των 06 3 πυρήνων Pb προς τον αριθµό των πυρήνων 9U είναι. Να υπολογίσετε: α. τον αριθµό των διασπάσεων α και β σύµφωνα µε την 3 παρακάτω αντίδραση διάσπασης του U 3 4 0 9 U x He + y e + 3 β. τη σταθερά διάσπασης του 9U γ. την ηλικία του ορυκτού σε χρόνια. 06 ίνεται: χρόνος=3 0 7 s. Παραδεχθείτε ότι: ln=0,7, ln=,, ln9=,. Pb 9. Μονάδες Μονάδες Μονάδες 9 ΤΕΛΟΣ 5ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ
ΑΡΧΗ 6ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Ο ΗΓΙΕΣ (για τους εξεταζοµένους). Στο τετράδιο να γράψετε µόνο τα προκαταρκτικά (ηµεροµηνία, κατεύθυνση, εξεταζόµενο µάθηµα). Να µην αντιγράψετε τα θέµατα στο τετράδιο. Τα σχήµατα που θα χρησιµοποιήσετε στο τετράδιο µπορούν να γίνουν και µε µολύβι.. 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. ιάρκεια εξέτασης: τρεις (3) ώρες µετά τη διανοµή των φωτοαντιγράφων. 6. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: µετά τη 0:30 πρωινή. KΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΛΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ ΤΕΛΟΣ 6ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ
ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΘΕΜΑ ο γ α 3 β 4 α 5 α Λάθος β Σωστό γ Σωστό δ Λάθος ε Λάθος ΘΕΜΑ ο 35. + n U 4 9 9 0 56Bα + 36 Kr + 30 n 4 4 7 He + O H 7 +. Σωστό το γ Ε 3 -Ε =h f () Ε 3 -Ε =h f 3 () Ε -Ε =h f (3) Προσθέτώ κατά µέλη τις (), (3) και έχω Ε 3 - Ε = h f 3 +h f. Όµως λόγω της () c o c o c o λ3 + λ λ h f =h f 3 +h f ή f =f +f 3 ή = + ή = + ή = λ = λ λ λ λ λ λ λ λ 3. Σωστό το α 3 λ3 λ3 Αιτιολόγηση: Ενέργεια σύνδεσης αρχικού πυρήνα: Ε Β =00. =600Μ e V Ενέργεια σύνδεσης τελικών πυρήνων: Ε Β =Ε Β =0Μ e V Άρα EB + EB = 760MeV ηλ E B p EB + EB ή M c p M ή ( c + M z mp + mn )c p (z mp + mn + z mp + mn ) ή z mp + n mn p ( z + z ) mp + ( + ) mn c c 3 λ + λ 3 Όµως z=z + z και = + άρα η σχέση γίνεται -Μ π <-Μ π -Μ π ή Μ π > Μ π + Μ π και επειδή Q = (Mπ + Mπ ) c προκύπτεί Q> 0 άρα η αντίδραση είναι εξώθερµη
β τρόπος Απλούστερα θα µπορούσαµε να πούµε ότι µεγαλύτερη ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο, σηµαίνει µικρότερη µάζα ανά νουκλεόνιο στο πυρήνα. Άρα τα νουκελόνια του αντιδρώντος πυρήνα εχουν µεγαλύτερη µάζα από τη µάζα των νουκλεονίων των προιόντων πυρήνων δηλ m αντιδ > m προιόντων Άρα Q=( m αντιδ - m προιόντων ) c > 0 ΘΕΜΑ 3 ο 9 q e 7,6 0 α) I = I = I = 0 I =,6 0 A t t 34 h c 6,4 0 3 0 β) λmin = λmin = = 6 0 m 9 4 e V,6 0 0 Px 4 γ) α= Px = α Pηλ Px = α V I Px = 0,6 0 Px = 6,4W P 00 ηλ ΘΕΜΑ 4 ο α) από διατήρηση φορτίου έχω 9=+x-y από διατήρηση νουκλεονίων έχω 3= 06+4x από επίλυση του συστήµατος των εξισώσεων προκύπτει x= και y=6 άρα έχω διασπάσεις α και 6 διασπάσεις β β) Από τον τύπο για το χρόνο ηµιζωής προκύπτει ln 0,7 7 7 λ = = = 0 s 9 7 T 4,5 0 3 0 3,5 γ) Έστω 0() οι αρχικοί πυρήνες του ουρανίου στο ορυκτό Pb οι πυρήνες µολύβδου στο δείγµα οι πυρήνες ουρανίου στο δείγµα επειδή οι πυρήνες µολύβδου προέρχονται από το ουράνιο που διασπάστηκε ισχύει = Pb ινεται 0() Pb = ή άρα = o( ) 9 0() = αλλά = 0() e λt
άρα 9 λt 0() = 0() e ή ln 9 9 ln = λ t ή ln9 ln 6 t = = =,9 0 s ή λ λ 4 9 έτη,5 7 0 Επιµέλεια απαντήσων των θεµάτων : Μπράτιµος Κώστας, Μήλας Βαγγέλης, Παρασκευόπουλος ηµήτρης