ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ Φυσική Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου ΓΡΑΠΤΕΣ ΔΟΚΙΜΑΣΤΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ 2008 Θέμα 1ο Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Σε ένα κύκλωμα LC με πηνίο χωρίς ωμική αντίσταση την χρονική στιγμή μηδέν που αρχίζει η ταλάντωση, είναι φορτισμένος ο πυκνωτής. Η περίοδος ταλάντωσης του κυκλώματος είναι Τ. α. Το ρεύμα αποκτά ελάχιστη τιμή την χρονική στιγμή 3Τ/4. β. Ο οπλισμός του πυκνωτή που ήταν αρχικά φορτισμένος φορτίζεται ξανά θετικά την χρονική στιγμή Τ/2. γ. Κατά την διάρκεια μιας περιόδου η ενέργεια μαγνητικού πεδίου παίρνει μέγιστη τιμή μία φορά. δ. Το κύκλωμα επανέρχεται ενεργειακά στην αρχική του κατάσταση την χρονική στιγμή Τ/2 2. Η παρακάτω εικόνα είναι το στιγμιότυπο ενός στάσιμου κύματος την χρονική στιγμή Τ/4. Το κύμα δημιουργείται από την συμβολή δύο αντίθετα διαδιδόμενων κυμάτων ίδιου πλάτους και γωνιακής συχνότητας ω=10 rad/s. α. Την χρονική στιγμή 3Τ/4 το σημείο Γ έχει μηδενική επιτάχυνση. β. Την χρονική στιγμή Τ/2 το σημείο Β έχει απομάκρυνση y=1 m. γ. Την χρονική στιγμή Τ/2 το σημείο Γ έχει ταχύτητα μέτρου 20 m/s. δ. Το πλάτος της ταλάντωσης για όλα τα σημεία του μέσου είναι 2 m. y(m) 2 Β 1 x(m) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 x(m) -1-2 Γ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ Σελ. 1 ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ
3. Ένας τροχός κυλίεται ανερχόμενος σε κεκλιμένο επίπεδο και οι δυνάμεις που του ασκούνται είναι το βάρος W, η τριβή Τ και η αντίδραση του δαπέδου Ν. α. Η α γ είναι ανάλογη της Τ. β. Η α γ έχει την φορά της ω. γ. Η στροφορμή διατηρείται σταθερή. δ. Η κινητική ενέργεια οφείλεται μόνο στην περιστροφή του στερεού. 4. Η ορμή ενός συστήματος δύο σωμάτων κατά την διάρκεια μίας κρούσης διατηρείται α. Σε κάθε περίπτωση. β. Μόνο στις ελαστικές κρούσεις. γ. Μόνο όταν μεταβάλλεται η δυναμική ενέργεια των σωμάτων. δ. Μόνο αν οι ωθήσεις των εξωτερικών δυνάμεων είναι αμελητέες. 5. Στην παρακάτω ερώτηση 5 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 Κατακόρυφος ταλαντωτής ταλαντώνεται μέσα σε συσκευή στην οποία μπορούμε να μεταβάλλουμε την πίεση του αέρα που περιέχει. Όσο μικρότερη είναι η πίεση του αέρα τόσο πιο αργά φθίνει η ταλάντωση. β. Τα σημεία στα οποία έχουμε απόσβεση κατά το φαινόμενο της συμβολής κυμάτων που προέρχονται από σύγχρονες πηγές, βρίσκονται πάνω σε παραβολές. γ. Σε έναν βρεγμένο δρόμο δεν φωτίζονται καλά όλα τα σημεία λόγω του φαινομένου της διάθλασης. δ. Ο θεμελιώδης νόμος της στροφικής κίνησης ισχύει ακόμη και όταν ο άξονας περιστροφής αλλάζει κατεύθυνση κατά την διάρκεια της κίνησης. ε. Το φαινόμενο Doppler για το φως είναι παρατηρήσιμο μόνο όταν οι πηγές ή οι παρατηρητές κινούνται με ταχύτητες συγκρίσιμες με την ταχύτητα του φωτός.. Θέμα 2 ο 1. Γραμμικός αρμονικός ταλαντωτής εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση με δύναμη αντίστασης F αντ =-bυ. Σε 8 ταλαντώσεις που διαρκούν 16 s το πλάτος έχει γίνει το 1/16 του αρχικού. Η σταθερά Λ της ταλάντωσης είναι ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ Σελ. 2 ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ
α. ln2 s -1. β. ln 2 4 s-1. γ. ln 2 8 s-1. δ. 1 16 s-1. Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας. Μονάδες 4 2. Μονοχρωματική ακτινοβολία διέρχεται διαδοχικά από δύο οπτικά μέσα Α και Β τα οποία έχουν δείκτες διάθλασης n A και n B, αντίστοιχα. Το πηλίκο της μέγιστης έντασης του ηλεκτρικού πεδίου προς τη μέγιστη ένταση του μαγνητικού πεδίου στο οπτικό μέσο Β είναι διπλάσιο από το αντίστοιχο πηλίκο στο οπτικό μέσο Α. Αν η ακτινοβολία προσπίπτει στη διαχωριστική επιφάνεια υπό γωνία 60 (προερχόμενο από το μέσο Α), τότε α. θα διαθλαστεί προς το οπτικό μέσο Β υπό γωνία 30. β. θα διαθλαστεί οριακά προς το μέσο Β υπό γωνία 90. γ. δεν θα περάσει στο οπτικό μέσο Β.. Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 4 3. Δύο σφαίρες Α και Β με ίδια μάζα κινούνται αντίθετα με ταχύτητες μέτρου υ και 2υ αντίστοιχα. Ορίζουμε την κινητική ενέργεια της Α ως Κ. Οι δύο σφαίρες συγκρούονται κεντρικά και η μεταβολή της κινητικής ενέργειας της Α είναι μηδέν. Η απόλυτη τιμή της μεταβολής της κινητικής ενέργειας της σφαίρας Β είναι α. 0 β. Κ γ. 2Κ δ. 4Κ Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. 4. Δύο όμοιες πηγές Π 1 και Π 2 εκπέμπουν ήχο συχνότητας f. Η πηγή Π 1 είναι ακίνητη και η πηγή Π 2 κινούμενη με ταχύτητα υ s απομακρύνεται από την Π 1. Παρατηρητής Α που βρίσκεται ανάμεσα στις δύο πηγές κινείται ομόρροπα με την Π 2 με ταχύτητα υ s /2 και ακούει από τις δύο πηγές Π 1 και Π 2 συχνότητες f 1 και f 2 αντίστοιχα. για τις οποίες ισχύει : α. f 1 < f 2. β. f 1 = f 2. γ. f 1 > f 2 Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 4 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ Σελ. 3 ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ
Θέμα 3 ο Μια σούβλα με κοκορέτσι μπορεί να προσομοιωθεί με ένα κύλινδρο μάζας 2kg και ακτίνας r=10cm. Η σούβλα έχει αμελητέα μάζα και δεν υπάρχουν τριβές ανάμεσα στην σούβλα και τα στηρίγματα. Τη χρονική στιγμή t o = 0 αρχίζουμε να ασκούμε μια δύναμη σταθερού μέτρου F=0,05 Ν πάνω στη λαβή η οποία απέχει από τον άξονα της σούβλας απόσταση R = 20cm με κατεύθυνση διαρκώς κάθετη στην ακτίνα της λαβής. Το αποτέλεσμα είναι να αποκτήσει η σούβλα γωνιακή ταχύτητα ω = 3 rad/s τη χρονική στιγμή t 1. α. Να προσδιοριστεί η χρονική στιγμή t 1.. Μονάδες 8 β. Να γίνει γραφική παράσταση του ρυθμού παροχής κινητικής ενέργειας στη σούβλα μέχρι τη χρονική στιγμή t 1. Αμέσως μετά τα δύο στηρίγματα της σούβλας θραύονται ταυτόχρονα και η σούβλα πέφτει και ακουμπά ταυτόχρονα σε δύο κατώτερα στηρίγματα που βρίσκονται 5 cm χαμηλότερα. Την στιγμή της θραύσης παύει και η δύναμη F. γ. Να βρεθεί ο λόγος της μεταφορικής προς την περιστροφική κινητική ενέργεια της σούβλας τη στιγμή που η σούβλα φτάνει στα δύο κατώτερα στηρίγματα. Μονάδες 8 δ. Να βρεθεί η ταχύτητα (μέτρο και κατεύθυνση) ενός σημείου Α που βρίσκεται στην πάνω μεριά του κοκορετσιού αμέσως πριν η σούβλα προσκρούσει στα κατώτερα στηρίγματα. 1 2 Δίνεται για κύλινδρο I = mr και g=10 m/s 2 2 Μονάδες 4 Θέμα 4 ο Δύο όμοιοι ταλαντωτές Κ και Λ αποτελούνται από κατακόρυφο ελατήριο και σημειακή μάζα. Οι ταλαντωτές βρίσκονται στερεωμένοι πάνω από την επιφάνεια υγρού και ακριβώς πάνω στην επιφάνεια του υγρού εφάπτονται και ηρεμούν οι σημειακές μάζες των δύο ταλαντωτών. Όταν οι ταλαντωτές ταλαντώνονται θεωρούμε ότι οι τριβές και η άνωση από το υγρό στις μάζες τους είναι αμελητέες. Η σταθερά του ελατηρίου κάθε ταλαντωτή είναι k = 64π 2.10-3 Ν/m και η μάζα του σώματος στο άκρο του ελατηρίου m = 10-3 kg. Οι ταλαντωτές σε όλη την διάρκεια της ταλάντωσης, λόγω των δυνάμεων συνάφειας μεταξύ των μαζών και του υγρού, είναι σε επαφή με το υγρό. Ο ταλαντωτής Κ αρχίζει να ταλαντώνεται με φορά προς τα πάνω. Στην θέση y=0,005 m ο ταλαντωτής έχει ταχύτητα υ=0,04 3 π m/s. Το Κ έχει κάνει μισή ταλάντωση (δηλ. βρίσκεται στην θέση ισορροπίας με φορά προς τα κάτω) όταν ο δεύτερος ταλαντωτής Λ αρχίζει να ταλαντώνεται με φορά προς τα πάνω και με το ίδιο πλάτος με τον πρώτο ταλαντωτή Κ. Οι δύο ταλαντωτές Κ και Λ λειτουργούν στην επιφάνεια του υγρού ως πηγές Π 1 και Π 2 αντίστοιχα, εγκάρσιων αρμονικών κυμάτων που διαδίδονται με ταχύτητα 8 m/s. Θεωρούμε ως αρχή μέτρησης των χρόνων την χρονική στιγμή που ο δεύτερος ταλαντωτής Λ ξεκινά την ταλάντωσή του. Ως αρχή μέτρησης των απομακρύνσεων την επιφάνεια του υγρού και θετική φορά προς τα πάνω. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ Σελ. 4 ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ
α. Γράψτε τις εξισώσεις για την απομάκρυνση των ταλαντωτών Κ και Λ από την θέση ισορροπίας τους. Μονάδες 6 β. Γράψτε τις εξισώσεις των τρεχόντων κυμάτων που δημιουργούν οι ταλαντωτές. Μονάδες 6 Πάνω στην επιφάνεια του υγρού και σε απόσταση r 1 = 5 m από την πηγή Κ και r 2 = 12 m από την πηγή Λ βρίσκεται σημείο Σ. γ. Γράψτε τις εξισώσεις που διέπουν την απομάκρυνση του Σ σε σχέση με τον χρόνο αρχίζοντας από την χρονική στιγμή μηδέν. Μονάδες 8 δ. Σχεδιάστε σε βαθμολογημένους άξονες την γραφική παράσταση του πλάτους του σημείου Σ σε σχέση με τον χρόνο αρχίζοντας από την χρονική στιγμή μηδέν. Καλή επιτυχία. Οι καθηγητές Ορφανόπουλος Βασίλειος Φανίδης Χρήστος ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ Σελ. 5 ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ