ΛΥΚΕΙΟ ΑΓΙΟΥ ΙΩΑΝΝΗ ΛΕΜΕΣΟΣ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ 2013-2014 ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ - ΙΟΥΝΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΤΑΞΗ: Α ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ Ημερομηνία : 03/06/2014 Ώρα εξέτασης: 10.30 12.30 Διάρκεια: 2 Ώρες ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ:..... ΤΜΗΜΑ: ΟΔΗΓΙΕΣ: 1. Το εξεταστικό δοκίμιο αποτελείται από 17 σελίδες 2. Στο τέλος του γραπτού επισυνάπτεται τυπολόγιο 3. Επιτρέπεται η χρήση μη προγραμματιζόμενης υπολογιστικής μηχανής. 4. Απαγορεύεται η χρήση διορθωτικού υγρού. ΒΑΘΜΟΣ:.... ΥΠΟΓΡΑΦΗ: 1
ΜΕΡΟΣ Α : Περιλαμβάνει έξι (6) ερωτήσεις. Να απαντήσετε και στις 6. Κάθε σωστή απάντηση βαθμολογείται με πέντε (5) μονάδες. 1. Το αυτοκίνητο του διπλανού σχήματος ξεκινάει από τη θέση Α (αρχική θέση) και καταλήγει στη θέση Γ (τελική θέση), εκτελώντας τη διαδρομή ΑΒΓ. Δίνεται ότι: ΑΒ=40m, ΒΓ=30m, ΑΓ=50m. α) Πόσο είναι το διάστημα που διέτρεξε το αυτοκίνητο και πόση η μετατόπισή του; (μον. 4) ---------------------- ---------------------- ---------------------- β) Να σχεδιάσετε το διάνυσμα της μετατόπισης x του αυτοκινήτου. (μον. 1) 2. Στις πιο κάτω περιπτώσεις (σχ. 2(α) και 2(β)) να γράψετε το μήκος των μολυβιών 1 και 2 με τον κατάλληλο αριθμό σημαντικών ψηφίων cm Σχ. 2(α) Μήκος μολυβιού 1:-------------------------------- cm cm Σχ. 2(β) Μήκος μολυβιού 2: -------------------------------- (μον. 5) 2
3. Στο πιο κάτω διάγραμμα φαίνεται η γραφική παράσταση της θέσης x σε σχέση με το χρόνο t, x = f (t), για δύο σώματα Α και Β. α.) Να ονομάσετε την κίνηση που εκτελεί το κάθε σώμα. Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. (μον. 4) Σώμα Α:------------------------------- Σώμα Β: ------------------------------- β). Να προσδιορίσετε τη χρονική στιγμή στην οποία τα δύο σώματα συναντήθηκαν. (μον. 1) ------------------------ 4.α) Να σχεδιάσετε το διάνυσμα του βάρους του σώματος Σ στις Α θέσεις Α και Γ. Οι θέσεις αυτές βρίσκονται μέσα στο πεδίο βαρύτητα της Γης. (μον. 2) Α β. Ένας δορυφόρος εκτοξεύεται από το διαστημικό σταθμό Κανάβεραλ και φτάνει σε ύψος Η, όπου η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι η μισή σε σχέση με την Γ επιτάχυνση της βαρύτητας στην επιφάνεια της Γης. Να εξηγήσετε τι θα συμβεί στο μέτρο (αριθμητική τιμή) των πιο κάτω φυσικών μεγεθών. μάζα :-------- (μον. 3) 3
βάρος: ------- 5..Σε ένα λεωφορείο ταξιδεύουν όρθιοι ένα μικρό παιδί και ένας άνδρας. Κάποια στιγμή το λεωφορείο φρενάρει απότομα με αποτέλεσμα το παιδί και ο άντρας να κινηθούν προς τα εμπρός. Να εξηγήσετε γιατί συνέβηκε αυτό, δικαιολογώντας το με ένα νόμο της φυσικής. (μον. 5) --------------------- --------------------- --------------------- --------------------- --------------------- --------------------- 6. Η Ελένη βρίσκεται μπροστά από έναν αισθητήρα κίνησης ο οποίος είναι συνδεδεμένος με τον ηλεκτρονικό υπολογιστή μέσω της διασύνδεσης, όπως φαίνεται στην πιο κάτω διάταξη. Ελένη Αισθητήρας κίνησης Η/Υ Διασύνδεση Η Ελένη βρίσκεται αρχικά ακίνητη 2m μπροστά από τον αισθητήρα για 2s. Στη συνέχεια απομακρύνεται από τον αισθητήρα με σταθερή ταχύτητα και φτάνει σε απόσταση 10m από αυτόν, στο 10 ο δευτερόλεπτο της κίνησής της. Τέλος, επιστρέφει 1m μπροστά από τον αισθητήρα στο 16 ο δευτερόλεπτο της κίνησής της. 4
Να σχεδιάσετε στο διπλανό διάγραμμα τη θέση της Ελένης x, σε σχέση με το χρόνο t, x = f (t) όπως αυτή καταγράφηκε στην οθόνη του ηλεκτρονικού υπολογιστή. (μον.5) ΜΕΡΟΣ Β : Περιλαμβάνει έξι (6) ερωτήσεις. Να απαντήσετε μόνο στις 4. Κάθε σωστή απάντηση βαθμολογείται με δέκα (10) μονάδες. 7. Στο πιο κάτω σχήμα δίνεται η γραφική παράσταση ενός κινητού που κινείται ευθύγραμμα. (α) Να χαρακτηριστεί και να δικαιολογηθεί το είδος κίνησης στα χρονικά διαστήματα: 0s < t < 3s : 3s < t < 9s : 5
9s < t < 13s : (β) Να υπολογίσετε την ταχύτητα του σώματος στα χρονικά διαστήματα: i) 0s < t < 3s : (μον.1) ii) 3s < t < 9s : (μον.1) (γ) Αφού υπολογίσετε τη μετατόπιση του σώματος στο χρονικό διάστημα 9 13s, να βρείτε την επιτάχυνση του κινητού που αντιστοιχεί σ αυτό το χρονικό διάστημα. 8. (α) Να διατυπώσετε τον 3 ο νόμο του Νεύτωνα (αξίωμα δράσης αντίδρασης). 6
(β) Δύο αμαξάκια Σ 1 και Σ 2, τα οποία φέρουν δύο κολλημένους μαγνήτες πάνω τους, συγκρατιούνται ακίνητα πάνω σε λείο επίπεδο, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Στη συνέχεια αφήνονται να κινηθούν ελεύθερα, με αποτέλεσμα να κινείται το ένα προς το άλλο, όπως φαίνεται στο σχήμα 2. Η δύναμη που ασκείται στο Σ 1 από το Σ 2 φαίνεται στο σχήμα: Αμαξάκι Σ 1 Αμαξάκι Σ 2 Μαγνήτης Μαγνήτης Σχήμα 1 Αμαξάκι Σ 1 Αμαξάκι Σ 2 Μαγνήτης F 1 Μαγνήτης Σχήμα 2 (i) Να σχεδιάσετε την αντίδραση της δύναμης F 1 που ασκείται στο Σ 2, στο σχήμα 2. (ii) Το Σ 1 μάζας m 1 = 2 Κg αποκτά επιτάχυνση μέτρου α 1 = 1 m/s 2, λόγω της δύναμης F 1. Να υπολογίσετε το μέτρο της επιτάχυνσης α 2 που αποκτά το Σ 2. Δίνεται η μάζα του Σ 2 : m 2 = 1 Κg. (μον.5) -------- -------- -------- -------- -------- 9. Σώμα μετατοπίζεται πάνω σε λείο επίπεδο προς τα δεξιά υπό την επίδραση των δυνάμεων F 1, F 2 και F 3, όπως φαίνεται στο ακόλουθο σχήμα. F 2 F 3 60 ο F 1 Δx 7
(α) Να σχεδιάσετε τις υπόλοιπες δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα. (β) Να αναφέρετε ποιες από τις δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα, συμπεριλαμβανομένων και των δυνάμεων που σχεδιάσατε : παράγουν έργο. ----------------------------- καταναλώνουν έργο.---------------------- δεν παράγουν αλλά ούτε καταναλώνουν έργο.-------------------------------- (γ) Να υπολογίσετε το έργο των δυνάμεων F 1, F 2 και F 3. (Δίνονται : F 1 = 35 N, F 2 = 22N, F 3 = 12 N, Δx= 40 m και συν60 ο = 0,5). W F1 = W F2 = W F3 = (δ) Να υπολογίσετε το συνολικό έργο των δυνάμεων W ΟΛ που ασκούνται στο σώμα. 10. (α) Σας δίνονται τα όργανα: Σωλήνας με χρωματιστό υγρό και φυσαλίδα στο εσωτερικό του, μαρκαδόρος, χάρακας και χρονόμετρο. Να τα χρησιμοποιήσετε για να περιγράψετε τον τρόπο με τον οποίο θα μελετήσετε την κίνησή της φυσαλίδας στο εργαστήριο. (μον.4) 8
(β). Μια ομάδα μαθητών χρησιμοποίησε τα παραπάνω όργανα και κατέληξε στα εξής πειραματικά αποτελέσματα: Α/Α Θέση x (cm) Χρόνος t (sec) 1 10 2,0 2 20 4,1 3 30 6,9 4 40 8,0 5 50 10,2 Να χρησιμοποιήσετε τις τιμές του πιο πάνω πίνακα για: Ι. Να ονομάσετε το είδος της κίνησής της φυσαλίδας. ΙΙ. Να σχεδιάσετε την κατάλληλη γραφική παράσταση, από την οποία, να υπολογίσετε την ταχύτητα με την οποία κινείται η φυσαλίδα. (μον.4) 9
11.(α) Τι ονομάζουμε συνισταμένη δύο ή περισσοτέρων δυνάμεων που ασκούνται σε ένα σώμα. Β. Στο σώμα που φαίνεται στο πιο κάτω σχήμα ασκούνται τρεις δυνάμεις μέτρου F 1 = 12N, F 2 = 16N και F 3 = 10Ν (Το σχήμα δεν είναι υπό κλίμακα). F 1 = 12N F 3 = 10N 37 o F 2 = 16N 10
(Ι) Να αναλύσετε τη δύναμη F 3 σε δύο κάθετες συνιστώσες και να μέτρο τους. υπολογίσετε το (μον. 3) ΙΙ. Να υπολογίσετε το μέτρο της συνισταμένης όλων των δυνάμεων και να τη σχεδιάσετε πάνω στο σχήμα που σας έχει δοθεί. (μον.5) 12. (α) Να δώσετε τον ορισμό της ευθύγραμμης ομαλά μεταβαλλόμενης κίνησης. (β) Παρατηρώντας την πιο κάτω γραφική παράσταση δύναμης σε συνάρτηση με το χρόνο F = f ( t ), να: 11
Ι. Υπολογίσετε την επιτάχυνση σε κάθε χρονικό διάστημα. (μον.4) ΙΙ. Να σχεδιάσετε τη γραφική παράσταση επιτάχυνσης σε συνάρτηση με το χρόνο, α = f ( t ). (μον.4) 12
ΜΕΡΟΣ Γ: Περιλαμβάνει 3 ερωτήσεις. Να απαντήσετε μόνο στις 2. Κάθε σωστή απάντηση βαθμολογείται με δεκαπέντε (15) μονάδες. 13.( α) Να διατυπώσετε το Θεώρημα Διατήρησης της Μηχανικής ενέργειας. --- --- --- --- β) Η γνωστή ιστορία του Νεύτωνα επαναλαμβάνεται. Ένα μήλο που έχει μάζα m=0,2κg κρέμεται από ένα κλαδί της μηλιάς σε ύψος h=1,8m. Θέση 1 Θέση 2 h=1,8m h=1m Θέση 3 13
(i) Να υπολογίσετε την μηχανική ενέργεια που έχει το μήλο όταν βρίσκεται κρεμασμένο στο κλαδί (θέση 1). (γ) Μετά από λίγο φυσά αέρας και ρίχνει το μήλο στο έδαφος. Κατά τη πτώση του θεωρούμε ότι δεν υπάρχουν απώλειες ενέργειας. (i) Πόση είναι η μηχανική ενέργεια του μήλου στη θέση 2 και γιατί; (ii) Να υπολογίσετε την ταχύτητα του μήλου στη θέση 2 που απέχει 1m από το έδαφος. (μον.5) - - - - - (iii) Να υπολογίσετε με πόση ταχύτητα θα πέσει το μήλο στο έδαφος (θέση 3). (μον.4) - - - - 14
13. Η γραφική παράσταση δείχνει πώς μεταβάλλεται η ταχύτητα u ενός σώματος που κινείται ευθύγραμμα, σε σχέση με τον χρόνο t, u =f(t). (α) Να ονομάσετε το είδος της κίνησης του σώματος στα πιο κάτω χρονικά διαστήματα. 0 s -12 s: 12 s - 16 s: ------------------------ 16 s - 28 s: (β) Να βρείτε την ταχύτητα του κινητού τις χρονικές στιγμές: t 1 =0 s------------- t 2 =8 s ------------- t 3 =24 s ------------------- (γ) Να υπολογίσετε την επιτάχυνση του κινητού στα πιο κάτω χρονικά διαστήματα. 0 s -12 s : ------------------------ 15
12 s - 16 s : 16 s - 28 s : (δ) Να υπολογίσετε τη μετατόπιση του κινητού μέχρι τη χρονική στιγμή t=28 s. - - - - - (ε) Να χαράξετε σε βαθμολογημένους άξονες τη γραφική παράσταση επιτάχυνσης χρόνου, α=f(t), για όλη τη διάρκεια της κίνησής του. 16
15.(α) Να διατυπώσετε τη συνθήκη ισορροπίας ενός υλικού σημείου. οροφή S Μαγνήτης Ν φ ορθοστάτης (β) Η μικρή σιδερένια σφαίρα,μάζας m=0,24 kg, κρέμεται με νήμα από οριζόντια οροφή και δέχεται δύναμη από μαγνήτη ο οποίος βρίσκεται σε μικρή απόσταση από τη σφαίρα και στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο με αυτήν. Η σφαίρα ισορροπεί όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα. (Δίνονται: ημφ=0,6 και συνφ=0,8) (i) Να σχεδιάσετε όλες τις δυνάμεις που ασκούνται στη σφαίρα. (μον.1.5) (ii) Να χαρακτηρίσετε την καθεμιά δύναμη, αν είναι δύναμη πεδίου ή δύναμη επαφής. (μον.1.5) (iii) Να υπολογίσετε το μέτρο όλων των δυνάμεων που ασκούνται στη σφαίρα. μον.6) - - - - 17
- - (γ) Απομακρύνουμε το μαγνήτη ώστε να μην επιδρά στη σφαίρα και την αφήνουμε ελεύθερη να ισορροπήσει. (i) Να σχεδιάσετε στο πιο κάτω σχήμα τη νέα θέση που θα έχει η σφαίρα. (μον.1) οροφή (ii) Να σχεδιάσετε και να υπολογίσετε τις δυνάμεις που ασκούνται τώρα στη σφαίρα. Οι Διδάσκοντες Η Συντονίστρια Ο Διευθυντής Άγγελος Κλειτής Μαρία Λοḯζου Β.Δ Γιώργος Τράκκος Χριστάκης Νίκου 18
Μιχάλης Περικλέους 19