Λευκάδα 24 Μαΐου 2016 ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΜΑΪΟΥ - ΙΟΥΝΙΟΥ 2016 ΤΑΞΗ Β ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑ A Οδηγία: Στις ερωτσεις Α1-Α4 να γράψετε στο απαντητικό σας φύλλο τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη φράση, η οποία συμπληρώνει σωστά την ημιτελ πρόταση. Α1. Η σχέση ορισμού της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος είναι: α. I = q.t β. I = t/q γ. I = q/t δ. I = V/ R Α2. Η χαρακτηριστικ καμπύλη μιας πραγματικς ηλεκτρικς πηγς συνεχούς ρεύματος είναι : α. ευθεία κάθετη στον άξονα της έντασης του ρεύματος β. ευθεία παράλληλη στον άξονα της έντασης του ρεύματος γ. ευθεία που περνά από την αρχ των αξόνων δ. ευθεία που τέμνει τους άξονες τάσης και έντασης Α3. Στο λογαριασμό της ΔΕΗ η ηλεκτρικ ενέργεια μετράται σε: α. kwatt β. Joule γ. Ampere δ. kwh A4. Η γωνία εκτροπς κάθε χρώματος, όταν αυτό διέρχεται από πρίσμα: α. είναι τόσο μικρότερη, όσο μικρότερο είναι το μκος κύματος του χρώματος. β. είναι τόσο μικρότερη, όσο μεγαλύτερο είναι το μκος κύματος του χρώματος. γ. δεν εξαρτάται από το μκος κύματος του χρώματος. δ. είναι ίδια για όλα τα χρώματα. Οδηγία: Στην παρακάτω ερώτηση Α5 να γράψετε στο απαντητικό σας φύλλο το γράμμα της κάθε πρότασης και δίπλα τη λέξη Σωστό για τη σωστ πρόταση και τη λέξη Λάθος για την λανθασμένη. Α5. α. Ο Einstein (Αϊνστάιν) χρησιμοποιώντας τη σωματιδιακ φύση του φωτός ερμνευσε το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. β. Η υπεριώδης ακτινοβολία συμμετέχει στην μετατροπ του οξυγόνου της ατμόσφαιρας σε όζον. γ. Βραχυκύκλωμα ονομάζεται η σύνδεση δύο σημείων ενός κυκλώματος με αγωγό αμελητέας αντίστασης. δ. Κατά την κατοπτρικ ανάκλαση του φωτός, η γωνία ανάκλασης είναι ίση με τη γωνία πρόσπτωσης. Σ ε λ ί δ α 1 5
ε. Η θεωρία των κβάντα αναιρεί την κυματικ φύση του φωτός. (Μονάδες 5 ) ΘΕΜΑ B B1. Η ένταση Ι του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει έναν αντιστάτη αντίστασης R, σταθερς θερμοκρασίας, μεταβάλλεται σε συνάρτηση με τη διαφορά δυναμικού V, που εφαρμόζεται στα άκρα του, όπως φαίνεται στο διπλανό σχμα: Α) Να επιλέξετε τη σωστ απάντηση. Στα παρακάτω σχματα φαίνονται τρείς πιθανές γραφικές παραστάσεις, για τη μεταβολ της αντίστασης R, σε συνάρτηση με τη διαφορά δυναμικού V. Η σωστ γραφικ παράσταση είναι: α) η (1) β) η (2) γ) η (3) Β) Να αιτιολογσετε την επιλογ σας. Β2. Στο σχμα παριστάνεται μονοχρωματικ ακτίνα που διέρχεται από οπτικό μέσο Α με δείκτη διάθλασης n1 σε οπτικό μέσο Β με δείκτη διάθλασης n2. Το μκος κύματος και η ταχύτητα του φωτός στα Α και Β είναι λ1, c1 και λ2, c2 αντίστοιχα. (Μονάδες 4 ) (Μονάδες 8) Α) Να επιλέξετε τη σωστ απάντηση. Ορθ σχέση για τα παραπάνω φυσικά μεγέθη είναι η: α. n2>n1 β. c2>c1 γ. = (Μονάδες 4 ) Β) Να αιτιολογσετε την επιλογ σας. (Μονάδες 9) ΘΕΜΑ Γ Μονοχρωματικ δέσμη φωτός με συχνότητα f = 5 10 14 Hz που διαδίδεται στο κενό με ταχύτητα c0 = 3 10 8 m/s, προσπίπτει πάνω σε διαφανές υλικό και Σ ε λ ί δ α 2 5
διαθλάται σε αυτό. Το υλικό έχει δείκτη διάθλασης n = 1,5. Δίνεται η σταθερά του Planck h = 6,6 10-34 J s. Γ1. Να υπολογίσετε το μκος κύματος της δέσμης στο κενό. Γ2. Να βρείτε την ενέργεια που μεταφέρει κάθε φωτόνιο της δέσμης όταν αυτ διαδίδεται στο κενό. Γ3. Να υπολογίσετε πόσα φωτόνια απορροφούνται από το υλικό, αν η συνολικ ενέργεια που του μεταβιβάστηκε από τη δέσμη είναι 0,66 J. Γ4. Να υπολογίσετε το μκος κύματος και τη συχνότητα της δέσμης όταν διαδίδεται στο διαφανές υλικό. Μονάδες 3+2 ΘΕΜΑ Δ Στο εργαστριο της φυσικς μια ομάδα μαθητών πραγματοποίησε το κύκλωμα του σχματος προκειμένου να υπολογίσει πειραματικά την τιμ R της αντίστασης του αντιστάτη καθώς και τα στοιχεία της ηλεκτρικς πηγς, δηλαδ την ηλεκτρεγερτικ της δύναμη Ε και την εσωτερικ της αντίσταση r. Το βολτόμετρο και το αμπερόμετρο θεωρούνται ιδανικά. Όταν οι μαθητές είχαν το διακόπτη δ ανοικτό η ένδειξη του βολτομέτρου ταν 12V. Όταν οι μαθητές είχαν το διακόπτη δ κλειστό η ένδειξη του βολτομέτρου ταν 10V και του αμπερομέτρου 0,5Α. Δ1. Να υπολογίσετε την ηλεκτρεγερτικ της δύναμη Ε της πηγς καθώς και την ένδειξη του αμπερομέτρου όταν ο διακόπτης δ είναι ανοικτός. Δ2. Να υπολογίσετε την τιμ της αντίστασης R του αντιστάτη. Δ3. Να υπολογίσετε την εσωτερικ αντίσταση της πηγς. Οι μαθητές σύνδεσαν έναν αντιστάτη R1 = 20 Ω στα σημεία Β και Γ (παράλληλα με τον αντιστάτη R). Σε αυτ την περίπτωση να υπολογίσετε: Δ4. Την ηλεκτρικ ενέργεια που μετατρέπεται σε θερμότητα σε όλο το κύκλωμα σε χρόνο 7 min. Ο Διευθυντς Ο εισηγητς Αραβανς Κωνσταντίνος Χόρτης Σωτριος Σ ε λ ί δ α 3 5
Ενδεικτικές απαντσεις ΘΕΜΑ Α Α1 γ, Α2 δ, Α3 δ, Α4 β, Α5 α Σωστ, β Σωστ, γ Σωστ, δ Σωστ, ε Λάθος ΘΕΜΑ Β Β1. Σωστ είναι η γ. Αιτιολόγηση Από το δοσμένο διάγραμμα I = f(v) προκύπτει ότι η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον αντιστάτη είναι ανάλογη με την τάση στα άκρα του. Συνεπώς η αντίσταση του: είναι σταθερ και ανεξάρτητη της τάσης V. Συνεπώς το σωστό διάγραμμα είναι το (3). Β2. Σωστ είναι η β. Αιτιολόγηση Από τη πορεία της ακτίνας προκύπτει ότι διαθλώμενη απομακρύνεται από τη κάθετη στο σημείο πρόσπτωσης, δηλαδ το μέσο Β είναι οπτικά αραιότερο: n2 < n1. Επειδ και προκύπτει τελικά: c2 > c1 ΘΕΜΑ Γ Γ1. Από τη θεμελιώδη εξίσωση της κυματικς προκύπτει: Γ2. Η ενέργεια κάθε φωτονίου είναι: E = h f Γ3. Αν Ν είναι ο αριθμός των φωτονίων και ΕΔ είναι η συνολικ ενέργεια που μεταβιβάστηκε από τη δέσμη θα ισχύει: EΔ = Ν Ε φωτόνια Γ4. Όταν η δέσμη διαδίδεται στο διαφανές υλικό η συχνότητα της ακτινοβολίας είναι η ίδια:. Το μκος κύματος της ακτινοβολίας στο διαφανές υλικό είναι: ΘΕΜΑ Δ Δ1. Η ένδειξη του αμπερομέτρου είναι ίση με την ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα: ΙΑ = Ι και η ένδειξη του βολτομέτρου είναι ίση με την πολικ τάση της πηγς: VV = Vπ = Ε Ιr. Όταν ο διακόπτης δ είναι ανοιχτός η ένδειξη του αμπερομέτρου είναι ίση με μηδέν: IA = 0 ένδειξη του βολτομέτρου VV = 12 V είναι ίση με την ΗΕΔ της πηγς: VV = E E = 12 V Σ ε λ ί δ α 4 5
Δ2. Όταν ο διακόπτης δ είναι κλειστός η ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα είναι Ι = 0, 5 Α και η τάση στα άκρα του αντιστάτη είναι VR = VV = 10 V. Συνεπώς η αντίσταση του αντιστάτη είναι: Δ3. Είναι Vπ = VV = 10 V και επειδ Vπ = Ε Ιr προκύπτει: Ιr = Ε Vπ Δ4. Αν συνδέουμε τον αντιστάτη R1 παράλληλα στην R η ισοδύναμη αντίσταση Rολ των δυο αντιστατών είναι: Επειδ άλλαξε η ισοδύναμη αντίσταση του κυκλώματος θα αλλάξει και η ένταση του ρεύματος. Ο νόμος του Ohm για το κύκλωμα δίνει: H ηλεκτρικ ενέργεια που μετατρέπεται σε θερμότητα στο όλο το κύκλωμα (για τον χρόνο που δίνεται, θα είναι : Qολ = I ² Rολ(κ) t επειδ Rολ(κ) = Rολ + r είναι: Qολ = I ² (Rολ +r) t τελικά: Qολ = 4320 J Διαφορετικά: Από την αρχ διατρησης της ενέργειας προκύπτει ότι Wπηγς = Qολ και επειδ Wπηγς = E I t προκύπτει Qολ = E I t Qολ = 4320 J Σ ε λ ί δ α 5 5