1ο γενικό διαγώνιασμα
- 1. 1ο ΓΕΝΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ tasos_tzanopoulos@yahoo.com ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ επιλογή θεμάτων 1 ΓΕΝΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2014 ΘΕΜΑ Α Να γράψετε στο τετράδιό σας για καθένα από τα παρακάτω σύνολα προτάσεων Α1 ως Α4 το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή πρόταση κάθε συνόλου. Α1. α) Οι μεταλλικές επιφάνειες απορροφούν τα ραδιοκύματα. β) Όταν μια μονοχρωματική δέσμη φωτός περνάει από ένα διαφανές μέσο σε ένα άλλο με διαφορετικούς δείκτες διάθλασης έχουμε πάντοτε εκτροπή από την αρχική της κατεύθυνση. γ) Η γωνιακή συχνότητα ταλάντωσης ισούται με τον αριθμό των ταλαντώσεων σε χρόνο t προς το χρόνο αυτό. δ) Το φαινόμενο Doppler ισχύει για κάθε μορφής κύμανση. Α2. α) Από τους νόμους της διάθλασης προκύπτει ότι η πορεία που ακολουθεί μια μονοχρωματική ακτίνα, καθώς μεταβαίνει από ένα διαφανές υλικό α σε ένα άλλο β, δεν μπορεί να αντιστραφεί αν μεταβεί από το υλικό β στο α. β) Το μέτρο της επιτάχυνσης στις α.α.τ. αυξάνεται όταν μειώνεται η δυναμική ενέργεια ταλάντωσης. γ) Όταν μια ηχογόνος πηγή πλησιάζει προς ένα παρατηρητή-ακροατή, η ταχύτητα του ήχου ως προς αυτόν αυξάνεται. δ) Αν αφεθούν από το ίδιο ύψος ενός πλάγιου επιπέδου ένα κυβικό κομάτι πάγου, που κατέρχεται χωρίς τριβή, και ένα κυλινδρικό σώμα, που κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει, θα φτάσουν στη βάση του με την ίδια κινητική ενέργεια. A3. α) Όταν ένα στερεό κυλίεται και ολισθαίνει, όλα τα σημεία του έχουν μέτρο ταχύτητας ίδιο με το μέτρο ταχύτητας του σημείου επαφής του στερεού με το δάπεδο. β) Τα ραδιοκύματα δεν διαδίδονται στο κενό. γ) Κάθε φορά που έχουμε διάθλαση έχουμε και ανάκλαση του φωτός, ενώ το αντίθετο δεν ισχύει πάντα. δ) Αν όλα τα έμβια όντα, λόγω μιας απρόσμενης αύξησης της θερμοκρασίας στον πλανήτη μας, μετατοπίζονταν προς τους πόλους η διάρκεια της ημέρας θα μεγάλωνε. Α4. α) Το φαινόμενο Doppler μπορεί να οδηγήσει σε εμφάνιση ηχητικών διακροτημάτων. β) Το φαινόμενο της διάθλασης βρίσκει εφαρμογή στα περισκόπια που χρησιμοποιούνται στα υποβρύχια. γ) Η σκέδαση είναι μια περίπτωση ανελαστικής κρούσης σωματιδίων. δ) Επειδή η κρούση είναι φαινόμενο αμελητέας διάρκειας, η δυναμική ενέργεια των σωμάτων, που εξαρτάται από τη θέση τους στο χώρο, έχει διαφορετική τιμή στη λήξη της κρούσης από αυτήν που είχε στην έναρξή της. (Μονάδες 4X5)
- 2. 1ο ΓΕΝΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ tasos_tzanopoulos@yahoo.com ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ επιλογή θεμάτων 2 Στο παρακάτω σύνολο προτάσεων 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. Α5. α) Σε ένα στάσιμο κύμα τα σημεία του ελαστικού μέσου, εκείνα που εκτελούν ταλάντωση, αποκτούν ταυτόχρονα τη μέγιστη δυναμική τους ενέργεια. β) Σε ένα κύκλωμα LC, που εκτελεί ηλεκτρικές ταλαντώσεις, οι ρυθμοί μεταβολής της ενέργειας του ηλεκτρικού πεδίου του πυκνωτή και της ενέργειας του μαγνητικού πεδίου του πηνίου μηδενίζονται ταυτόχρονα τέσσερις φορές στη διάρκεια μιας περιόδου. γ) Η πιο κοινή αιτία παραγωγής ακτίνων Χ είναι η επιβράδυνση ηλεκτρονίων που προσκρούουν με μεγάλη ταχύτητα σε ένα μεταλλικό στόχο. δ) Η στροφορμή των τροχών ενός αυτοκινήτου που κινείται σε οριζόντιο δρόμο με φορά από το Νότο προς το Βορρά, έχει κατεύθυνση προς Ανατολάς. ε) Είναι δυνατό σε μια φθίνουσα ταλάντωση η αντιτιθέμενη δύναμη να έχει σταθερό μέτρο. (Μονάδες 5x1) ΘΕΜΑ Β Β1. Ένας τροχός αυτοκινήτου και ένας τροχός ποδηλάτου, με διαφορετική ροπή αδράνειας ως προς τον άξονά τους, μπορούν να περιστρέφονται γύρω από τον ακλόνητο άξονά τους χωρίς να ακουμπούν στο έδαφος. Αρχικά είναι ακίνητοι. Κάποια στιγμή αρχίζουν, ταυτόχρονα και οι δύο, να περιστρέφονται χωρίς τριβές με τη βοήθεια ροπής σταθερού μέτρου. Αν οι ροπές έχουν ίσα μέτρα, τότε κάθε στιγμή i. Οι στροφορμές τους θα έχουν ίσα μέτρα. ii. Το μέτρο της στροφορμής του τροχού με τη μεγαλύτερη ροπή αδράνειας θα είναι μεγαλύτερο. iii. Το μέτρο της στροφορμής του τροχού με τη μικρότερη ροπή αδράνειας θα είναι μεγαλύτερο. α) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. (Μονάδες 2) β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας. (Μονάδες 4) Β2. To κύκλωμα ηλεκτρικών ταλαντώσεων του σχήματος αποτελείται από πηνίο αυτεπαγωγής 1 L mH και πυκνωτή με χωρητικότητα που μπορεί να μεταβάλλεται από C1 = 0,1 μF έως C2 = 1,6 μF. Το πηνίο του κυκλώματος βρίσκεται σε επαγωγική σύζευξη με το πηνίο μιας κεραίας που δέχεται κύματα από τρεις πομπούς με συχνότητες f1 = 60 kHz, f2 = 30 kHz και f3 = 10 kHz. Το κύκλωμα μπορεί να συντονιστεί με f1 C L L΄ κεραία f2 f3
- 3. 1ο ΓΕΝΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ tasos_tzanopoulos@yahoo.com ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ επιλογή θεμάτων 3 i. Με τον πομπό που εκπέμπει στη συχνότητα f1. ii. Με τον πομπό που εκπέμπει στη συχνότητα f2. Iii. Με τον πομπό που εκπέμπει στη συχνότητα f3. α) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. (Μονάδες 2) β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας. (Μονάδες 4) Β3. Το σώμα Σ, μάζας m = 1 kgr, κάνει α.α.τ. πλάτους Α = 1m δεμένο στο ελεύθερο άκρο ενός ελατηρίου σταθεράς k = 100 N/m. Στο εσωτερικό του υπάρχει σειρήνα που εκπέμπει ήχο συχνότητας fs = 700 Ηz. Ένας δέκτης Α, που μπορεί να καταγράφει τη συχνότητα του ήχου που φτάνει σ’ αυτόν, απομακρύνεται από το Σ με σταθερή ταχύτητα υΑ ίση με τη μέγιστη ταχύτητα ταλάντωσης του Σ. Η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι υΗ = 340 m/s. Τριβές δεν υπάρχουν. Να υπολογίσετε τη μέγιστη και την ελάχιστη συχνότητα του ήχου που καταγράφει ο δέκτης. Μονάδες (3+3) Β4. Δίνονται οι παρακάτω εξισώσεις απομάκρυνσης με το χρόνο: i. ψ = 2συν(π)ημ(πt) ii. ψ = 2συν(πt)ημ(101πt) iii. ψ = 2συν(πx)ημ(πt) α) Ποια από αυτές μπορεί να αντιπροσωπεύει εξίσωση διακροτήματος; β) Ποια από τις παραπάνω μπορεί να είναι εξίσωση στάσιμου κύματος; γ) Να γράψετε τις εξισώσεις των δύο κυμάτων που δημιουργούν το στάσιμο κύμα που περιγράφεται από την εξίσωση που επιλέξατε. δ) Τι εκφράζει η εξίσωση που απομένει; Μονάδες (2+2+2+1)
- 4. 1ο ΓΕΝΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ tasos_tzanopoulos@yahoo.com ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ επιλογή θεμάτων 4 ΘΕΜΑ Γ Οι δύο ομογενείς πανομοιότυποι τροχοί, μάζας Μ = 1 kgr και ακτίνας R = 1 m, είναι δεμένοι με τα κέντρα τους στα άκρα ενός μη εκτατού τεντωμένου νήματος. Το νήμα έχει περαστεί από αβαρή τροχαλία (τ) ώστε το τμήμα μεταξύ τροχαλίας και τροχού (Τ2) να είναι παράλληλο στο οριζόντιο δάπεδο, ενώ το τμήμα του μεταξύ του τροχού (Τ1) και της τροχαλίας να είναι παράλληλο με το πλάγιο επίπεδο, το οποίο σχηματίζει γωνία φ = 300 με το οριζόντιο επίπεδο. Η ροπή αδράνειας κάθε τροχού ως προς άξονα που περνά από το κέντρο του και είναι κάθετος στο επίπεδό του είναι Ι1 = Ι2 = MR2 . Αρχικά συγκρατούμε τους τροχούς ακίνητους και τη στιγμή t = 0 τους αφήνουμε ελεύθερους, οπότε αρχίζουν να κυλίονται χωρίς να ολισθαίνουν. Η όλη διάταξη βρίσκεται συνεχώς στο ίδιο κατακόρυφο επίπεδο. Α. Να βρείτε την επιτάχυνση των κέντρων μάζας των δύο τροχών και την τριβή καθενός με το δάπεδο. Β. Να βρείτε τη μεταβολή της κινητικής ενέργειας καθώς και της δυναμικής ενέργειας του συστήματος των δύο δίσκων στη διάρκεια των πρώτων 4 δευτερολέπτων. Γ. Με ποιο ρυθμό μεταβάλλεται η στροφική κινητική ενέργεια κάθε τροχού τη στιγμή t = 4 sec; Δ. Να βρείτε το ρυθμό μεταβολής της στροφορμής, καθώς και το ρυθμό μεταβολής της ορμής, κάθε τροχού. Αντίσταση αέρα δεν υπάρχει. Για τις πράξεις θεωρήστε: g=10m/s2 . τM, R T1 T2 φ M, R
- 5. 1ο ΓΕΝΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ tasos_tzanopoulos@yahoo.com ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ επιλογή θεμάτων 5 ΘΕΜΑ Δ Το σώμα Σ2 μάζας m=7 Kg είναι κολλημένο στο άνω άκρο κατακόρυφου ιδανικού ελατηρίου σταθεράς k=700N/m, το κάτω άκρο του οποίου είναι σταθερά στερεωμένο. Αρχικά, το σώμα Σ2 ισορροπεί στη θέση Ι έχοντας δεμένη πάνω του μια τεντωμένη οριζόντια χορδή Οx μεγάλου μήκους. Η ακλόνητα στηριγμένη κατακόρυφη ράβδος ΑΒ και ο δακτύλιος δ που είναι περασμένος σ’ αυτήν και είναι στερεωμένος στο σώμα Σ2, χρησιμεύουν στο να εξουδετερώνεται η τάση του σχοινιού και ο άξονας του ελατηρίου να διατηρείται κατακόρυφος. Από ύψος h =0,8 m και στην προέκταση του άξονα του ελατηρίου αφήνουμε να πέσει ελεύθερα ένα σώμα Σ1 μάζας m1 = 1 kgr. Ακολουθεί κεντρική κρούση μεταξύ των Σ1 και Σ2 και μετά απ’ αυτήν το σώμα Σ1 αναπηδά προς τα πάνω και φτάνει σε ύψος h΄ = 0,45 m. Ταυτόχρονα το Σ2 αρχίζει να ταλαντώνεται παρασύροντας το άκρο Ο του σχοινιού σε μια παρόμοια κίνηση. Έτσι, πάνω στο σχοινί ξεκινάει η διάδοση ενός εγκάρσιου κύματος. Α. Να δείξετε ότι η κρούση είναι ελαστική. Β. Να αποδείξετε ότι το ποσοστό μείωσης της κινητικής ενέργειας του Σ1 κατά την κρούση είναι 1 2 2 1 2 4 100% ( ) mm m m . Γ. Μετά την κρούση το Σ2 αρχίζει να κάνει α.α.τ. Θεωρείστε t = 0 τη στιγμή έναρξης της ταλάντωσης και θετική φορά προς τα κάτω , και Γ1. Να βρείτε το πλάτος της ταλάντωσης και την εξίσωση της απομάκρυνσης του Σ2 σε συνάρτηση με το χρόνο. Γ2. Αν η ελάχιστη απόσταση μεταξύ δύο σημείων με ίδια απομάκρυνση και ίδια φορά ταχύτητας είναι ίση με 0,2π m, να γράψετε την εξίσωση του κύματος που θα δημιουργηθεί. Δ. Να σχεδιάσετε: Δ1. Το στιγμιότυπο του κύματος στη χορδή τη στιγμή t1 = π/2 sec. Δ2. Το διάγραμμα των φάσεων ταλάντωσης των υλικών σημείων της χορδής σε συνάρτηση με την οριζόντια απόστασή τους από το άκρο Ο της χορδής τη στιγμή t1. Ε. Πόσα σημεία στο στιγμιότυπο που σχεδιάσατε έχουν απομάκρυνση A 3 + 2 m, όπου Α το πλάτος του κύματος, και ποιο είναι το μέτρο της ταχύτητάς τους; Α Β δ Σ2 I h k m1 m2 O Σ1 x Τάσος Τζανόπουλος