ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ. B κύματος. Γνωρίζουμε ότι το σημείο Α έχει μικρότερη φάση από το x x σημείο Β. Συνεπώς το σημείο Γ του

Transcript

1 ΑΡΧΗ ης ΣΕΛΙΔΑΣ Προτεινόμενο Τελικό Διαγώνισμα Στη Φυσική Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυσης Γ Λυκείου Διάρκεια: 3ώρες ΘΕΜΑ A Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α- Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α. Στο διπλανό σχήμα βλέπουμε το στιγμιότυπο ενός εγκάρσιου Γ B κύματος. Γνωρίζουμε ότι το σημείο Α έχει μικρότερη φάση από το σημείο Β. Συνεπώς το σημείο Γ του A ελαστικού μέσου: α. έχει μεγαλύτερη φάση από το Β β. έχει ταχύτητα με φορά προς τα αριστερά γ. έχει ταχύτητα με φορά προς τα κάτω δ. έχει ταχύτητα με φορά προς τα επάνω. t Α. Σε στάσιμο κύμα με εξίσωση της μορφής y A η απόσταση T μεταξύ δύο διαδοχικών κοιλιών είναι c. Ανάμεσα στα σημεία =-,5c και =3,5c του ελαστικού μέσου εμφανίζονται: α. 3 κοιλίες β. 4 κοιλίες. γ. 5 κοιλίες δ. 6 κοιλίες Α3. Σε ένα ιδανικό κύκλωμα L-C που εκτελεί αμείωτες ηλεκτρικές ταλαντώσεις, τη στιγμή που το φορτίο του πυκνωτή είναι το μισό της μέγιστης τιμής του, η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου του πηνίου είναι J. Η μέγιστη ενέργεια του ηλεκρικού πεδίου του πυκνωτή είναι: α. 48J β. 36J γ. 4J δ. 6J Α4. Σε μια εξαναγκασμένη ταλάντωση η ιδιοσυχνότητα του ταλαντωτή είναι μικρότερη από την συχνότητα του διεγέρτη. Αυξάνοντας τη συχνότητα του διεγέρτη, το πλάτος του ταλαντωτή: α. αυξάνεται συνεχώς β. μειώνεται συνεχώς γ. παραμένει σταθερό δ. αρχικά αυξάνεται και στη συνέχεια μειώνεται Α5. Για κάθε µια από τις επόµενες προτάσεις να µεταφέρετε στο τετράδιό σας το γράµµα της και δίπλα να γράψετε την ένδειξη (Σ), αν αυτή είναι Σωστή, ή (Λ), αν αυτή είναι Λανθασµένη. α. Κοντά στην κεραία εκπομπής, το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος έχουν διαφορά φάσης 80 ο. β. Οι υπέρυθρες ακτίνες είναι υπεύθυνες για το «μαύρισμα» όταν κάνουμε ηλιοθεραπεία, το καλοκαίρι. ΤΕΛΟΣ ης ΣΕΛΙΔΑΣ

2 ΑΡΧΗ ης ΣΕΛΙΔΑΣ γ. Το φαινόμενο της διάθλασης, εκτός από τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, μπορεί να συμβεί και στα μηχανικά κύματα. δ. Σε ένα κύκλωμα ηλεκτρικών ταλαντώσεων, τη στιγμή που το ηλεκτρικό ρεύμα έχει φορά προς τον θετικά φορτισμένο οπλισμό του πυκνωτή, η απόλυτη τιμή της έντασης του ρεύματος μειώνεται. ε. Σε μια πλάγια κρούση η συνολική ορμή των συγκρουόμενων σωμάτων αλλάζει διεύθυνση. ΘΕΜΑ B Β. Υλικό σημείο εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση. Όταν η απομάκρυνσή του έχει τιμές και, η ταχύτητά του έχει αντίστοιχες τιμές και. Η περίοδος της ταλάντωσης ισούται με: α. β. γ. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση (μονάδες ). Β. Ένα σώμα εκτελεί ταυτόχρονα δύο απλές αρμονικές ταλαντώσεις ίδιου πλάτους, ίδιας θέσης ισορροπίας και με συχνότητες f και f που διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους. Το πλάτος της σύνθετης ταλάντωσης του σώματος μεταβάλλεται σε σχέση με το χρόνο όπως στο παρακάτω διάγραμμα. Α A 0 t t t 3 t Αν μεταξύ των χρονικών στιγμών t και t 3 το σώμα εκτελεί 80 πλήρεις ταλαντώσεις, f f το πηλίκο f f ισούται με: α. 0 β. 40 γ. 80 Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση (μονάδες ). ΤΕΛΟΣ ης ΣΕΛΙΔΑΣ

3 ΑΡΧΗ 3ης ΣΕΛΙΔΑΣ Β3. Στο παρακάτω κύκλωμα, αρχικά ο μεταγωγός βρίσκεται στη θέση Α και το κύκλωμα διαρρέεται από ρεύμα σταθερής έντασης Ι ο. Κάποια στιγμή, μεταφέρουμε τον μεταγωγό στη θέση Β (χωρίς να δημιουργηθεί σπινθήρας) και το ιδανικό κύκλωμα L-C αρχίζει να εκτελεί αμείωτες ηλεκτρικές ταλαντώσεις με πλάτος έντασης ηλεκτρικού ρεύματος Ι a. a Για το λόγο, του πλάτους της έντασης Ι a του κυκλώματος L-C προς την 0 ένταση I o του αρχικού κυκλώματος, ισχύει: R R α. β. LC γ. L R δ. C R C L Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση (μονάδες ). Β4. Μια ομογενής ξύλινη πλάκα σταθερού πάχους έχει τη μορφή τού διπλανού σχήματος και είναι τοποθετημένη έτσι ώστε η μία της πλευρά, μήκους α, να εφάπτεται με το οριζόντιο επίπεδο. Η μέγιστη δυνατή τιμή τής διάστασης ώστε η πλάκα να μην ανατρέπεται είναι: α α α α. 0.5a β. a γ. a Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση (μονάδες ). Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας (μονάδες 5). ΤΕΛΟΣ 3ης ΣΕΛΙΔΑΣ

4 ΑΡΧΗ 4ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΘΕΜΑ Γ Γραμμικό ομογενές ελαστικό μέσο εκτείνεται κατά μήκος του άξονα O. Τη χρονική στιγμή t 0 =0 το σημείο Ο της χορδής, που θεωρούμε ότι βρίσκεται στη θέση =0, αρχίζει να εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση σε διεύθυνση κάθετη με το ελαστικό μέσο, η οποία ταυτίζεται με τον άξονα y Oy. Η ταχύτητα του σημείου Ο τη χρονική στιγμή t 0 =0 έχει αλγεβρική τιμή 4π. Η συχνότητα ταλάντωσης του s σημείου Ο είναι f=0hz. Το κύμα διαδίδεται κατά την θετική κατεύθυνση του άξονα O και φτάνει σε σημείο Α που απέχει απόσταση d= από το σημείο Ο τη χρονική στιγμή t =0,sec. Ένας παρατηρητής τη χρονική στιγμή t 0 =0, αρχίζει να κινείται με σταθερή ταχύτητα μέτρου 5 από τη θέση =50 του άξονα s O με κατεύθυνση προς το σημείο Ο. Γ. Να υπολογιστεί η χρονική στιγμή t που ο παρατηρητής θα αρχίσει να αντιλαμβάνεται (συναντάει) το κύμα. Γ. Να γραφεί η εξίσωση του αρμονικού κύματος και να σχεδιαστεί το στιγμιότυπο του κύματος τη χρονική στιγμή που το σημείο =0 αποκτά για 4 η φορά μέγιστη δυναμική ενέργεια. Γ3. Όταν το σημείο Α διέρχεται από τη θέση ισορροπίας του με αρνητική ταχύτητα ποια η απομάκρυνση y ενός σημείου Β του ελαστικού μέσου που βρίσκεται στη θέση =7/; Γ4. Να υπολογιστεί η συχνότητα f A και το μήκος κύματος λ Α που αντιλαμβάνεται (μετράει) ο παρατηρητής για το κύμα μέχρι να φτάσει στην πηγή. Να θεωρηθεί ότι η κίνηση του παρατηρητή δεν επηρεάζει την διάδοση του κύματος ΘΕΜΑ Δ Ο τροχός του σχήματος έχει μάζα Μ=kg και ακτίνα R=0,575. Στην περιφέρεια του τροχού είναι τυλιγμένο πολλές φορές, αβαρές νήμα, του οποίου η μία άκρη είναι στερεωμένη σε οροφή (νήμα ε). Στο σημείο Δ της περιφέρειας του τροχού, μέσω δεύτερου λεπτού αβαρούς νήματος (νήμα ζ), είναι δεμένο σώμα Σ μικρών διαστάσεων με μάζα =Kg. Το σώμα μάζας είναι στερεωμένο στο άκρο κατακόρυφου ιδανικού ελατηρίου σταθεράς Κ=00Ν/ και το σύστημα ισορροπεί. Το σώμα Σ ισορροπεί στο οριζόντιο επίπεδο που εφάπτεται στο ανώτερο σημείο του τροχού, τα νήματα είναι κατακόρυφα και το σημείο πρόσδεσης Δ βρίσκεται στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο με το κέντρο Ο του τροχού. (ε) R M Ο Σ K (ζ) Δ ΤΕΛΟΣ 4ης ΣΕΛΙΔΑΣ

5 ΑΡΧΗ 5ης ΣΕΛΙΔΑΣ Δ. Να υπολογιστεί η τάση του νήματος (ε). Δ. Να υπολογιστεί η επιμήκυνση του ελατηρίου. Τη χρονική στιγμή t 0 =0, το νήμα (ζ) κόβεται, με συνέπεια ο τροχός να αρχίσει να κατέρχεται και το σώμα Σ να εκτελεί κατακόρυφη αρμονική ταλάντωση. Δ3. Να υπολογίσετε την επιτάχυνση του κέντρου μάζας του τροχού αμέσως μετά τη χρονική στιγμή t 0. Δ4. Να υπολογίσετε την κατακόρυφη απόσταση του κέντρου μάζας του τροχού με το σώμα Σ τη χρονική στιγμή t που το σώμα Σ έχει ταχύτητα μέγιστου μέτρου για δεύτερη φορά. Δ5. Tη χρονική στιγμή t =3sec να υπολογίσετε: ι) το ρυθμό μεταβολής της στροφικής κινητικής ενέργειας του τροχού, ιι) το ρυθμό μεταβολής της μεταφορικής κινητικής ενέργειας του τροχού ιιι)το ρυθμό μεταβολής της ολικής κινητικής ενέργειας του τροχού Δίνονται g=0 s, για τον τροχό c R και π =0. KΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΛΟΣ 5ης ΣΕΛΙΔΑΣ