ΘΕΜΑ Α. ηλεκτρική ισχύ. Αν στα άκρα του βραστήρα εφαρμόσουμε τριπλάσια τάση ( ), τότε η ισχύς που καταναλώνει γίνεται :

Transcript

1 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Β ΤΑΞΗ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΥΡΙΑΚΗ 05/04/2015 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α1 Α4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης, και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α1) Σε σημείο Α ενός ηλεκτροστατικού πεδίου, στο οποίο η ένταση είναι υπάρχει δοκιμαστικό φορτίο q. Αν στη θέση του φορτίου q τοποθετήσουμε ένα άλλο δοκιμαστικό φορτίο 2q, τότε η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο σημείο Α θα γίνει: Α2) Δυο σημειακά ηλεκτρικά φορτία και απέχουν απόσταση μεταξύ τους και η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια του συστήματος είναι. Αν απομακρύνω τα φορτία σε τριπλάσια απόσταση ( ), η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια γίνεται : Α3) Στα άκρα βραστήρα αντίστασης, εφαρμόζουμε τάση και αυτός καταναλώνει ηλεκτρική ισχύ. Αν στα άκρα του βραστήρα εφαρμόσουμε τριπλάσια τάση ( ), τότε η ισχύς που καταναλώνει γίνεται : Α4) Η κβαντική θεωρία του Planck για το φως : α) Αναιρεί την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell. β) Ερμηνεύει το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. γ) Δέχεται ότι η πηγή φωτός εκπέμπει συνεχώς κύματα. δ) Προβλέπει ότι κατά την αλληλεπίδραση της ύλης με τα φωτόνια, τα φωτόνια συμπεριφέρονται ως κύμα. (Μονάδες 5) ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

2 ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Α5) Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν γράφοντας στο τετράδιο σας, δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή ή τη λέξη Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α) Η ταχύτητα του φωτός σε ένα οπτικό υλικό είναι ίση με. β) Οι δυναμικές γραμμές ενός ηλεκτροστατικού πεδίου είναι πάντα παράλληλες μεταξύ τους. γ) Οι δυναμικές γραμμές ενός ηλεκτροστατικού πεδίου ξεκινούν από αρνητικά και καταλήγουν σε θετικά φορτία. δ) Η αντίσταση ενός μεταλλικού αγωγού υποδιπλασιάζεται αν διπλασιάσουμε το μήκος του αγωγού. ε) Ιονισμό ονομάζουμε τη μετάβαση ενός ηλεκτρονίου του ατόμου σε περιοχή όπου η επίδραση του ηλεκτρικού πεδίου του πυρήνα είναι αμελητέα. (Μονάδες 5) ΘΕΜΑ B Β1) Ένα ακίνητο αρνητικό σημειακό ηλεκτρικό φορτίο Q δημιουργεί γύρω του ηλεκτροστατικό πεδίο. Δύο σημεία Α και Β του ηλεκτροστατικού πεδίου, βρίσκονται πάνω στην ίδια ηλεκτρική δυναμική γραμμή, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα και απέχουν από το φορτίο Q αποστάσεις ra και rb αντίστοιχα. Η απόσταση rb είναι διπλάσια της απόστασης ra. Q. ra Α B Αν το δυναμικό του ηλεκτροστατικού πεδίου στο σημείο Α είναι VA = -18V, το δυναμικό στο σημείο Β είναι: α) VΒ = -9V. β) VΒ = -2V. γ) VΒ = -3V. rb Β) Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. (Μονάδες 6) ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

3 ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ δ R Β2) Το κύκλωμα του διπλανού σχήματος τροφοδοτείται από ηλεκτρική πηγή ηλεκτρεγερτικής δύναμης Ε και μηδενική εσωτερικής αντίστασης (r = 0). Όταν ο διακόπτης είναι ανοικτός, το κύκλωμα καταναλώνει ισχύ P1. Αν κλείσουμε το διακόπτη, η ισχύς που θα καταναλώνει το κύκλωμα είναι ίση με P2. Για τις τιμές ισχύος που καταναλώνονται από το κύκλωμα στις δύο περιπτώσεις ισχύει: α) P1 = 2P2. β) P2 = P1. γ) P2 = 2P1. I Ε R Β) Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. (Μονάδες 6) Β3) Το ηλεκτρόνιο ενός ατόμου υδρογόνου που βρίσκεται στην τρίτη διεγερμένη κατάσταση (n = 4) αποδιεγείρεται εκπέμποντας φωτόνιο ενέργειας Ε. Κατά τη συγκεκριμένη αποδιέγερση, το ηλεκτρόνιο μεταβαίνει απευθείας στη θεμελιώδη κατάσταση (n = 1), όπου έχει συνολική ενέργεια Ε1. Για το πηλίκο των ενεργειών ισχύει: α) = -. β) = - 1. γ) = -. Β) Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. (Μονάδες 7) ΘΕΜΑ Γ Μια μονοχρωματική ακτινοβολία που διαδίδεται στο κενό έχει μήκος κύματος. Γ1) Να υπολογίσετε την ταχύτητα διάδοσης και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας όταν διαδίδεται στο νερό, αν ο δείκτης διάθλασης του νερού για την ακτινοβολία αυτή είναι ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ (Μονάδες 3+3)

4 ΑΡΧΗ 4ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ2) Να βρείτε την ενέργεια ενός φωτονίου της παραπάνω ακτινοβολίας (Μονάδες 6) Η μονοχρωματική ακτινοβολία, καθώς κινείται στο κενό, συναντά κάθετα στην πορεία της δυο γυάλινα πλακίδια και, πάχους και και δείκτες διάθλασης και αντίστοιχα, τα οποία εφάπτονται μεταξύ τους όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Η ακτινοβολία εισέρχεται από το πλακίδιο και εξέρχεται από το. Γ3) Να βρείτε τη μεταβολή του μήκους κύματος της ακτινοβολίας κατά τη μετάβαση της από το κενό στο πλακίδιο (Μονάδες 6) Γ4) Να υπολογίσετε το συνολικό χρόνο κίνησης της ακτινοβολίας μέσα στα δύο πλακίδια. (Μονάδες 7) Δίνονται : Η ταχύτητα διάδοσης του φωτός στο κενό :. Η σταθερά του Planck : Λ ΘΕΜΑ Δ Δίνεται το κύκλωμα του διπλανού σχήματος που αποτελείται από μία ηλεκτρική πηγή με ηλεκτρεγερτική δύναμη Ε και εσωτερική αντίσταση r = 2Ω, τρεις αντιστάτες με τιμές αντιστάσεων R1 = 4Ω, R2 = 2Ω, R3 = 10Ω και λαμπτήρα Λ με ενδείξεις κανονικής λειτουργίας 12V,36W. Αρχικά ο διακόπτης δ είναι στη θέση (1) και η ένδειξη του αμπερομέτρου (αμελητέας αντίστασης) Α1 είναι Ι1 = 3Α. (2) R2 R3 δ (1) R1 Α1 Ε,r ΤΕΛΟΣ 4ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

5 ΑΡΧΗ 5ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Με το διακόπτη στη θέση (1): Δ1) Να υπολογίσετε την ισοδύναμη αντίσταση του εξωτερικού κυκλώματος. (Μονάδες 5) Δ2) Να υπολογίσετε την ηλεκτρεγερτική δύναμη Ε της πηγής. (Μονάδες 6) Δ3) Να υπολογίσετε τη συνολική ισχύ που προσφέρει η πηγή στο κύκλωμα καθώς και την ισχύ που καταναλώνει ο αντιστάτης αντίστασης R2. (Μονάδες 3+3) Κάποια χρονική στιγμή γυρίζουμε το διακόπτη (δ) στη θέση (2). Δ4) Να ελέγξετε αν ο λαμπτήρας λειτουργεί κανονικά και να υπολογίσετε πόσα χρήματα θα μας κοστίσει η λειτουργεία της συγκεκριμένης συνδεσμολογίας αν λειτουργεί συνεχώς για 12 ώρες (για τη χρήση της παραπάνω πηγής ηλεκτρικής ενέργειας έχουμε υπολογίσει κόστος 0,1 /KWh). (Μονάδες 4+4) ΤΕΛΟΣ 5ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ