Issuu on Google+

Βαθμός (κλίμακα του 100)

Διαγώνισμα

Υπογραφή καθηγητή

Φυσική Κατ. Εξεταζόμενο μάθημα

Επώνυμο

Γ΄ Λυκείου

Όνομα

Τετάρτη 17/07/2013 Τμήμα

Ημερομηνία

Τάξη

Νάντια Παλαιολόγου Νεκτάριος Μαυρογιαννάκης Στάθης Κούπας καθηγητής

ΘΕΜΑ A Στις ημιτελείς προτάσεις Α1 - Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη φράση, η οποία τη συμπληρώνει σωστά.

A1. Η περίοδος της ηλεκτρικής ταλάντωσης σε ένα κύκλωμα LC διπλασιάζεται: α. αν διπλασιαστεί η χωρητικότητα του πυκνωτή. β. αν διπλασιαστεί ο συντελεστής αυτεπαγωγής του πηνίου. γ. αν τετραπλασιαστεί η χωρητικότητα του πυκνωτή. δ. αν υποτετραπλασιαστεί ο συντελεστής αυτεπαγωγής του πηνίου. Μονάδες 5

A2. Η συνισταμένη δύναμη που δέχεται ένα σώμα, το οποίο εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση, έχει κάθε χρονική στιγμή: α. ίδια φορά με την επιτάχυνση. β. ίδια φορά με την ταχύτητα. γ. ίδια φορά με την απομάκρυνση. δ. ίδια φορά με την επιτάχυνση, την ταχύτητα και την απομάκρυνση.

Μονάδες 5 A3. Σώμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση και η εξίσωση της θέσης του δίνεται από την x=Α συνωt. Η χρονική εξίσωση ταχύτητας είναι : α. u= ωA συνωt. β. u= ωA ημωt. γ. u= ωA συν (ωt+π/2). δ. u= -ωA συνωt. Μονάδες 5 A4. Σε μια ηλεκτρική ταλάντωση κυκλώματος LC, όπου ο πυκνωτής είναι το μόνο στοιχείο που αρχικά διαθέτει ενέργεια, διπλασιάζουμε το αρχικό φορτίο του πυκνωτή, τότε θα διπλασιαστεί και α. η περίοδος. β. η συχνότητα. γ. η ολική ενέργεια. δ. η μέγιστη ένταση ρεύματος. Μονάδες 5

A5.

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.

α. Η ενέργεια σε μια ηλεκτρική ταλάντωση είναι σταθερή και ανάλογη του μέγιστου φορτίου. β. Σε ένα κύκλωμα ηλεκτρικών ταλαντώσεων LC, η συχνότητα ταλάντωσης είναι ανάλογη της χωρητικότητας του πυκνωτή. γ. Η μονάδα μέτρησης του ρυθμού μεταβολής της ορμής στο S.I. είναι: kg∙m/s. Σελίδα 1 από 4


δ. Κατά τη διάρκεια μιας περιόδου σε κύκλωμα LC ο πυκνωτής εκφορτίζεται μία φορά. ε. Σε ένα απλό αρμονικό ταλαντωτή η κινητική ενέργεια της ταλάντωσης γίνεται ίση με τη δυναμική για δύο θέσεις του ταλαντωτή. Μονάδες 5

ΘΕΜΑ Β Β1. Ένα σώμα είναι δεμένο στο ελεύθερο άκρο ιδανικού οριζόντιου ελατηρίου και εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση πλάτους Α πάνω σε λείο οριζόντιο δάπεδο. Κάποια χρονική στιγμή η απομάκρυνσή του χ από τη θέση ισορροπίας του έχει μέτρο ίσο με Α/3. Το πηλίκο της δυναμικής ταλάντωσης προς την κινητική ενέργεια του σώματος τη στιγμή αυτή είναι ίσο με: 1 α. 3 β. 3 1 γ. 8 Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση Μονάδες 2 Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας Μονάδες 7

Β2. Ιδανικό κύκλωμα LC εκτελεί ηλεκτρικές ταλαντώσεις και το φορτίο του πυκνωτή, κάθε χρονική στιγμή, μεταβάλλεται σύμφωνα με τη σχέση q=Qημωt. Η ηλεκτρική ενέργεια του πυκνωτή είναι ίση με την ενέργεια του μαγνητικού πεδίου του πηνίου τις χρονικές στιγμές που η ένταση του ρεύματος έχει τιμή: α. i= ωQ/2, β. i=ω Q / 2 , γ. i=ωQ 2 Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση Μονάδες 2 Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας Μονάδες 6

Β3. Ένα ιδανικό κύκλωμα LC (1) έχει πυκνωτή με χωρητικότητα C και πηνίο με συντελεστή αυτεπαγωγής L, ενώ ένα άλλο ιδανικό κύκλωμα LC (2) έχει τον ίδιο πυκνωτή, αλλά πηνίο με συντελεστή αυτεπαγωγής 4L. Φορτίζουμε τον πυκνωτή του κυκλώματος (1) με πηγή τάσης V και τον πυκνωτή του κυκλώματος (2) με πηγή τάσης 2V και τα διεγείρουμε ώστε να εκτελούν αμείωτες ηλεκτρικές ταλαντώσεις. Ο λόγος των ολικών ενεργειών στα δύο κυκλώματα Ε2/Ε1 ισούται με: α. 1 β. 2 γ. 4 Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση Μονάδες 2 Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας Μονάδες 6 Σελίδα 2 από 4


ΘΕΜΑ Γ Σώμα μάζας 1Kg ισορροπεί συνδεδεμένο στο ένα άκρο κατακόρυφου ιδανικού ελατηρίου σταθεράς 100N/m του οποίου το άλλο άκρο είναι στερεωμένο στην οροφή. Βλήμα ίσης μάζας με το σώμα, κινείται κατακόρυφα προς τα πάνω και συγκρούεται με το σώμα με ταχύτητα 6 m/s μετωπικά και πλαστικά, με αποτέλεσμα το συσσωμάτωμα να ξεκινήσει απλή αρμονική ταλάντωση. Η διάρκεια της κρούσης θεωρείται αμελητέα. Θεωρώντας t=0 τη χρονική στιγμή της κρούσης και θετική φορά τη φορά του βάρους: Γ1. Να βρείτε το πλάτος της ταλάντωσης του συσσωματώματος. Μονάδες 5 Γ2. Να γράψετε την εξίσωση της απομάκρυνσης του συσσωματώματος από τη θέση ισορροπίας του σε συνάρτηση με το χρόνο. Μονάδες 5 Γ3. Μετά από πόσο χρόνο από τη στιγμή της κρούσης (t=0), η ταχύτητα του συσσωματώματος θα μηδενιστεί για πρώτη φορά; Μονάδες 4 Γ4. Για το προηγούμενο χρονικό διάστημα να βρείτε το έργο της δύναμης του ελατηρίου. Μονάδες 4 Γ5. i) Να γράψετε τη χρονική εξίσωση της δύναμης του ελατηρίου και Μονάδες 4 ii) να κατασκευάσετε την αντίστοιχη γραφική παράσταση (δύναμης ελατηρίου συναρτήσει του χρόνου) σε βαθμονομημένο σύστημα αξόνων. Μονάδες 3 2 Δίνετε ότι g=10 m/s .

ΘΕΜΑ Δ Στο ιδανικό κύκλωμα LC του σχήματος έχουμε αρχικά τους διακόπτες δ 1 και δ 2 ανοικτούς. Ο πυκνωτής C 1 χωρητικότητας 10μF έχει φορτιστεί αρχικά από πηγή τάσης V=20V. Τη χρονική στιγμή to=0 κλείνουμε το διακόπτη δ 1 C1 χωρίς τη δημιουργία σπινθήρα, και το κύκλωμα LC 1 που δημιουργείται με το ιδανικό πηνίο συντελεστού αυτεπαγωγής L=100mH, εκτελεί αμείωτες ηλεκτρικές ταλαντώσεις. Ο πυκνωτής C 2 έχει χωρητικότητα 160μF. Δ1. i) Ποια χρονική εξίσωση τάσης στα άκρα του πυκνωτή με χωρητικότητα C 1 .

δ1

δ2 C2

L

Μονάδες 4 ii) Ποια ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου στον πυκνωτή τη στιγμή που το ρεύμα στο κύκλωμα είναι i 1=5∙10 -2A. Μονάδες 4 Δ2. Κάποια χρονική στιγμή που το φορτίο του πυκνωτή είναι q 2 10 4 3 C , ανοίγουμε το διακόπτη δ1 και ταυτόχρονα κλείνουμε το διακόπτη δ 2, χωρίς τη δημιουργία σπινθήρων.

Σελίδα 3 από 4


i) Γράψτε τις εξισώσεις που δίνουν την ένταση ρεύματος και το φορτίο του πυκνωτή στο κύκλωμα LC 2 . Μονάδες 5 ii) Ποια θα έπρεπε να είναι η χωρητικότητα C 2΄του πυκνωτή με αρχική χωρητικότητα C 2 ώστε η διαφορά δυναμικού στα άκρα του, να μην υπερβεί 2V. Μονάδες 4 Δ3. Κάποια στιγμή που η ένταση του ρεύματος στο κύκλωμα είναι μηδέν ανοίγουμε το διακόπτη δ 2 και ταυτόχρονα κλείνουμε το διακόπτη δ 1 χωρίς τη δημιουργία σπινθήρων. Τη στιγμή που το φορτίο στον πυκνωτή χωρητικότητας C 1 μηδενίζεται ανοίγουμε το διακόπτη δ 1 και ταυτόχρονα κλείνουμε το διακόπτη δ 2, χωρίς τη δημιουργία σπινθήρων. Στο ίδιο βαθμονομημένο σύστημα αξόνων να κατασκευάσετε τα διαγράμματα ενέργειας του ηλεκτρικού πεδίου στον πυκνωτή χωρητικότητας C 2 συναρτήσει του φορτίου q κατά τη φάση των ηλεκτρικών ταλαντώσεων του ερωτήματος Δ2)i) και κατά τη διάρκεια των ηλεκτρικών ταλαντώσεων που θα εκτελέσει τώρα το κύκλωμα LC 2. Μονάδες 8

Καλή Επιτυχία

Σελίδα 4 από 4


Διαγώνισμα Φυσική κατ. Γ΄ Λυκείου