Θέματα Φυσικής Κατεύθυνσης

ΘΕΜΑΤΑ ΓΡΑΠΤΩΝ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ
ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΜΑΪΟΥ-ΙΟΥΝΙΟΥ  2009

ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΘΕΜΑ 1°:

1)  O κανόνας του Lenz αποτελεί συνέπεια της 

α. αρχής διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου.

β. αρχής διατήρησης της ενέργειας.

γ. αρχής διατήρησης της μάζας.

δ. αρχής διατήρησης της ορμής.

2)     Φορτισμένο σωματίδιο αμελητέου βάρους εκτοξεύεται με ταχύτητα υ παράλληλα προς τις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου. Η κίνησή του εντός του πεδίου είναι:
   α.   ευθύγραμμη  ομαλή
   β.   ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη        
   γ.    ομαλή κυκλική
   δ.    ευθύγραμμη ομαλά επιβραδυνόμενη

3)     Να γράψετε στην κόλλα σας το γράμμα της πρότασης και δίπλα τις λέξεις που τη συμπληρώνουν σωστά.

A. Σύμφωνα με την 1^η διατύπωση του δεύτερου θερμοδυναμικού νόμου, από τους Kelvin και Planck (Κέλβιν και Πλανκ):

Είναι αδύνατο να κατασκευαστεί  ………………..  μηχανή που να μετατρέπει εξ ολοκλήρου τη ………………..  σε ωφέλιμο ………………... .

Β. Σύμφωνα με τη 2^η διατύπωση του δεύτερου θερμοδυναμικού νόμου από τον Clausious (Κλαούζιους):

Είναι αδύνατο να κατασκευαστεί μηχανή που να μεταφέρει ………………..  από ένα  ……………….. σώμα σε ένα  …………………  χωρίς να δαπανάται …………………  για τη λειτουργία της.

4)     Να γράψετε στην κόλλα σας τα γράμματα της στήλης Α και δίπλα σε κάθε γράμμα τον αριθμό της μονάδας  της στήλης Β, που αντιστοιχεί σωστά

Α		B
α.	Επαγωγική τάση	1.	Henry
β.	Συντελεστής αυτεπαγωγής	2.	Volt
γ.	Ένταση μαγνητικού πεδίου	3.	Joule
δ.	Θερμότητα	4.	Tesla
ε.	Δύναμη Laplace	5.	Newton
		6.	Weber

5)     Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λανθασμένες:

   i)       Η μηχανή Carnot, είναι μια μηχανή που επινόησε και συναρμολόγησε ο Carnot και έχει την μεγαλύτερη απόδοση.

  ii)     Στην ισοβαρή θέρμανση η ενεργός ταχύτητα των μορίων αυξάνεται.

  iii)    Η δύναμη που ασκεί το μαγνητικό πεδίο σε κινούμενο φορτίο παράγει έργο.

  iv)    Μπορούμε να αυξήσουμε την θερμοκρασία ενός αερίου, χωρίς να του προσφέρουμε θερμότητα.

  v)     Τα επαγωγικά ρεύματα έχουν τέτοια φορά, ώστε να αντιτίθενται στο αίτιο που τα προκαλεί.                     

Μονάδες    5x5=25

ΘΕΜΑ 2°:

1)     Στο κύκλωμα του σχήματος ο μεταγωγός είναι στη θέση Α και το κύκλωμα διαρρέεται  από σταθερό ρεύμα Ι. Τη στιγμή t=0  ο μεταγωγός μεταβαίνει ακαριαία στη θέση Β.

Α) Να σχεδιάσετε τη γραφική παράσταση της έντασης του ρεύματος σε συνάρτηση με το χρόνο μετά τη χρονική στιγμή t=0.

Β) Να μεταφέρετε  το παρακάτω κύκλωμα στο τετράδιο σας και να σχεδιάσετε τη φορά της τάσης από αυτεπαγωγή αμέσως μετά τη χρονική στιγμή t=0.

Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας .

Μονάδες     8

2)  Ένα φορτισμένο σωματίδιο εισέρχεται με ταχύτητα υ₁ σε μια περιοχή που υπάρχει ένα οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο η τομή του οποίου είναι τετράγωνο ΑΓΔΕ, από το μέσον της πλευράς ΑΕ και εξέρχεται από το μέσον της πλευράς ΔΕ μετά από χρόνο 0,1s.

i)  Το σωματίδιο έχει θετικό ή αρνητικό φορτίο;

ii)  Ένα δεύτερο, όμοιο σωματίδιο, μπαίνει στο πεδίο από την κορυφή Α με ταχύτητα υ₂, όπως στο σχήμα και εξέρχεται από την κορυφή Δ.

            α)  Να συγκρίνετε τις ταχύτητες των δύο σωματιδίων.

           β)  Πόσο χρόνο διαρκεί η κίνησή του δεύτερου σωματιδίου  μέσα στο πεδίο;

Μονάδες      3+2,5+2,5=8

3)  Δίνονται οι μεταβολές ενός αερίου του διπλανού σχήματος. 

Α.  Να συμπληρωθούν τα παρακάτω κενά:
Η ……… ονομάζεται ισόθερμη ………. ενώ η ……. αδιαβατική …… Η μεταβολή ΒΓ λέγεται ………… ……………

B. Αν το έργο κατά την μεταβολή ΑΓ είναι W_ΑΓ=300J, τότε το παραγόμενο έργο κατά την AB μπορεί να είναι:

α) 200J                   β)  300J            γ) 400J.

Γ.  Για την εσωτερική ενέργεια του αερίου ισχύει:

α) U_Β=U_Α + 200J.             β)  U_Β=U_Γ + 300J.

γ)  U_Α=U_Γ + 200J.             δ)  U_Γ=U_Β + 300J.

  Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας στις ερωτήσεις Β. και Γ.

Μονάδες    (3+3+3)=9

ΘΕΜΑ 3°:

Ο  αγωγός ΑΓ με μήκος 1m, μάζα 0,4kg και αντίσταση R=1Ω, αφήνεται να κινηθεί σε επαφή με δύο κατακόρυφους στύλους από ύψος h=20m από το έδαφος. Οι στύλοι δεν έχουν  αντίσταση και συνδέονται στα πάνω άκρα τους μέσω αντιστάτη R₁=3Ω. Το σύστημα βρίσκεται μέσα σε οριζόντιο μαγνητικό πεδίο έντασης Β=2Τ.

i) Μετά από λίγο, η ταχύτητα του αγωγού είναι υ₁=2m/s. Για τη στιγμή αυτή να βρεθούν:

α)  Η τάση V_ΑΓ.

β)  Η επιτάχυνση του αγωγού.

γ)  Ο ρυθμός με τον οποίο παράγεται θερμότητα στον αντιστάτη R₁.

ii) Πόση θερμότητα παράγεται στο κύκλωμα μέχρι ο αγωγός να φτάσει στο έδαφος με την οριακή του ταχύτητα;

     Δίνεται g=10m/s².

Μονάδες     3x5+10=25

ΘΕΜΑ 4°

Θερμική μηχανή λειτουργεί με τον αντιστρεπτό κύκλο που φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα. Να υπολογίσετε:

Α)   το ωφέλιμο έργο που αποδίδει η μηχανή σ’ ένα κύκλο.

Β)   τη θερμότητα που απορροφά η μηχανή από το περιβάλλον σε έναν κύκλο,

Γ )  την απόδοση της μηχανής .

Δ)  Να υπολογίσετε την θερμότητα που απορροφά μια θερμική μηχανή Carnot, η οποία λειτουργεί μεταξύ της μέγιστης και της ελάχιστης θερμοκρασίας του παραπάνω θερμοδυναμικού κύκλου και παράγει έργο ανά κύκλο, όσο και η παραπάνω μηχανή.

    Δίνονται Cv=3R/2 και Cp=5R/2. Επίσης 1L=10^-3 m³

Μονάδες 6+6+6+7=25

ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ