Φυσική Επαναληπτικές 2021: Θέματα & Λύσεις

ΔΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΔΙΔΑΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΚΑΤΙ ΕΣΤΠΕΡΙΝΩΝ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ

ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 10 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2021

ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΠΤΑ (7)

ΘΕΜΑΑ

Στις ερωτήσεις ΑΊ-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας Τον αριθµό της ερώτησης και

δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη φράση η οποία συμπληρώνει σωστά την

ημιτελή πρόταση.

ΑΊ. Η εναλλασσόµενη τάση που αναπτύσσεται στα άκρα ενός πλαισίου, που περιστρέφεται µέσα σε οµογενές μαγνητικό πεδίο µε γωνιακή ταχύτητα ω, έχει τη μορφή υ Ξ Υν'ημωϊ.

Αν διπλασιαστεί η γωνιακή ταχύτητα περιστροφής του πλαισίου, η εναλλασσόµενη τάση θα έχει τη μορφή: α) υ Ξννημωίῖ β) υΞ νημδωϊ γ) υΞ 2ν-ημδωϊῖ δ) υΞ 2ν-ημωί

Α2. Ιδανικό ρευστό ρέει σε σωλήνα μεταβλητής διατοµής που βρίσκεται σε οριζόντιο επίπεδο. Σε ένα τµήµα του σωλήνα όπου η διατοµή εἶναι Α, η ταχύτητα είναι ίση µε υ. Σε ένα άλλο τµήµα του σωλήνα διατοµής Α/Ζ:

α) η ταχύτητα του ρευστού είναι ίση µε υ/2 β) η ταχύτητα του ρευστού είναι ίση µε υ/4 γ) η ταχύτητα του ρευστού είναι ίση µευ δ) η παροχή του ρευστού παραμένει σταθερή.

ΑΔ. Σε µια μηχανική ταλάντωση της οποίας το πλάτος μεταβάλλεται σύμφωνα µε τη σχέση Α Ξ Αρθ""', όπου Αο εἶναι το αρχικό πλάτος της ταλάντωσης και Λ είναι µια Θετική σταθερά, ισχύει ότι:

α) το μέτρο της δύναμης που προκαλεί την απόσβεση είναι σταθερό,

β) η περίοδος Τ της ταλάντωσης διατηρείται σταθερή για ορισμένη τιµή της σταθεράς απόσβεσης Ό

γ) η περίοδος της ταλάντωσης μειώνεται µε Τον χρόνο για ορισμένη τιµή της σταθεράς απόσβεσης

δ) το μέτρο της δύναμης που προκαλεί την απόσβεση εἶναι ανάλογο της απομάκρυνσης.

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΔΙΔΕΣ

ΔΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΔΙΔΑΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΚΑΤΙ ΕΣΤΠΕΡΙΝΩΝ Α4. Στο κύκλωμα του σχήματος Ί το πηνίο συγκρατείται ακίνητο. Ν 5) Δ({ῥῥῤῥόόο) πππτπτπὰ (Ἁ) Σχήµα Ί

α) όταν ο μαγνήτης απομακρύνεται από το πηνίο, στο ἄκρο Λ του πηνίου εµφανίζεται βόρειος πόλος (Ν)

β) όταν ο μαγνήτης απομακρύνεται από το πηνίο, στο άκρο Λ του πηνίου εµφανίζεται νότιος πόλος (58)

γ) όταν ο μαγνήτης πλησιάζει το πηνίο, στο ἄκρο Λ του πηνίου εµφανίζεται βόρειος πόλος (Ν)

δ) όταν ο μαγνήτης μένει ακίνητος, στο άκρο Λ του πηνίου εµφανίζεται βόρειος πόλος (Ν).

ΑΒ. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν γράφοντας στο Τετράδιό

σας, δίπλα στο γράµµα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη λέξη Σωστό,

αν η πρόταση είναι σωστή, ἡ τη λέξη Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη.

α) Δύο ρευματικὲς γραμμὲς ενὸς ρευστού δεν μπορούν να τέμνονται.

β) Σε µια εξαναγκασµένη ταλάντωση κατά τον συντονισμό η ενέργεια μεταφέρεται από τον διεγέρτη στο ταλαντούμενο σύστημα κατά τον βέλτιστο τρόπο.

γ) Η µονάδα μέτρησης της μαγνητικής διαπερατότητας κάποιου υλικού στο σύστημα δ!Ι είναι το Ί Υψ (1 ΝοΡὈθΙ).

δ) Οἱ δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού μεγάλου μήκους είναι ανοιχτές.

ε) Τα ὀργανα που χρησιμοποιούμε για τη μέτρηση εναλλασσόµενων τάσεων και ρευμάτων δείχνουν ενεργές τιµές.

ΘΕΜΑΒ Ας ΒΊ. Σε έναν οριζόντιο σωλήνα δδοοοο-χ- μεγάλου μήκους σταθερής ) | |

διατοµής͵ Αη, κινείται ιδανικό υ, Π

ρευστό πυκνότητας ϱρ, µε ταχύτητα Ώ ---Πα-ᾱ--

υτ. Το τελικό τµήµα του σωλήνα Ἂ ο.

είναι κατακόρυφο και καταλήγει σε -" Ἆ Ὡς,

δύο οριζόντιους σωλήνες ...... | σταθερής διατοµής Α,50 Αι: κα Α.. ν :

Ας Ξ 0,6 Αι, από τους οποίους ΤΟ -Αγή γ΄ 7 77

ιδανικό. ρευστό εξέρχεται στην 72

ατμόσφαιρα (σχήμα 2). Σχήµα 2

ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΔΙΔΕΣ

ΔΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΔΙΔΑΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΚΑΤΙ ΕΣΤΠΕΡΙΝΩΝ Οἱ οριζόντιοι σωλήνες απέχουν µεταξύ τους απόσταση Η και βρίσκονται σε ύψη ΗΠ; και Ὡς αντίστοιχα από το έδαφος. Το ιδανικό ρευστό εξέρχεται από τους οριζόντιους σωλήνες µε ταχύτητες υ; και υς αντίστοιχα για τις οποίες ισχύει υ; Ξ ὂυα. Στο τµήµα του σωλήνα διατοµής Αι. η Κινητική ενέργεια του ιδανικού ρευστού ανά µονάδα όγκου είναι ίση µε: ί 9 α-Η πΠ 5 σ-Π ΠΠ ὂ α-Π νι. -- ''. Όπου α η επιτάχυνση της βαρύτητας και Η Ξ ΠΏ -Η». ᾳ) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Β2. Λεπτή σανίδα κινείται οριζόντια µε σταθερή ταχύτητα υ, χωρίς να ολισθαίνει, πάνω σε δύο τροχούς (1) και (2) αντίστοιχα όπως στο σχήμα 5. Ο τροχός (1) ακτίνας ΕΒΕ περιστρέφεται γύρω από σταθερό άξονα χωρίς τριβές και ο τροχός (2) ακτίνας Β2Ξλ.ΕΚ; (όπου λ 5 1) κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει. Όταν η σανίδα σε χρόνο ἵ έχει μετακινηθεί κατά χ οι δύο τροχοί έχουν κάνει Ν' και Ν Ν», περιστροφές αντίστοιχα. Ο λόγος των περιστροφών Ν. των. δύο 2 κυλίνδρων εἶναι ίσος µε: Ι. λ πῤ.. 2λ Η.. 4λ. Η σανίδα δεν χάνει την επαφή της κατά τη διάρκεια της κίνησης της πάνω στους δύο τροχούς. ῦ -» ο... | 3 799 Σχήµα 3 ᾳα) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

ΤΕΛΟΣ ΔΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΔΙΔΕΣ

ΔΡΧΗ 4ΗΣ ΣΕΔΙΔΑΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΚΑΤΙ ΕΣΤΠΕΡΙΝΩΝ Β3. Σώμα Σι μάζας η Ισορροπεί δεµένο στο Σ, υΞ0 πάνω άκρο κατακόρυφου ιδανικού ελατηρίου ' σταθεράς Κ, το άλλο άκρο του οποίου είναι ] στερεωµένο στο δάπεδο. Το ελατήριο είναι συμπιεσμένο κατά Δϊρ σε σχέση µε το φυσικό του μήκος όπως φαίνεται στο σχήμα 4. Από Η ύψος ΗΠ Ξ 3δίρ πάνω από το Ση] στην ίδια ΘΦΜ.---κ- κατακόρυφο µε Τον ἄξονα του ελατηρίου φευ αφήνεται ελεύθερο σώμα Σ2 μάζας ΠπΏ2 Ξ ΠΩ: Θ.Ι.------ Σ ΤΟ οποίο συγκρούεται ακαριαία µε ΤΟ Σι ῑ κεντρικά και πλαστικά. Το συσσωμάτωμα που προκύπτει αµέσως µετά την κρούση εκτελεί αμµείωτη απλή αρμονική ταλάντωση με σταθερά Κ επαναφοράς ΡΌ Ξ Κ και πλάτος Α. Το πλάτος Α της απλής αρμονικής ταλάντωσης του συσσωματώματος είναι ίσο με: ἷ- 8 ]. πΩ πή. ῶ. ν Σχήµα 4 ᾳ) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

ΘΕΜΑΓ Οι δύο παράλληλοι οριζόντιοι αγωγοί, Αχ και Γγ του σχήματος δ, έχουν μεγάλο μήκος, αμελητέα ὠωμική αντίσταση και απέχουν µεταξύ τους απόσταση Ι Ξ 1 ΠΠ. Τα άκρα τους Α και Γ συνδέονται µε σωληνοειδές ωμικής αντίστασης ΚΕ. Ξ6Ω, Του οποίου ο αριθµός των σπειρών ανά µονάδα μήκους εἶναι η Ξ Ν/Ι Ξ 200 σπείρες!/η. Στα σημεία Δ και Ζ των παράλληλων αγωγών έχει συνδεθεί ηλεκτρική πηγή µε ηλεκτρεγερτική δύναμη Ε Ξ 24 ν και εσωτερική αντίσταση Γ Ξ 2 Ω, Στα σημεία Η και Θ συνδέεται αντιστάτης ὠωμικής αντίστασης Πο Ξ Ί Ω σε σειρά µε τον διακόπτη δ;, ενώ µεταξύ των σημείων Ζ και Θ παρεμβάλλεται διακόπτης δι. Ευθύγραμμος μεταλλικός αγωγός ΚΛ, μάζας τη Ξ Ί Κα, μήκους Ι Ξ 1 1 καὶ ωμικής αντίστασης Π2 Ξ 3 Ω, του οποίου τα άκρα βρίσκονται συνεχώς σε επαφή µε τους αγωγούς Αχ και Γγ και μπορεί να ολισθαίνει παραμένοντας συνεχώς κάθετος σε αυτούς. Στην γραµµοσκιασµένη περιοχή του επιπέδου των αγωγών Αχ και Γγ εφαρµόζεται εξωτερικό οµογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β Ξ Ί Τ (σχήμα 5), του οποίου οι μαγνητικές γραµµές είναι κάθετες στο επίπεδο αυτό, µε φορά από την σελίδα προς τον αναγνώστη. Αρχικά ο διακόπτης ὃδ είναι κλειστός και ο διακόπτης ὃ,; ανοιχτός. Ο αγωγός ΚΛ ισορροπεί οριακά λόγω τριβής, που εµφανίζεται στα σηµεία επαφής Κ και Λ, συνολικού μέτρου Τ. ΤΕΛΟΣ 4ΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΔΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ δὂΗΣ ΣΕΔΙΔΑΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΚΑΤΙ ΕΣΤΠΕΡΙΝΩΝ ῇ Ε ΄ δν ς Ν Β 5 Ει ῇ Β Ἵ Ξ Γ ῇ (Ο) - δ ῇ ζ 2 ἤ Σχήµα 5 ΓΊ. Να υπολογίσετε το μέτρο της δύναμης τριβής Τ.

Γ2. Να υπολογίσετε την ἐνταση του μαγνητικού πεδίου στο μέσον του άξονα Του σωληνοειδούς. Θεωρείστε πως τα δύο μαγνητικά πεδία δεν αλληλεπιδρούν.

Τη χρονική στιγµή ἴἱο Ξ 0 κλείνουμε τον διακόπτη ὃ; και ανοίγουμε τον διακόπτη δι. Την ἴδια στιγµή στο μέσον του αγωγού ΚΛ και κάθετα σε αυτόν ασκείται κατάλληλη δύναμη ΓΕ µε φορά προς τα δεξιά, ώστε αυτός να κινείται µε σταθερή επιτάχυνση α Ξ 4 τη/5Ζ ίδιας κατεύθυνσης µε την δύναμη Ε. ΓΔ. Να γράψετε τη σχέση που δίνει την εξωτερική δύναμη σε συνάρτηση µε Τον χρόνο Ε Ξ ΕΡ(4!). Η συνολική τριβή του αγωγού ΚΛ µε τους οριζόντιους αγωγούς σε όλη τη διάρκεια της κίνησής του είναι ίση µε Τ.

Γ4ά. Να υπολογίσετε το επαγωγικό φορτίο που πέρασε από µία διατοµή του αγωγού, ΚΛ στο χρονικό διάστηµα από ἰρ5 0 έως | 515.

Η διάταξη κατά τη διάρκεια της κίνησης του αγωγού ΚΛ παραμένει ακίνητη. Δίνεται Κιμ ιο" 5 Α ΘΕΜΑ Δ Η ομογενής λεπτή, λεία ράβδος ΟΑ του σχήματος 6 μάζας Μ Ξ 8 Κα και μήκους Ι Ξ 2 τη εἶναι αρθρωµένη στο άκρο της Ο και µπορεί να στρέφεται χωρίς τριβές γύρω από οριζόντιο ακλόνητο άξονα κάθετο στο επίπεδο του σχεδίου. Η ράβδος ισορροπεί δεµένη, στο άκρο της Α, από κατακόρυφο αβαρές, µη εκτατό νήμα Ί Το πάνω άκρο του οποίου είναι ακλόνητα δεµένο στο Γ. Η ράβδος και το νήμα ΤΕΔΟΣ δΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΔΙΔΕΣ

ΔΡΧΗ 6ΗΣ ΣΕΔΙΔΑΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΚΑΤΙ ΕΣΤΠΕΡΙΝΩΝ βρίσκονται στο ίδιο κατακόρυφο επίπεδο και η ράβδος σχηματίζει γωνία φ Ξ 30” µε την οριζόντια διεύθυνση. Επάνω στη ράβδο ισορροπεί σώμα μάζας Ι Ξ 4 Κα, μικρών διαστάσεων, που είναι δεµένο σε ιδανικό ελατήριο σταθεράς Κ και σε αβαρές µη εκτατό νήµα 2 τα οποία είναι παράλληλα στη ράβδο και τα επάνω άκρα τους είναι ακλόνητα στερεωμένα (σχήμα ϐ). Στη θέση αυτή το ελατήριο έχει το φυσικό του μήκος καὶ ΤΟ σώμα 11 βρίσκεται στη θέση Δ, όπου ΟΔΞΟ0,δ. Γ - Κο. Ξ Γη η ΐ0΄ Μ Α 190᾽ Σχήµα 6 ΔΊ. Υπολογίστε τη δύναμη που δέχεται η ράβδος από το νήµα Ί στο άκρο της Α.

Δ2. Κάποια χρονική στιγµή κόβεται το νήμα 2 οπότε το σώμα Γη; αρχίζει να εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση, µε σταθερά επαναφοράς ΓΡ Ξ Κ, επάνω στη λεία ράβδο µε ολική ενέργεια Ε Ξ 2 ὁ. Γράψτε τη χρονική εξίσωση της κινητικής ενέργειας ταλάντωσης της ΠΠ; ὡς προς το χρόνο. Θεωρήστε [Ξ0 τη χρονική στιγµή που κόβεται το νήμα και θετική φορά από το Α προς το Ο.

Κατά τη διάρκεια της ταλάντωσης του σώματος μάζας η; δεύτερο μικρό σώμα μάζας 1; Ξ Τη; που εκτοξεύεται από το ἄκρο Α της ράβδου, συγκρούεται κεντρικά ελαστικά (ακαριαία) µε το σώμα μάζας τη, έχοντας ακριβώς πριν την κρούση µε το σώμα μάζας τη, ταχύτητα μέτρου ;, παράλληλη στη ράβδο µε φορά προς τα επάνω. Τη στιγµή αυτή το σώμα 1, έχει απομάκρυνση χι, όπου Χηι { 0 (Το σώμα μάζας τη; µετά την κρούση απομακρύνεται). Δὂ. Να βρεθεί η απομάκρυνση χι ώστε το σώμα η; αµέσως µετά την κρούση να εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση µε Το μέγιστο δυνατό πλάτος.

Δ4. Αν δίνεται πως το νέο πλάτος ταλάντωσης της σώματος μάζας Γη; ισούται µε Ο,4 τη, υπολογίστε την ταχύτητα Ι2του σώματος μάζας Π2.

Η ράβδος παραμένει σε ισορροπία σε όλη τη διάρκεια του φαινομένου και δίνονται: ημᾶθ” Ξ 4, συνδ0” Ξ ν3ᾶ/2 και η επιτάχυνση της βαρύτητας αΞ 10 γη/θ". ΤΕΛΟΣ 6ΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΔΙΔΕΣ

ΔΡΧΗ ΤΗΣ ΣΕΔΙΔΑΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΚΑΤΙ ΕΣΤΠΕΡΙΝΩΝ ΟΔΗΓΙΕΣ (για τους εξεταζοµένους)

Ί. Στο εξώφυλλο του τετραδίου να γράψετε το εξεταζόµενο µάθηµα. Στο εσώφυλλο πάνω-πάνω να συμπληρώσετε τα ατομικά στοιχεία μαθητή. Στην αρχή των απαντήσεών σας να γράψετε πάνω-πάνω την ηµεροµηνία και το εξεταζόµενο µάθηµα. Να µην αντιγράψετε τα Θέματα στο τετράδιο καὶ να µη γράψετε πουθενά στις απαντήσεις σας το όνομά σας.

2. Να γράψετε το ονοματεπώνυμό σας στο πάνω µέρος των φωτοαντιγράφων αµέσως μόλις σας παραδοθούν. Τυχόν σημειώσεις σας πάνω στα θέµατα δεν θα βαθμολογηθούν σε καμία περίπτωση. Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί µε το τετράδιο και τα φωτοαντίγραφα.

3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέµατα µόνο µε µπλε ή µόνο µε μαύρο στυλό µε μελάνι που δεν σβήνει. Για τα σχήματα µπορεί να χρησιμοποιηθεί και μολύβι.

4. Κάθε απάντηση επιστημονικά τεκμηριωμένη είναι αποδεκτή.

Β. Διάρκεια εξέτασης: τρεις (3) ώρες µετά τη διανοµή των φωτοαντιγράφων.

6. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: 17:15.

ΣΑΣ ΕΥΧΟΝΙΑΣΤΕ ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΛΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ ΤΕΛΟΣ 7ΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΔΙΔΕΣ