ERDEMLİ ANADOLU LİSESİ 2. FİZİK OLİMPİYATI 23 MAYIS 2015,

Transkript

1 ERDEMLİ ANADOLU LİSESİ. FİZİK OLİMPİYATI MAYIS 015, SINAVIN YAPILDIĞI İL:.... ADI: SOYADI:.... OKULU: HABERLEŞME ADRESİ VE TELEFONU:... İMZA... SINAVLA İLGİLİ UYARILAR: Bu sınavda toplam 0 soru olup her sorunun sadece bir doğru yanıtı vardır. Doğru yanıtı, soru kitapçığı üzerinde bir çember içine alarak, işaretleyiniz. Her soru eşit değerdedir 4 yanlış cevap 1 doğru cevabı götürecektir. Herhangi bir yardımcı materyal, hesap makinesi ya da müsvedde kâğıt kullanılması yasaktır. Soru kitapçığındaki boşlukları müsvedde için kullanabilirsiniz. Sınav başladıktan sonraki yarım saat içinde sınav salonundan ayrılmak yasaktır. Sınav salonundan ayrılmadan önce soru kitapçığınızı eksiksiz olarak görevlilere teslim etmeyi unutmayınız, aksi halde sınavınız geçersiz sayılacaktır. Erdemli Anadolu Lisesi.Fizik Olimpiyatı 015 Sınavında sorulan soruların üçüncü kişiler tarafından kullanılması sonucunda doğacak olan hukuki sorunlardan Erdemli Anadolu Lisesi ve Olimpiyat Komisyonu sorumlu tutulamaz. Olimpiyat Komisyonu, bu tip durumlarda sorular ile ilgili görüş bildirmek zorunda değildir. BAŞARILAR DİLERİZ

2

3 1. Büyüklüğü E olan elektrik alan içinde ve alan doğrultusunda, q yüklü bir parçacık üzerine x yolu boyunca yapılan iş; qe x kadardır. Buna göre E nin birimi aşağıdakilerden hangisidir? (kg: kilogram, m: metre, C: coulomb, A: Amper, s: saniye) A) kg. m C. s kg. m B) A. s C) kg. m C. s D) kg. m C. s E) kg. m A. s

4 . I hava 60 o sıvı 0 o İkizkenar dik üçgen şeklide olan prizmalar farklı maddelerden yapılmıştır. Prizmalar birbiri üstüne konulduğunda şekildeki gibi dengede kalıyor. Üsteki prizmanın bir köşesine dik gönderilen ışın belirtilen yolu izliyor. Buna göre üsteki prizmanın sıvıya göre bağıl kırılma indisi kaçtır? o o o o 1 ( sin 45 cos 45 ; sin 0 cos 60 ; sin 60 o o cos0 ) A) 1 B) 1 C) 1 D) E)

5 . Bir küresel aynanın asal eksenine dik şekilde bir cisim konuluyor. Cisim aynanın 45cm önüne iken görüntüsü düz oluşuyor. Cisim aynadan 0cm daha uzaklaştırıldığında görüntü ters oluşuyor. Her iki durumda da görüntülerin boyları eşit büyüklükte olduğuna göre aynanın eğrilik yarıçapı kaç cm dir? A) 160 B) 10 C) 100 D) 80 E) 60

6 4. zemin Şekildeki U borusunun tüm bölümleri silindiriktir. Borunun ince kolunun yarıçapı cm, kalın kolunun yarıçapı 4cm dir. Borunun içinde yoğunluğu 5gr/cm olan sıvı varken sıvı seviyesinin zeminden yüksekliği 60cm dir. Kalın koldan, sıvı ile karışmayan, daha küçük yoğunluklu bir sıvı eklendiğinde ince koldaki sıvının zeminden yüksekliği 76cm oluyor. Buna göre eklenen sıvının kütlesi kaç kg dir? (U borusundan sıvı taşmamaktadır. alınız). A) 4,8 B) 4,9 C) 5,1 D) 5,6 C) 6,4

7 5. Şekilde I deki cisim, yarıçapları r ve r, yükseklikleri h olan içi dolu iki homojen silindirin birbirine yapıştırılmasıyla elde edilmiştir. Büyük silindirin yoğunluğu küçük silindirin yoğunluğunun yarısı kadar ve dur. Bu cisim Şekil II deki gibi yoğunluğu olan sıvı içine tabana temas ederek şekilde konuluyor. Bu cismi yukarı doğru harekete geçirebilecek minimum kuvvet kaç Newton dur? (,4 g / cm, h 10cm, r 5cm, g 10 m / s, ) A) 6000 B) 117 C) 7 h D) E) 90 Şekil I Şekil II

8 6. Eğik düzlemi sürtünmeli, yatay düzlemi sürtünmesiz olan yolda 5m yükseklikten serbest bırakılan düzgün, homojen ve dikdörtgenler prizması şeklindeki cisim yatay düzleme geldiğinde tüm boyutları %1 oranında artıyor. Buna göre cismin yatay konumdaki hızı kaç m/s olur? (Cismin ısınma ısısı 1,545Joule/kg o C; boyca genleşme katsayısı 10-1/ o C; yerçekimi ivmesi yaklaşık 10m/s olup, hareket sırasında ısıya dönüşen enerjinin tamamını cismin aldığını varsayınız. O noktası cismin ağırlık merkezidir). A) 7,4 B) 6,4 C) 9,6 D) 8,4 E) 8,0 1m O 5m o 60

9 6 7. Yarıçapları sırasıyla cm ve 1cm; yükleri sırasıyla 5.10 C ve 6.10 C olan küreler, ağırlığı önemsiz ve uzunluğu 7cm olan yalıtkan ip ile birbirine bağlanıyor. Sistem, yatay düzlemde büyük kürenin merkezinden geçen eksen etrafında dakikada 100 devir yapacak şekilde döndürüldüğünde ip gerilmesi Newton oluyor. Cisimler iletken bir telle birbirine bir an için temas ettirildiğinde büyük kürenin yükü yüzde 0 oranında değişiyor. Sistemin dakikadaki devir 1 9 sayısı 00 yapıldığında ip gerilmesi kaç Newton olur? ( ; k 9.10 Nm / C ) 4 o yatay A) 40,4 B) 44 C) 0,8 D) 47,6 E),6

10 8. Uzunluğu L, ağırlığı G olan homojen ve düzgün çubuk, bir ip yardımıyla, yere L sabitlenmiş yarıçapı R olan yarım küre biçimindeki cisim üzerinde şekildeki gibi dengededir. Buna göre ipteki gerilme kuvvetinin çubuğun ağırlığına oranı aşağıdakilerden hangisidir? İp A) tan 1 tan B) tan (1 tan ) tan sin C) 1 cos D) tan E) 1 cos cos

11 9. 1m F 40cm 80cm Taban boyutları 10cmx10cm olan dikdörtgenler prizması şeklindeki kabın içinde 1m yüksekliğinde sıvı bulunmaktadır. Sıvının yoğunluğu,5gr/cm tür. Kabın tabanına dik olarak yerleştirilen sızdırmaz piston şekildeki konumdan itibaren 40cm itilmesi için en az kaç kilojul iş yapılmalıdır?(kaptan su taşmamaktadır, g m s 10 / ) A) 9 B) 1 C) 18 D) 4 E) 0

12 10. Nikrom, nikel ile kromun alaşımından oluşmuş bir metaldir. Özdirencinin uygunluğundan dolayı ısıtıcılarda yaygın olarak kullanılmaktadır. 40 metre uzunluktaki nikrom teli kullanılarak, çalışma gerilimi 40Volt, gücü 1800Watt olan bir ısıtıcı yapılıyor. Bu telin yarıçapı iki katına, uzunluğu ise 100metreye çıkarıldığında fırının 00Volt altında gücü kaç Watt olur? A) 1600 B) 1800 C) 000 D) 400 E) 00

13 11. Şekildeki devrede özdeş üreteçlerin her birinin iç direnci 0,5 ; R 1, R ve R dirençlerinin değeri A1 ise sırasıyla,5, 1, 5 ve 1, 5 dur. Buna göre İdeal ampermetrelerin gösterdiği değerler, A A1 ve A oranları kaçtır? A 1 / A A 1 / A R 1 A 1 A) 5 B) 1 1 A R C) 4 5 R D) 5 A E)

14 1. H H yüksekliğinden eğik düzlem üzerine serbest bırakılan cisim tam esnek çarpışma yapıyor ve sıçrıyor. Cismin ilk çarptığı nokta ile ikinci çarptığı nokta arasındaki uzaklık nedir? A) H 4Sin B) Hsin 4 C) 8H sin D) H 4cos E) 4H cos

15 1. Kütlesi 10kg, yarıçapı 0cm olan büyük diskin ortasına eş merkezli olacak şekilde, kütlesi 8kg, yarıçapı 10cm olan küçük bir disk sabitlenmiştir. Küçük disk bir makara görevi görüp, üzerinden geçen ve kütlesi ihmal edilebilecek düzeyde olan sağlam bir ip yardımıyla yatay doğrultuda duvara bağlanmıştır. Yatay düzlemle büyük disk arasındaki kinetik sürtünme katsayısı 0, dir. Sistem durgunken küçük diskin merkezine şekilde görüldüğü gibi 19N luk sabit kuvvet uygulanıyor. Buna göre 4 saniye sonra disklerin açısal hızının büyüklüğü ne olur? (Disk için 1 eylemsizlik momentini I mr alınız. g 10 m / s ). A) 00 B) C)0, D) 0,0 E) 0

16 14. Doğrusal bir yörüngede bulunan ve aralarında 4,45 km olan iki otomobil aynı anda birbirlerine doğru durgun halden harekete başlıyor. Birinci otomobil 10 saniye süreyle a ivmesiyle hızlanıp sonra sabit hızla hareketine devam ediyor. İkinci otomobil ise 0 saniye süreyle a ivmesiyle hızlanıp sonra sabit hızla hareketine devam ediyor. Başlangıçtan itibaren dakika sonra araçlar karşılaşıyor. Araçlar karşılaştıktan dakika sonra aralarındaki uzaklık kaç km olur? A) 14,4 B) 7, C) 6, D) 4,5 E) 9

17 15. Şekildeki eğik düzlem üzerinde bulunan iki cismin kütleleri birbirine eşit ve m kadardır. Eğik düzlem ile cisimler arasındaki sürtünme katsayısı ve 45 o dir. Cisimler serbest bırakıldığında harekete geçtiklerine göre ağırlığı ihmal edilebilecek düzeyde olan ipteki gerilmeyi veren ifade nedir? ( g : yerçekim ivmesi) mg A) (1 )sin (1 )cos mg B) (1 )(sin c os ) C) mgc os D) mg sin E) mg tan g

18 16. Bir müon un kütlesi elektronun kütlesinin yaklaşık 05 katı, yükü ise elektronun yükü kadardır. Şekilde iki çubuk mıknatıs arasında, +x yönünde, büyüklüğü 94 Tesla olan düzgün bir manyetik alanın oluştuğunu varsayalım. I. mıknatısın N kutbunda üretilmeye başlanan ince bir müon demeti x-y düzleminde ve yatayla 45 o açısı yapacak şekilde bu düzgün manyetik alana v m s hızla giriyor. Müonun ömrü yaklaşık 6 o 10 / 6,1.10 s olduğuna göre müon demeti kaç devir yapar? (Hareket süresince müon demetinin düzgün manyetik alandan çıkmadığını düşününüz. m 8 1,88.10 kg, 19 o o q 1,6.10 C, cos 45 sin 45 0,7, ) N vo I. mıknatıs II. mıknatıs 4cm B S z y x A) 8000 B) C) 8000 D) E) 5000

19 17. Jüpiter in kendi ekseni etrafında dönmesi yaklaşık 1 dünya saati; yarıçapı Dünya nın yarıçapının 1 katı; yoğunluğu ise Dünya nın yoğunluğunun 1/4 katıdır. Dünya nın kuzey kutbu üzerinde bulunan bir cismin ağırlığı P; aynı cismin Dünya nın ekvatoru üzerinde iken ağırlığı 0,995P dir. Cismi, Jüpiter in ekvatoruna götürdüğümüzde ağırlığı yaklaşık kaç P olur? (Dünya nın kendi ekseni etrafında bir tam dönüşü yaklaşık 4 saattir. Hem Dünya nın hem de Jüpiter in tam küre olduğunu ve atmosfer etkilerini ihmal ediniz). A),00 B),4 C),88 D),76 E),4

20 18. Şekil I deki kondansatörün özdeş levhalarından birisinin alanı A, levhalar arasındaki uzaklık d, levhalar arası ortamın yalıtkanlık katsayısı dur. Kondansatör 5Voltluk bir gerilime bağlanıp doldurulduktan sonra üreteçten ayrılıyor. Şekil II de Kondansatörün levhaları arasına kalınlığı d, yüksekliği levhaların yarısı kadar, yalıtkanlık sabiti 4 olan bir madde şekildeki gibi konulduğunda levhalar arasındaki potansiyel farkı kaç volt olur? Şekil I Şekil II A) 50 B) 4 C) 9 D) 40 D) 5

21 19. Şekildeki ısıca yalıtılmış sistemde piston sürtünmesiz ve sızdırmazdır. Pistonun kütlesi ihmal edilebilecek düzeydedir, tabla üzerinde tutulan cismin kütlesi m dir. Pistonun yüzey alanı A; kap tabanından yüksekliği H; atmosfer basıncı P dir. Kap içinde piston tarafından hapsedilmiş tek atomlu bir ideal gaz bulunmaktadır. Sistem bu şekilde tutulduğunda ağırlığı önemsiz, sağlam ipte bir boşluk bulunmamakta ve ip gerilmesi sıfır olmaktadır. Cismin altındaki tabla ani bir hareketle çekiliyor. Piston küçük bir h kadar yükseldiği anda cismin ivmesi ne olur? (Makaraların ağırlığı önemsiz; g, yerçekimi ivmesi; γ, gaz için sabit hacim ve sabit basınç ısı sığaları oranı). A) PA h g m H h B) C) PA h g 1 m H h PA H h g 1 m h piston tabla D) PA h g m H h E) PA H g 1 m H h

22 0. Sürekli ve paralel bir ışık demeti, eşit şiddette ve homojen şekilde kırmızı, yeşil ve mor renkte ışık içermektedir. Bu ışık demetine dik bir şekilde konulan mor renkli ince bir levhanın sıcaklığı 10 dakikada 5 o C artıyor. Işık demetinin 1m ünde kaç tane foton bulunur? (Levhanın kütlesi 00gr; yüzey alanı 400cm o ; ısınma ısısı 10 joule / kg C ; yaydığı ısının hızı sabit 4 ve 0 joule / dakika dır. Planck sabitinin değeri yaklaşık 6,6.10 J. s, ışık hızı yaklaşık 8.10 m/ s ) Işık/Renk Dalga boyu (nm) Kırmızı 660 Yeşil 495 Mor A).10 B) 9.10 C) D) E) 1.10

23

24