ERDEMLİ ANADOLU LİSESİ 5. MERSİN FİZİK OLİMPİYATI 28 NİSAN 2018,

Transkript

1 ERDEMLİ ANADOLU LİSESİ. MERSİN FİZİK OLİMPİYATI 28 NİSAN 2018, SINAVIN YAPILDIĞI İL:.... ADI: SOYADI:.... OKULU: HABERLEŞME ADRESİ VE TELEFONU:... İMZA... SINAVLA İLGİLİ UYARILAR: Bu sınavda toplam 20 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 2018 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. Sıvı karışımının yoğunluğu Özdeş iki kabın birinde yoğunluğu g/cm 3 olan K sıvısı, diğerinde yoğunluğu 2g/cm 3 olan L sıvısı bulunmaktadır. Kaplardaki sıvı yükseklikleri şekildeki gibidir. Kaplar tamamen doluncaya kadar, kaplara, yoğunluğu 4g/cm 3 olan M sıvısı konuluyor. İki kapta da homojen karışımlar elde edildikten sonra ilk kaptan bir miktar karışım, ikinci kaptan da bir miktar karışım alınıp üçüncü bir kapta karıştırılıyor. Üçüncü kapta oluşan homojen karışımın yoğunluğu 3, 2g/cm 3 olduğuna göre bu kaptaki sıvının kütlece yüzde kaçı M sıvısıdır? İşlemler sırasında sıcaklık sabit kalmaktadır. Üçüncü kapta sıvı taşması olmamaktadır. 6h 3h 4h K 7h L I II III A) 30 B) 40 C) 4 D) 0 E) 60

4 2. Termal genleşme X L Z Y X K Yer Şekildeki cisim, ortalama genleşme katsayıları sırasıyla , ve olan X, Y, Z metal çubuklarından yapılmıştır. Cisim K ucundan yere sabitlenmiş olup, düşey düzlemde durmaktadır. Birim karelerin bir kenarı 1 metredir. Cisim 0 den 200 ye kadar homojen olacak şekilde ısıtıldığında, cismin L ucu kaç milimetre yer değiştirir? Metallerin hiç biri hal değiştirmemektedir. A) 7,20 B) 7,80 C) 8,40 D) 9,00 E) 9,60

5 3. Hareketli pistonların yer değiştirmesi I II X gazı Y gazı d d Şekildeki sabit hacimli kap sızdırmaz bir pistonla iki bölmeye ayrılmıştır. I bölmesinde 3n mol X gazı, II bölmesinde 2n mol Y gazı bulunmaktadır. İdeale yakın davranan gazların sıcaklıkları eşittir. Sistem bu halde iken dengededir. Yalnız X gazının sıcaklığı iki katına çıkarıldığında piston 0,2d kadar yer değiştirdiğine göre, yay sabitini veren ifade aşağıdakilerden hangisi olur? Kabın genleşmesini ve sürtünmeleri önemsemeyiniz. R, ideal gaz sabiti; T, mutlak sıcaklıktır. A) nrt d nrt B) 2 d 2nRT C) 2 1d D) 2 nrt 1d 1nRT E) 2 2d

6 4. Kaldırma kuvveti 30cm 32cm Şekil I Şekil II Şekil I de, iç taban alanı 00cm 2 olan dik silindir biçimli kapta yoğunluğu 0,8g/cm 3 olan sıvı bulunmaktadır. Yay tablasının üzerine yoğunluğu 4g/cm 3 olan homojen ve küp şeklinde bir cisim yavaşça konulduğunda sistem şekil II deki gibi dengeye geliyor. Yay sabiti kaç N/m dir? Yayın kütlesi ve hacmi önemsenmeyecek kadar küçüktür. g 10m/s 2 alınız. A) 320 B) 400 C) 62 D) 640 E) 800

7 . Konum zaman grafiğinin yorumu 40 Konum (metre) Zaman (saniye) Yatay ve doğrusal bir yolda sabit ivmeli hareket yapan 00 gram kütleli bir aracın bazı anlardaki konumu grafikte nokta şeklinde gösterilmiştir. Grafikteki verilere göre cismin 0 10 saniye arasındaki kinetik enerji değişimi kaç joule dür? A) 39 B) 8 C) 3 4 D) 7 E) 32

8 6. Su molekülünün oluşumu Uygun şartlarda bir mol hidrojen ile yarım mol oksijen molekülü tepkimeye girip bir mol su oluşturmaktadır. Bu tepkimede açığa 69 kkal lik ısı çıkmaktadır. Su molekülünün kütlesi ile bileşenlerinin toplam kütlesi arasındaki fark yaklaşık kaç gramdır? 1cal = 4,18joule alınız. Işık hızı; c = m/s dir. A) 96, B) C) D) E)

9 7. Poynting vektörü Boşlukta yayılan bir elektromanyetik dalganın birim yüzeye, birim zamanda taşıdığı enerjiye Poynting vektörü (güç yoğunluğu) denir. Poynting vektörü S ile gösterilir ve elektromanyetik dalganın elektrik alan bileşenine, manyetik alan bileşenine ve boşluğun manyetik geçirgenliğine bağlıdır. Buna göre Poynting vektörünü bulmak için aşağıdaki denklemlerden hangisi kullanılmalıdır? Boşluğun manyetik geçirgenliği μ o = 4π N/A 2 dir. E; Elektromanyetik dalganın elektrik alan bileşeni B; Elektromanyetik dalganın manyetik alan bileşeni Maxwell denklemlerinin bir sonucu olarak, bir elektromanyetik dalganın elektrik alan bileşeninin manyetik alan bileşenine oranı ışığın hızına eşittir. A) E o S B) B B o S C) S oeb D) E EB S E) o E S B o

10 8. İpli sarkaç Düşey düzlemde, kütlesi önemsiz, sağlam ve esnemeyen ipin bir ucu O noktasına sabitlenmiş, diğer ucuna ise bir cisim bağlanmıştır. İp tam düşey doğrultuda ve doğrusal bir şekilde tutulmuş iken cisme yatay ile θ açısı yapan v o ilk hızı kazandırılıyor. İp gerilmeye başladığı anda ipin yatay ile yaptığı açı θ olduğuna göre, başlangıçtan ip gerilmeye başladığı ana kadar kaç saniye geçer? g 10 m/s 2 alınız. A) 1 B) 1 θ yatay C) 2 D) 2 1m v o E) 3 0

11 9. Basamak problemi Homojen bir küre, ip ile çekilerek basamaktan çıkarılmaya çalışılıyor. Basamağın köşesindeki O noktası ile küre arasındaki statik sürtünme katsayısı aşağıdaki seçeneklerden hangisine eşit olur? Kürenin sabit hızla çıkarıldığını düşünün ve hesaplamalarınızı küre ile yer arasındaki temasın kesildiği ana göre yapınız. İp θ O K A) 1 1 cot B) cot C) tan D) 1 1 tan E) sin 1 cos

12 10. Yay kuvveti Eşit karelere bölünmüş, homojen, küp şeklindeki cisim sıkıştırılmış bir yay ve ip yardımı ile ancak dengede kalabilmektedir. İp kesildiğinde, küpün, yaydan ayrılma hızı ne olur? Yayın itme kuvveti biraz daha büyük olsa küp, ipin bağlı olduğu nokta etrafında dönecektir. Yatay zeminin sürtünmesi ihmal edilebilecek düzeydedir. k: yay sabiti; m: küpün kütlesi; g: yerçekimi ivmesidir. İp A) 3 4 mg k 2 B) 3mg 4k 2 C) 4mg 3k 2 D) 4 3 mg k 2 E) 9 16 mg k 2

13 11. Basit sarkaç Şekildeki basit sarkacın periyodu 3 saniyedir. İpin uzunluğu, h yüksekliğinin dört katı olduğuna göre ip uzunluğu kaç metredir? h (π 2 10 ve g = 10m/s 2 ) 4h L O K A) B) C) D) E)

14 12. Dönen platform r r R Ortasından geçen düşey bir eksen etrafında sabit açısal hızla dönen R yarıçaplı, yatay bir platformun üstünden serbest bırakılan cisim platformun merkezinden r kadar uzaklıkta platforma tam esnek olarak çarpıyor. Cismin serbest bırakılma yüksekliği r kadardır. Cisim, platforma ikinci kez çarptığında platformun kenarına denk geldiğine göre R r oranı kaçtır? Cisim ile platform arasındaki sürtünme katsayısı 0,2 dir. A) 17 B) 10 C) 3 D) 2 E)

15 13. Mekanik enerjinin korunumu Kütleleri m olan özdeş cisimler, yay sabiti k olan yay ve kütleleri önemsiz makara ve ipler ile şekildeki düzenek kurulmuştur. Yay sıkışmamış ve gerilmemiş durumda iken cisimler serbest bırakıldığında yaydaki maksimum uzama x = 30 cm oluyor. Yaydaki uzama 4 x iken cisimlerin hızlarının büyüklüğü kaç cm/s olur? Sürtünmeler ihmal edilebilecek düzeydedir. g 10m/s 2 alınız. A) 0,1 B) 100 C) 0,7 D) 7 E) 0,2

16 14. Potansiyel fark ölçümü V V R V R R R R R ε, r ε, r ε, r Şekil I Şekil II Şekil III İç dirençleri r, elektromotor kuvvetleri ε olan üreteçler ile Şekil I, Şekil II ve Şekil III teki elektrik devreleri oluşturuluyor. Voltmetreler ideal, dirençler ise özdeştir. Şekil I de, voltmetrenin gösterdiği potansiyel fark değeri 8 Volt; şekil II de ise Volt oluyor. Buna göre Şekil III te voltmetrenin gösterdiği potansiyel fark değeri aşağıdakilerden hangisi olur? A) B) C) D) E) 40 13

17 1. Parçacık saptırıcısı L = 10d Ekran K d m, q v o L M 0 d P R S 4d Yerçekiminin ve sürtünmelerin önemsenmediği ortamda yüklü paralel levhalar arasına şekildeki gibi giren ve yük işareti bilinmeyen yüklü parçacık ekran üzerinde nereye çarpar? Noktalar arası uzaklıklar eşit ve d 2 kadardır. Parçacığın kütlesi Parçacığın yükü Levhalar arası potansiyel fark Parçacığın paralel levhaların arasına giriş hızı ; m = 1g ; q = C ; V = 2000Volt ; v o = 0m/s A) O M arasına ya da O P arasına B) M L arasına ya da P R arasına C) L K arasına ya da R S arasına D) K noktasının üstüne ya da S noktasının altına E) Parçacık levhalar arasından çıkamadan levhalardan birine çarpar.

18 16. Elektriksel potansiyel enerji Sürtünmesiz ve elektrikçe yalıtılmış yatay düzlemde yüklü K cismi, durgun ve yüklü L cismine doğru hareket ediyor. Başlangıçta K ve L cismi birbirinden etkilenmeyecek kadar uzaktadır. Cisimlerin kütle merkezleri aynı doğrultu üzerindedir. Buna göre K cismi ile L cismi arasındaki minimum uzaklık kaç cm olur? k; Coulomb sabiti değeri k = N. m 2 /C 2 q k = q L = 10 6 C m K = 1g ve m L = 9g v o = 100m/s m K, q L v o m L, q L A) 2 B) 0,2 C) 0,02 D) 0,002 E) 0,0002

19 17. Manyetik kuvvet İki proton ve iki nötronun birleşmesi ile oluşmuş taneciğe α taneciği denir. α taneciği aslında elektronu olmayan helyum iyonu (He +2 ) dur. Bir α taneciğine, B = 3i Tesla şeklinde tanımlanan düzgün manyetik alanda, birden bire, v = (2i + j) m/s hızı kazandırılıyor. α taneciğinin manyetik alan yönünde 3,34cm yolunu alıncaya kadar yaptığı devir sayısı kaç olur? q He = 3, C; m He = 6, kg; π 3 alınız. A) 1600 B) 800 C) 400 D) 200 E) 100

20 18. Diyot devresi Bir alternatif akım devresinde diyotlar şekildeki gibi bağlanıyor. Direnç üzerinden geçen akımın anlık değerini gösteren grafik aşağıdakilerden hangisi olabilir? A) i V = V max. sinωt t B) i t C) i t D) i t E) i t

21 19. Rezonans frekansı 7 MHz frekansında yayın yapan bir radyo kanalını algılayan analog bir radyonun düğmesi döndürüldüğünde radyo, 108 MHz frekansında yayın yapan başka bir radyo kanalını algılıyor. Radyonun içinde bulunan kondansatörün Levhaları arası uzaklık, ilk durumda d 1, ikinci d1 durumda d 2 olduğuna göre d 2 oranı kaçtır? A) B) C) 2 36 D) 36 2 E) 6

22 20. Küresel aynalarda görüntü Tümsek ayna Çukur ayna h 4f 4f Odak uzaklıkları birbirine eşit ve f olan, biri tümsek diğeri çukur, iki küresel ayna, asal eksenleri çakışacak ve aralarında 8f uzaklık olacak şekilde düşey düzleme yerleştiriliyor. Bir cisim asal eksenin h kadar yukarısında iken serbest bırakıldığında, asal eksenden 8m/s hız büyüklüğü ile geçiyor. Cismin bu hareketi sırasında tümsek ve çukur aynadaki görüntülerinin ortalama hız büyüklüğü v T ve v Ç kaç m/s olur? Sürtünmeler ihmal edilebilecek düzeydedir. g 10m/s 2 alınız. v T v Ç A) B) C) D) E)

23

24

25 CEVAP ANAHTARI 1. D 2. B 3. E 4. B. C 6. C 7. D 8. A 9. E 10. A 11. E 12. E 13. D 14. D 1. C 16. B 17. C 18. B 19. A 20. A