TÜRKİYE BİLİMSEL VE TEKNİK ARAŞTIRMA KURUMU BİLİM ADAMI YETİŞTİRME GRUBU XIII. ULUSAL FİZİK OLİMPİYATI-2005 BİRİNCİ AŞAMA SINAVI

Transkript

1 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI 1 TÜRKİYE İLİMSEL VE TEKNİK RŞTIRM KURUMU İLİM DMI YETİŞTİRME GRUU XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI- İRİNİ ŞM SINVI 7 Mayıs, 1:-17: SINVIN YPILDIĞI İL:... ÖĞRENİNİN ; DI : SOYDI:... OKULU:... SINIFI:.... HERLEŞME DRESİ VE TELEFONU:. SINVL İLGİLİ UYRILR: u sınavda toplam soru olup her sorunun sadece bir doğru yanıtı vardır. Doğru yanıtınızı, soru kitapçığı üzerinde ve cevap kağıdınızdaki ilgili kutuyu tamamen karalayarak işaretleyiniz. Problemin çözümünde kullandığınız önemli formülleri ve çözüm yolunu, soruların altındaki boş yerlerde anlaşılır bir şekilde gösteriniz. ksi halde doğru seçenek işaretlenmiş bile olsa o sorudan puan verilmeyecektir. Herhangi bir yardımcı materyal, hesap makinesi ya da müsvedde kağıt kullanılması yasaktır. Soru kitapçığındaki boşlukları müsvedde için kullanabilirsiniz. Gerekli olabilecek bazı bilgiler kitapçığın ilk sayfasında verilmiştir. Sınav süresince görevlilerle konuşulması, soru sorulması, öğrencilerin birbirinden kalem, silgi vb. şeyler istemesi yasaktır. Sınavda kopya çeken, çekmeye teşebbüs eden ve kopya verenlerin kimlikleri sınav tutanağına yazılacak ve bu kişilerin sınavları geçersiz sayılacaktır. Sınav başladıktan sonraki yarım saat içinde sınav salonundan ayrılmak yasaktır. Sınav süresince resimli bir kimlik belgesini masanızın üzerinde bulundurunuz. Sınav salonundan ayrılmadan önce cevap kağıdınızı ve soru kitapçığınızı eksiksiz olarak görevlilere teslim etmeyi unutmayınız, aksi halde sınavınız geçersiz sayılacaktır.

2 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI İRİNİ ŞM SINVIND VERİLEN ZI İLGİLER Yerçekimi ivmesi g 1 m/s sin =cos9 = Suyun öz ısı kapasitesi su =1 cal/g sin =cos6 =, Suyun özkütlesi ρ su =1 g/cm sin7 =cos,6 1 cal=4, J sin4 =cos4 =,7 Normal atmosfer basıncı P =1x1 Pa sin cos7,8 =7 K sin6 =cos =,86 Elektrik sabiti k E = 1 4π ε =9x1 9 N.m. - sin9 =cos =1 μ Manyetik sabiti k M = =1x1-7 - N. sin=sincos 4 π e (elektron ve proton yükü)=1,6x1-19 cos(±)=coscos sinsin Elektronun kütlesi m e =9,1x1-1 kg cos=cos -sin π Küçük θ için; cosθ 1 sin(±)=sincos±cossin Küçük θ için; sinθ θ

3 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI 1. Şekilde gösterilen d, d ve d yoğunluklu sıvılar arasındaki pistonlar yatay doğrultuda sürtünmesiz hareket edebilmektedir. d yoğunluklu sıvının tavanına uyguladığı basınç ise, d ve d yoğunluklu sıvıların tavanlarına uyguladıkları basınçlar, sırası ile P d ve P d nedir? d d d h ) P d =, P d = ) P d =hd, P d =hd ) P d =hd, P d =.hd D) P d =hd, P d =hd E) P d =hd, P d =hd g. Şekildeki sistem dengede olmayıp sürtünmesiz olarak hareket edebilen iki piston arasındaki yay gerilmemiş halde duracak şekilde elle tutulmaktadır. Kaplardaki sıvının yoğunluğu d olarak verilmektedir. Kabın şekilde gösterilmemiş yöndeki boyutu da h kadardır. Sistem bu halden serbest bırakılıp, denge durumuna geldiğinde yayın uzunluğunun yarısına indiğine gözlenmiştir. Yay sabiti k nın ifadesi nedir? h k d d h h h h ) h 8 dg ) h dg ) h dg 16 D) h dg E) h dg

4 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI 4. Şekil 1. deki küp şeklindeki kap tabanından 7h yüksekliğine kadar d yoğunluklu sıvı ile doludur. Geri kalan h yüksekliğindeki kesim ise diğer sıvı ile karışmayan d yoğunluklu sıvı ile doludur. u kabı ve köşesi aynı düşey doğrultuya gelecek şekilde döndürürsek (Şekil ) köşesine uygulanan basınç kaç kat değişir? d d D h 7h Şekil D ) 14 1 ) ) Şekil 1 D) 7 8 E) 4. Yukarıdaki sorudaki kabı 4 o lik eğim açısı olan bir eğik düzlemden aşağı serbest kaymaya bırakırsak köşesindeki basınç ne olur? (Yerçekimini g alınız, sistemde hiçbir yerde sürtünme yoktur). g D ) 1 hdg ) 1 1 hdg ) 7 hdg D) 14 hdg E) 14 hdg 4

5 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI. Silindir şekildeki d yoğunluklu cisim, d s =d yoğunluklu sıvının hemen yüzeyinden aşağı bırakılmaktadır. ismin taban alanı 4cm, yüksekliği cm dir. Sıvının bulunduğu kabın taban alanı ise 44cm dir. isim bırakıldığı yükseklikten en fazla kaç cm aşağı iner? d 44 ) ), ) 1 D) E) d s 6. Sepeti ile birlikte kütlesi M olan bir balon helyum ile dolduruluyor. alon 7 kg kütleli bir yolcu bindiğinde, m/sn, iki yolcu bindiğinde, m/sn lik bir ivme ile havalanıyor. Havadaki gazların ortalama molar ağırlıgı 9gr/mol helyumun molar ağırlığı 4gr/mol ve havanın öz kütlesi 1, kg/m olarak verildiğine göre, helyum balonunun hacmi haç m dür? ) 17 ) 19 ) 8 D) 67 E) 7

6 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI 6 7. Şekildeki sistemde ağırlıklı piston üzerine bir m kütlesi konmuştur. u durumda kaptaki gazın basıncı P, hacmi V dır. u m kütlesi üzerine bir m kütlesi V daha eklendiğinde gazın hacmi olmaktadır. Eklenen bu kütlenin üzerine m daha kütle eklenirse gazın hacmi ne olur? (Tüm durumlarda gazın sıcaklığı sabit tutulmaktadır). m g V ) ) V 7 ) V V D) 4 V E) 8. Serbest haldeki uzunluğu h olan yay, şekildeki gibi dengededir. Sistemdeki gazların sıcaklığı iki katına çıkarılıp sıcaklık o derecede sabit tutulursa, sistem dengeye geldiğinde yayın uzunluğu ne olur? P,V P,V 17 1 ) h/ ) h ) h D) h E) h h h h

7 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI 7 9. Isıca yalıtılmış bir kapta bulunan deki suyun içine batırılan bir ısıtıcı suyu ye kadar ısıtmaktadır. Daha fazla ısıtmak için suya 1Wattlık ikinci bir ısıcı batırılmakta ve bu iki ısıtıcı birlikte suyun sıcaklığını ye çıkarmaktadır. irinci ısıtıcı kaç Watt tır? ) 1 ),8 ) 1, D) E) 8 1. aşlangıçta 1cm kenar uzunluğu olan eşkenar üçgen şeklindeki çerçevenin sıcaklığını 1 o artırırsak açısı kaç radyan değişir? Kenarlarının uzama katsayısı λ =. o -1, λ =. o -1, λ =. o -1 dir. (Her kenarın uzunluğunun sıcaklık değişimi ile orantılı olarak değiştiğini varsayınız. u sorunun çözümünde küçük açılar için geçerli olan bağlantıları kullanmanız gerekmektedir). ) 144 ) 14 ) 1 4 D) 14 E) 44 1

8 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI Özdeş ve topları H yüksekliğinden serbest olarak bırakılmaktadırlar. topu, topundan Δt süre önce serbest bırakılmaktadır. topu serbest bırakıldıktan t süre sonra topunun yerden yüksekliğinin topunun yerden yüksekliğinin iki katı olduğu gözlenmiştir. Δt=1s, H=1m, g=1m/s ise t süresi kaç saniyedir? H g ) ) 4 ) 11 D) E) hiçbiri 1. isimler havada serbestçe düşerken sürüklenme kuvveti ağırlıklarına eşit olduğu zaman sabit bir terminal hızı ile düşerler. Sürüklenme kuvveti F; cismin yüzey alanı S ile hızının belirli bir üssünün çarpımına eşittir, yani F=SV n. ynı maddeden yapılmış 1, ve, cm yarıçaplı küresel topların terminal hızları sırası ile 1, m/s ve 4 m/s ise; F=SV n denklemindeki n değeri kaçtır? ), ) 1 ) 1, D), E),

9 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI 9 1. Dairesel bir yörünge üzerinde V= a t ( a =, m/s ) hızı ile hareket eden bir araba hareketine başladıktan sonra dairesel yörüngenin %1 unu kat ettiğinde toplam ivmesi kaç m/s dir? (π= alınız). ),78 m/s ),88 m/s ),94 m/s D) 1,4 m/s E),4 m/s 14. Sürtünmesiz bir eğik düzlemin taban uzunluğu ( = b ) sabit kalmak şartı ile uzunluluğu ( ) ve eğim açısı değişebilmektedir. Eğik düzlemin tepe noktasından bırakılan bir cismin tabana ulaşması için gereken minimum süre nedir? 4b b b b b ) ) ) D) E) g g g g 4g g b

10 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI 1 1. kütleli bir pipet yarısı havada diğer yarısı masa üzerinde olacak m p g biçimde bir masanın kenarında dengede durmaktadır. m s = m p 4 kütleli bir sinek pipetin masa üzerindeki ucuna konduktan sonra pipetin diğer ucuna doğru yürümeye başlıyor. Pipet ile masa arasında sürtünme olmadığına göre sinek diğer uca ulaştıktan sonra ilk sineğin hemen yanına konacak ikinci bir sineğin kütlesi en az ne olmalıdır ki pipetin dengesi bozulsun? l l ) ms 6 ) ms ) ms D) 6 m s 1 E) ms 16. ir duvar düzlemine dik olarak v hızı ile su çarpmaktadır. Çarpan suyun kütlesinin n kadar kısmı her yönde duvara teğet olarak dağılmaktadır. Geri kalan kısmı ise -v yönünde (geriye doğru) sıçramaktadır. Duvarın suya uyguladığı kuvvetin ifadesi nedir? (Suyun yoğunluğunu d ve yüzey alanını çarpmadan önce ve sonra alınız ve yer çekimini ihmal ediniz). ) dv ( -n) ) dv n ) dv (n/) D) dv E) dv n

11 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI Şekilde görülen çubukların kütleleri m =m 1 /, m =m /, m 4 =m / ve çubukların boyu 8L, 4L, L ve L olarak verilmiştir. Dayanak noktaları; çubukların tam üst orta noktasındadır. Her bir yayın yay sabiti k dır. Yatay dengede duran bu sistemde nolu yayın uzama miktarı nedir? m 1 k 1 4 k m m L k k m 4 L g L 4L 4L ) m 1 g m ) 1 m ) 1 m D) 1 m E) 1 18k kg 8kg 16kg kg 18. Yarıçapı R= cm olan metal küresel kabuğun içine yarıçapı r =1 cm olan bir metal top yerleştirilmiştir. Metal top ince bir tel vasıtası ile topraklanmış olup metal kabuk Q= 1x1-8 oulomb değerinde bir yük ile yüklüdür. u durumda metal kürenin elektrik potansiyeli kaç Volt olur? ) 1 ) 1 ) D) E) 7

12 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI Kenar uzunluğu a olan bir kübün her bir köşesine +Q yükleri yerleştirilmiştir. u kübün bir yüzeyinin orta noktasına konacak bir Q yüküne etki edecek olan kuvvetin şiddeti nedir? 8 Q ) 4πε a Q ) 4πε a 8 Q ) 4πε a Q D) 4πε a Q E) 4 4πε a. İç direnci Ohm olan V luk bir doğru akım güç kaynağı ile değerleri 1,, ve 4 Ohm olan dört adet direnç veriliyor. Verilen dirençleri harcanan gücü maksimum yapacak kombinasyonda kullanarak kuracağınız devredeki 1 Ohm luk dirençte harcanan gücü bulunuz. Not: Devredeki iç ve dış dirençler eşit olduğunda dirençlerde harcanan güç maksimum olur. V + - Ω 1Ω Ω Ω 4Ω ),4 ) 1,6 ),8 D) E) 1

13 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI 1 1. Şekilde verilen devrede Ohm değerindeki dirençten geçen akım,1 mper ise, 8 Ohm değerindeki dirençten geçen akım kaç mper olur? 8Ω Ω,1 Α),1 Β), ), D),4 E),6 V Ω Ω 6Ω. İnce metal bir telden yapılmış ve bir kenarının uzunluğu l olan eşkenar üçgenin içine kenarına paralel olacak şekilde her biri bir önceki tel ile köşesinin tam ortasında yani; 1 = 1 = 1 = l olacak şekilde sonsuz sayıda tel konuluyor. l uzunluklu bir telin direnci R ise noktaları arasındaki eşdeğer direnç nedir? ) 1 R D) 17 R ) 1 R 4 E ) 1 R 1 ) R : : : :

14 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI 14. irinci durumda ince bir mercekle bir cismin iki kez büyük ve ters görüntüsü oluşturuluyor. İkinci durumda cisim, merceğe uzaklığı eski uzaklığının yarısı olacak şekilde yaklaştırılıyor. İkinci durumda elde edilen görüntü birinci görüntü ile karşılaştırıldığında; ikinci görüntü için aşağıdaki şıklardan hangisi doğrudur? ) 1,,7 ),,8 ),4,7 D) 1,4,6 E),4, 1) irinci görüntüye göre düzdür ; ) irinci görüntüye göre terstir; ) ynı tarafta ve mercekten eşit uzaklıktadır; 4) Ters tarafta ve mercekten eşit uzaklıktadır; ) 4 kat büyüktür; 6) 4 kat küçüktür; 7) kat büyüktür; 8) kat küçüktür. 4. Şekilde görülen optik sistemde ince yakınsak merceğin odak uzaklığı 1 cm, dışbükey küresel aynanın yarıçapı 4 cm olup, cisim merceğin cm sağında, aynanın ise 6 cm solundadır. Önce aynadan yansıyıp sonra mercekten kırılan ışınların oluşturduğu görüntü ile, önce mercekten kırılıp sonra aynadan yansıyan ışınların oluşturduğu görüntü arasındaki uzaklık kaç cm dir? f=1 cm cm 6 cm R= 4 cm ) ) ) D) E) 1

15 XIII. ULUSL FİZİK OLİMPİYTI / İRİNİ ŞM SINVI 1. ve birbirine paralel ve yere dik durumda iki düzlem aynadır. ir adam dan d 1, den d uzaklığında durmaktadır. u kişinin aynasından iki kez ve aynasından bir kez yansımayla oluşan görüntüsü ile, aynasından iki kez ve aynasından bir kez yansımayla ulaşan görüntüsü arasındaki uzaklık ne kadardır? d d 1 ) (d 1 +d ) ) (d -d 1 ) ) 4d +6d 1 D) 6d 1 +4d E)