Tematy egzaminacyjne z Fizyki

Transkrypt

1 Tematy egzaminacyjne z Fizyki Wektory i skalary 1. Działania na wektorach: dodawanie, odejmowanie, mnożenie wektora przez skalar oraz iloczyn skalarny i wektorowy dwóch wektorów. 2. Podaj przykłady wielkości wektorowych i skalarnych w fizyce; podaj przykłady wielkości wektorowych, które są iloczynem skalarnym lub wektorowym. 3. Rozkład wektora na składowe w zadanych kierunkach, rzut wektora. 4. Pochodna wektora. 5. Wektor położenia we współrzędnych kartezjańskich i biegunowych Dynamika punktu materialnego 6. Co to jest układ inercjalny? Jaki jest związek między prędkością, przyspieszeniem i przebytą drogą w dwóch inercjalnych układach? 7. Zasady dynamiki Newtona. 8. Jakie znasz rodzaje oddziaływań elementarnych? 9. Przykłady sił: ciężkości, naprężenia, nacisku, sprężystości, tarcia i oporu ośrodka. 10. Druga zasada dynamiki jako różniczkowe równanie ruchu. Jak znajdujemy prędkość i położenie cząstki, gdy dana jest siła jako funkcja czasu, prędkości lub położenia? 11. Nieinercjalne układy odniesienia; siły bezwładności. Praca Energia Moc 12. Praca wykonywana przez siłę stałą i zmienną. 13. Moc, moc średnia. 14. Energia kinetyczna. Związek między pracą siły wypadkowej a energią kinetyczną. Pole sił zachowawczych 15. Co to jest pole sił zachowawczych podaj przykłady? 16. Energia potencjalna: związek między pracą w polu sił zachowawczych a energią potencjalną; związek między siłą a energią potencjalną. 17. Zasada zachowania energii mechanicznej w polu sił zachowawczych. 18. Siły niezachowawcze -podaj przykłady; co wtedy dzieje się z energią mechaniczną? Dynamika układu ciał 19. Środek masy: położenie, prędkość, pęd i przyspieszenie środka masy; w jakim przypadku prędkość środka masy układu ciał pozostaje stała? 20. Druga zasada dynamiki dla układu punktów materialnych. 21. Zasada zachowania pędu. 22. Zderzenie sprężyste i doskonale niesprężyste dwóch ciał; wyprowadź wzory na prędkości po zderzeniu dwóch ciał poruszających się wzdłuż jednej prostej.

2 Dynamika ruchu obrotowego bryły sztywnej 23. Co to jest bryła sztywna? Jakimi ruchami może się ona poruszać? 24. Moment bezwładności punktu materialnego, układu punktów oraz bryły sztywnej względem osi; momenty bezwładności: obręczy, walca, pręta. kuli i sfery. 25. Podaj twierdzenie Steinera i przykłady jego zastosowań. 26. Energia kinetyczna w ruchu obrotowym; całkowita energia kinetyczna bryły sztywnej. 27. Moment siły; para sił. 28. Środek ciężkości ciała. Rodzaje równowagi ciała. 29. Moment pędu ciała; moment pędu w ruchu obrotowym względem osi. 30. Druga zasada dynamiki Newtona w ruchu obrotowym; druga zasada dynamiki względem nieruchomej osi. 31. Zasada zachowania momentu pędu: dla ciała bądź ciał wirujących wokół nieruchomej osi, dla ciała poruszającego się w polu siły centralnej. 32. Efekt żyroskopowy. 33. Statyka. Grawitacja 34. Pole grawitacyjne; pole grawitacyjne przy powierzchni Ziemi. 35. Praca i energia potencjalna w ogólnym polu grawitacyjnym; kiedy możemy korzystać ze wzoru na energię potencjalną w postaci Ep=mgh. 36. Prędkości kosmiczne. 37. Pole grawitacyjne jako pole sił centralnych; prędkość polowa i moment pędu; zasada zachowania momentu pędu w polu sił centralnych. 38. Prawa Keplera. Drgania harmoniczne i fale mechaniczne 39. Ruch harmoniczny (parametry ruchu); siła w ruchu harmonicznym; równanie różniczkowe drgań. 40. Przykłady drgań harmonicznych: ciężarek na sprężynie, wahadło matematyczne i fizyczne; inne przykłady. 41. Energia potencjalna drgań harmonicznych; zasada zachowania całkowitej energii w ruchu harmonicznym. 40. Przybliżenie małych drgań; anharmonizm. 41. Składanie drgań równoległych o jednakowych częstościach i przesuniętych w fazie oraz drgań o różnych częstościach. 42. Drgania tłumione; logarytmiczny dekrement tłumienia; energia drgań. 43. Drgania wymuszone; zjawisko rezonansu, przykłady. 44. Podstawowe parametry fal i ich rodzaje. 45. Równanie falowe. 46. Prędkość rozchodzenia się fal sprężystych w różnych ośrodkach. 47. Energia i natężenie fali w ośrodku sprężystym. 48. Interferencja i dyfrakcja fal. 49. Fale stojące. 50. Akustyka.

3 Termodynamika 51. Podstawowe wielkości stosowane przy opisie układu termodynamicznego. 52. Zerowa zasada termodynamiki; definicja temperatury. 53. Mechanizmy przekazywania ciepła; bilans cieplny. 51. Pierwsza zasada termodynamiki. 54. Gaz idealny- kiedy gaz rzeczywisty możemy traktować jako idealny; równanie stanu gazu - idealnego i rzeczywistego. 55. Przemiany stanu gazu doskonałego; pierwsza zasada termodynamiki w poszczególnych przemianach gazowych. 56. Wykaż, że dla gazu idealnego cp > cv (Cp > Cv ); wyprowadź równanie Mayera. 57. Podstawowy wzór teorii kinetycznej gazów; związek między średnią energią ruchu postępowego cząsteczek a temperaturą. 58. Stopnie swobody cząsteczki; ile stopni swobody ma cząsteczka jedno- dwutrój- i więcej atomowa 59. Zasada ekwipartycji energii. Zależność energii gazu idealnego od ilości stopni swobody cząsteczek i temperatury; zależność ciepła molowego od temperatury. 60. Rozkład Maxwella; prędkości: najbardziej prawdopodobna średnia i średnia kwadratowa. 61. Rozkład Boltzmanna; wzór barometryczny. 62. Cykle termodynamiczne; Cykl Carnota; druga zasada termodynamiki. 63. Procesy odwracalne i nieodwracalne; pojęcie entropii, druga zasada termodynamiki wyrażona przez zmiany entropii. 64. Statystyczna interpretacja entropii. Pole elektrostatyczne 65. Wielkości charakteryzujące to pole: natężenie pola i potencjał. Związek między natężeniem pola i potencjałem. 66. Praca przy przenoszeniu ładunek q w polu ładunku punktowego ładunku Q oraz w polu jednorodnym. 66. Ruch cząstki w jednorodnym polu elektrycznym. 67. Jak charakteryzujemy pole elektryczne (elektrostatyczne) za pomocą lini (sił) pola? Co to są powierzchnie ekwipotencjalne? 68. Prawo Gaussa dla pola elektrycznego. Kiedy możemy korzystać z prawa Gaussa przy obliczaniu natężenia pola? 69. Jak zależy natężenie i potencjał pola elektrostatycznego od odległości od środka jednorodnie naładowanej powierzchni kulistej? 70. Jak zależy natężenie i potencjał pola elektrycznego od odległości od nieskończonej jednorodnie naładowanej płaszczyzny? 71. Pole elektryczne w naładowanym kondensatorze; pole elektryczne w kondensatorze z dielektrykiem? Pole magnetyczne 72. Co to jest pole magnetyczne; jak ono powstaje? 73. Prawa pozwalające znaleźć indukcję pola magnetycznego wokół przewodników z prądem: prawo Biota-Savarta i Ampere a.

4 74. Indukcja magnetyczna od odległości r od nieskończenie długiego przewodnika z prądem? 75. Indukcja pola magnetycznego wewnątrz (nieskończenie długiego) solenoidu? 76. Jaka siła działa na ładunek w polu magnetycznym? Jaka siła działa na przewodnik z prądem? 77. Siła oddziaływania między przewodami w których płyną prądy? Definicja ampera. 78. Ruch ładunku w jednorodnym polu magnetycznym. Indukcja elektromagnetyczna i fale elektromagnetyczne 79. Kiedy powstaje siła elektromotoryczna indukcji? Jaki jest kierunek powstającej SEM? 80. Na czym polega zjawisko samoindukcji. Indukcyjność solenoidu. 81.Wirowe pole elektryczne i równania Maxwella. 82.Wytwarzanie fal elektromagnetycznych. Elektromagnetyczna monochromatyczna fala płaska. Natężenie fali. 83. Przegląd widma fal elektromagnetycznych. Mechanika relatywistyczna 84. Transformacje Galileusza i transformacje Lorentza. Wymień niezmienniki transformacji Galileusza i Lorenza. 85. Dlaczego zdarzenia równoczesne w jednym układzie inercjalnym nie musza być równoczesne w drugim? 86. Jak należy rozumieć relatywistyczne skrócenie długości? 87. Co to jest dylatacja czasu? Co to jest czas własny? 88. Relatywistyczne dodawanie prędkości. 89. Co to jest relatywistyczna masa cząstki. Czy istnieją cząstki bezmasowe? Pęd relatywistyczny. Jaką postać ma druga zasada dynamiki w mechanice relatywistycznej? 90. Co to jest energia relatywistyczna energia kinetyczna, energia spoczynkowa i całkowita; jaki jest związek między masą i energią; jaka jest zależność energii od pędu cząstki o masie m w przypadku relatywistycznym? Elementy mechaniki kwantowej 91. Zjawisko fotoelektryczne; równanie Einsteina. 92. Efekt Comptona; fotony i ich własności. 93. Fale materii ; doświadczenie C.J.Davissona i L.H.Germera. 94. Eksperyment z dwiema szczelinami (doświadczenie Younga) dla fotonów lub cząstek. 95. Stojące fale materii; przykłady: cząstka w jamie (studni) potencjału, kwantowanie energii elektronu w atomie wodoru, model Bohra. 96. Zasada nieoznaczoności Heisenberga: dla pędu i położenia, dla energii i czasu. 97. Przejście cząstki przez barierę potencjału; przykłady. Fizyka jądrowa 98. Jądro atomowe: składniki i wielkości charakteryzujące jądro atomowe.

5 99. Siły jądrowe, oddziaływanie silne Energia wiązania jądra; stabilność jąder Promieniotwórczość: prawo rozpadu, czas połowicznego zaniku Typy rozpadów promieniotwórczych: rozpad mechanizm rozpadu; rozpad i + pod wpływem oddziaływania słabego; rozpad szeregi promieniotwórcze Reakcje jądrowe; syntezy i rozszczepienia jąder, cykl p p na Słońcu. Przykładowe pytania egzaminacyjne- mogą mieć postać: A. Pytań bazujących na powyższych tematach egzaminacyjnych. B. Pytań sprawdzających rozumienie podstawowych praw i zjawisk fizycznych. C. Krótkich zadań sprawdzających umiejętność zastosowania podstawowych wzorów fizycznych. D. Pytań testowych (odpowiedzi A, B, C, D), gdzie wymagane jest podanie właściwej odpowiedzi oraz jej uzasadnienie. E. Przy poprawie na wyższą ocenę mogę prosić o wyprowadzenie niektórych wzorów. Poniżej podaję przykłady pytań dotyczących punktów: A, B, C, D. 1) Opisz przedstawienie wielkości wektorowej w kartezjańskim układzie współrzędnych a) Co to są wersory układu współrzędnych, składowe wektora b) Podaj, w jaki sposób dodajemy i odejmujemy wektory zapisane w kartezjański układzie współrzędnych c) Zdefiniuj pochodną wektora zapisanego w kartezjańskim układzie współrzędnych 2) Zdefiniuj oraz podaj własności iloczynu skalarnego dwu wielkości wektorowych. Podaj przykład wielkości wyrażającej się jako iloczyn skalarny dwu wielkości wektorowych. Podaj wyrażenie na ten iloczyn 3) Zdefiniuj oraz podaj własności iloczynu wektorowego dwu wektorów. Podaj przykład wielkości wyrażającej się jako iloczyn wektorowy dwu wielkości wektorowych. Podaj wyrażenie na ten iloczyn. 4) Ciało o masie m porusza się po torze krzywoliniowym. Jego położenie, w kartezjańskim układzie współrzędnych, opisane jest wektorem wodzącym r( t) at 2ˆ i sin( bt) ˆj, gdzie a i b są pewnymi stałymi: a) Zdefiniuj wektory prędkości i przyspieszenia w ruchu krzywoliniowym i wyznacz je dla ruchu tego ciała. b) Wyznacz zależność od czasu wektora siły działającej na to ciało. 5) Sformułuj zasady dynamiki dla ruchu postępowego oraz wyjaśnij: a) Jaki warunek musi być spełniony, aby ciało poruszało się ruchem o stałym wektorze prędkości b) W jaki sposób możemy zmienić wektor pędu ciała. Podaj odpowiednią zależność. c) Jaki warunek musi być spełniony, aby ciało pozostawało w równowadze 6) Przedstaw zastosowanie II zasady dynamiki do wyjaśnienia własności dowolnie wybranego zjawiska fizycznego np. rzutu ukośnego 7) Wyjaśnij dlaczego w rzucie pionowym nie zmienia się składowa pozioma prędkości 8) Przedstaw własności rzutu poziomego: zależność prędkości i położenia od czasu, zasięg rzutu, maksymalna wysokość 9) Przedstaw zastosowanie III zasady dynamiki do wyjaśnienia własności dowolnie wybranego zjawiska fizycznego 10) Wyjaśnij na dowolnym przykładzie, co to są układy nieinercjalne 11) Przedstaw własności siły tarcia statycznego

6 12) Zdefiniuj wektor położenia środka masy układu punktów materialnych. Wyprowadź zależność od czasu jego prędkości i przyspieszenia 13) Zdefiniuj wektor pędu układu ciał oraz a) Sformułuj zasadę zachowania pędu dla układu ciał b) Korzystając z III zasady dynamiki wyprowadź zasadę zachowania pędu dla układu składającego się z dwu ciał c) Na przykładzie układu składającego się z dwu ciał wykaż, że siły wewnętrzne nie zmieniają pędu układu d) Przedstaw zastosowanie zasady zachowania pędu w celu wyjaśnienia własności wybranego zjawiska, np. zjawiska odrzutu 14) Dwa ciała poruszają się ze stałą prędkością po tym samym torze prostoliniowym. Wyjaśnij, dlaczego po ich zderzeniu nie może być tak, że jedno z nich dalej poruszać się będzie po tym samym torze, a drugie po torze nachylonym pod pewnym kątem do pierwotnego toru. 15) Samochód jedzie na zakręcie w kształcie okręgu. Wyjaśnij jakie siły zakrzywiają ten tor i jak się one wyrażają poprzez promień tego okręgu 16) Podaj jak obliczamy pracę siły i jaki jest związek pomiędzy pracą a zmianą energii potencjalnej w przypadku sił zachowawczych. 17) Wyjaśnij co to są pola sił zachowawczych (potencjalnych). Podaj przykład takiego pola 18) Wyprowadź wzór na pracę sił sprężystości w przypadku ruchu wzdłuż prostej 19) Zdefiniuj moment bezwładności dla układu punktów materialnych. Sformułuj twierdzenie Steinera 20) Wyprowadź wzór na energię kinetyczną bryły sztywnej, związaną z jej ruchem obrotowym wokół sztywno zamocowanej osi. 21) Zdefiniuj moment siły i podaj jego własności 22) Zdefiniuj momentu pędu dla punktu materialnego oraz układu punktów. 23) Sformułuj II zasadę dynamiki dla ruchu obrotowego bryły sztywnej obracającej się względem sztywno zamocowanej osi. Na dowolnym przykładzie omów zastosowanie II zasady dynamiki do opisu własności ruchu obrotowego 24) Sformułuj zasadę zachowania momentu pędu. Omów zjawisko, którego własności wyjaśniane są z wykorzystaniem tej zasady 25) Uzasadnij, że tor ruchu Ziemi w jej ruchu dookoła Słońca jest torem płaskim ( torem leżącym w jednej płaszczyźnie) 26) Wyjaśnij dlaczego w doświadczeniu z obracającym się kołem rowerowym, oś obrotu wykonywała ruch obrotowy w płaszczyźnie poziomej 27) Ciało wychylono z położenia równowagi trwałej i puszczono swobodnie. Opisz własności tego ruchu w przypadku braku sił oporu i siły wmuszającej: a) Wyprowadź równanie różniczkowe tego ruchu oraz podaj jego rozwiązanie b) Podaj własności tego ruchu. Jak nazywamy taki ruch? 28) Wyprowadź równanie na okres wahadła fizycznego i matematycznego 29) Ciało wychylono z położenia równowagi trwałej i puszczono. Opisz własności tego ruchu w przypadku działania siły oporu proporcjonalnej do prędkości i braku siły wmuszającej: a) Wyprowadź równanie różniczkowe tego ruchu oraz podaj jego rozwiązanie dla małych tłumień b) Podaj własności tego ruchu. Jak w takim ruchu zmienia się energia całkowita ciała? 30) Na układ (np. zamocowana dwustronnie deska) działa siła okresowa postaci: F( t) F0 cos( t). Przedstaw zachowanie się układu w zależności od częstości siły wymuszającej. 31) Przedstaw istotę i parametry ruchu falowego. Wyprowadź równanie monochromatycznej fali płaskiej

7 32) Na dowolnym przykładzie uzasadnij, że fala przenosi energię. Wyjaśnij od jakich parametrów zależy gęstość energii przenoszonej przez falę 33) Wyjaśnij, co rozumiemy pod pojęciem Interferencja fal. Wyprowadź i omów warunki na powstanie maksimów i minimów powstałych w wyniku interferencji fal emitowanych z dwu źródeł 34) Wyjaśnij co to są i w jakich warunkach powstają dudnienia. Wyprowadź ich równanie i podaj ich własności 35) Fale stojące: a) Omów warunki powstania i własności fali stojącej. b) Wyprowadź wzór na położenie węzłów fali stojącej i odległości między nimi c) Jak zmieni się i dlaczego długość fali stojącej powstającej w jednostronnie zamocowanym pręcie, gdy również unieruchomimy jego drugi koniec 1) Przedstaw wyjaśnienie Einsteina dotyczące własności efektu fotoelektrycznego. 2) Uzasadnij, że dlaczego nie każda długość fali elektromagnetycznej generuje fotoprąd? 3) Opisz efekt Comptona i wyjaśnij, dlaczego długość fali ugiętej (rozproszonej) musi być większa od długości fali padającej. 4) Przedstaw hipotezę de Broglie'a dotyczącą fal materii 5) Wyjaśnij, korzystając z hipotezy de Broglie'a, wynik doświadczenia C.J.Davissona L.G.Germera dotyczącego rozpraszania elektronów na powierzchni Ni 6) Przedstaw zasadę nieoznaczoności Heisenberga i jej interpretacje 7) Korzystając z fal materii uzasadnij postulat Bohra, że elektron może znajdować się jedynie na takich orbitach dla których jego moment pędu jest całkowitą wielokrotnością h/ 2p 8) Wyjaśnij na czym polega zjawisko tunelowania. Podaj przykład takiego zjawiska 9) Przedstaw model oddziaływania jądrowego 10) Przedstaw standardowy model budowy materii 11) W oparciu o model oddziaływania słabego wyjaśnij emisję elektronów i pozytonów z jąder atomowych 12) Wymień oddziaływania elementarne i przedstaw model i ich własności 13) Wyjaśnij jak może być budowa hadronów Praca siły a) Zdefiniuj pracę siły stałej i zmiennej; przedstaw ją na wykresie. b) Blok o masie m jest przesuwany po poziomej powierzchni prostoliniowo na odległość s, pod działaniem siły F skierowanej pod kątem do poziomu. Współczynnik tarcia między blokiem a powierzchnią wynosi. Oblicz pracę: i) siły F, ii) siły ciężkości oraz iii) siły tarcia. Energia kinetyczna bryły sztywnej a) Bryła sztywna o momencie bezwładności I obraca się wokół ustalonej osi z prędkością kątową. Wyprowadź wzór na jej energię kinetyczną korzystając ze wzoru na energie kinetyczne pojedynczych punktów materialnych (tworzących tę bryłę sztywną). b) Staczające się z równi pochyłej ciało uzyskuje w stosunku do ciała zsuwającego się bez tarcia prędkość A. mniejszą. B. dokładnie taką samą. C. większą. D. większą lub mniejszą, co zależy od wartości momentu bezwładności staczającego się ciała.

8 Siła grawitacji Które z podanych wielkości fizycznych (odpowiedź uzasadnij) nie zmieniają się w ruchu orbitalnym planet wokół Słońca: moment pędu, odległość od Słońca, prędkość, sama wartość prędkości, pęd, energia kinetyczna, potencjalna czy energia całkowita? Entropia a) Przedstaw definicje entropii : statystyczną i fenomenologiczną. b) Adiabatycznie izolowany zbiornik z wodą przedzielony jest nieprzepuszczającą ciepła przegrodą. W jednej części zbiornika znajduje się woda o masie 1kg temperaturze 0º C a w drugiej masie 1kg temperaturze 100º C. Po usunięciu przegrody ciepła woda miesza się z zimną, do wyrównania się ich temperatur-50º C. Oblicz zmianę entropii przy wyrównywaniu się temperatur. Ciepło właściwe wody 4200 J/(kgK). Interferencja fal a) Wyprowadź i omów warunki na powstanie maksimów i minimów powstałych w wyniku interferencji fal emitowanych z dwu źródeł b) Dwa głośniki G1 i G2 są podłączone do tego samego generatora sygnału harmonicznego (sinusoidalnego) o częstotliwości 2200 Hz. Głośniki ustawiono w odległości 1,7 m od siebie, a mikrofon w punkcie B jak na rysunku. Zestaw znajduje się w powietrzu, w którym prędkość dźwięku wynosi 340 m/s. Głośniki i mikrofon są bardzo małe.. Wykaż, czy efektem nałożenia na siebie fal dźwiękowych w B jest ich wzmocnienie czy osłabienie. Środek masy układ N punktów materialnych. Zdefiniuj środek masy układu punktów materialnych oraz sformułuj i omów zasady dynamiki dla układu punktów materialnych. a) Na rysunku przedstawiono, w układzie współrzędnych x, y (współrzędne na rysunku podano w metrach ułożenie czterech punktów o jednakowej masie równej 1kg. Wyznacz położenie środka masy tego układu b) Sternik o masie m stoi na pokładzie niezacumowanej żaglówki o masie M i długości l, nieruchomo spoczywającej na powierzchni jeziora. Sternik rozpoczyna spacer po pokładzie z prędkością v w względem żaglówki przechodząc od jej przodu na rufę. Jak daleko względem brzegu przemieści się żaglówka, a jak sternik? Twierdzenia Steinera Cienką obręcz z drutu o masie m =100g i promieniu R=5cm zawieszono na poziomym gwoździu (rysunek) i wprawiono w małe drgania w płaszczyźnie pionowej. a) Korzystając z definicji momentu bezwładności i twierdzenia Steinera znajdź moment bezwładności obręczy względem osi obrotu. b) Znajdź okres małych drgań obręczy. Anihilacja Jaka energia wydzieli się przy anihilacji 1mg materii i antymaterii? Jaką objętość wody można by doprowadzić od temperatury 20ºC do wrzenia (ciepło właściwe wody wynosi 4200 J/(kg ºC).

9 Rozkład Maxwella Na osi pionowej odłożono liczbę cząsteczek azotu N przypadających na jednostkowy przedział prędkości v, których wartości prędkości leżą w przedziale od v do v + v. Wykresy wykonano dla trzydziestu milionów cząsteczek gazu. a) Znajdź (w przybliżeniu) prędkości: najbardziej prawdopodobną średnią i średnią kwadratową gazu. b) Znajdź (w przybliżeniu) temperaturę gazu (masa molowa azotu M=28g/mol) a także jego energię wewnętrzną. c) Znajdź (w przybliżeniu) ilość cząstek azotu mających prędkości w przedziale od 700 do 100 m/s. Przemiany gazu Wykres przedstawia zależność objętości od temperatury dla stałej masy gazu doskonałego. Stanowi gazu o najwyższym ciśnieniu odpowiada punkt A. 4. B. 3. C. 1. D v [m/s] 8. Efekt fotoelektryczny a) Opisz efekt fotoelektryczny i podaj jego wyjaśnienie podane przez A. Einsteina. b) Katoda fotokomórki oświetlana jest wiązką promieniowania laserowego o długości fali 330 nm. Wiedząc, że napięcie hamowania wynosi elektronów w fotokomórce wynosi 1V można znaleźć pracę wyjścia elektronów z katody fotokomórki. Wynosi ona A. 2,3 ev. B. 4,6 ev C. 1,8 ev. D. 3,6 ev. N/ v Co to są pasma energetyczne w ciałach stałych? Opierając się na pojęciu pasm energetycznych omów podział ciał stałych na metale, półprzewodniki i izolatory. Okres połowicznego zaniku dla izotopu sodu wynosi 15 godzin. Z jednego grama substancji po 45 godzinach pozostanie A. 1/5g. B. 1/3g. C. 1/8g. D. 1/2g. 24 Na 11 Co to jest energia wiązania jąder oraz energia wiązania jąder na jeden nukleon oraz kiedy mamy do czynienia z reakcjami rozszczepiania a kiedy syntezy jąder? Na rysunku obok przedstawiono poziomy energetyczne n, oraz odpowiadające im energie En, cząstki znajdującej się w jednowymiarowej nieskończenie głębokiej studni potencjału o szerokości l. Funkcja falowa cząstki ma postać fali stojącej, której długość zależy od numeru poziomu n zgodnie ze wzorem A. nl /2. B. l. C. 2nl. D. 2n 2l. n E E 3 E 2 E 1 0 n 3 n 2 n 1 l X Omów kwantowo-mechaniczny efekt tunelowy (przejście cząstki przez barierę potencjału); podaj przykłady jego występowania. Dlaczego efekt ten nie występuje w świecie makroskopowym?

10 1. Samochód jedzie po łuku drogi bez poślizgu. Tor zakrzywia: : A) składowa pozioma siły grawitacji. B) siła tarcia kinetycznego. C) siła tarcia statycznego. D) działająca na samochód siła odśrodkowa 2. Siła z jaką Słońce przyciąga Ziemię jest: A) większa od siły z jaka Ziemia przyciąga Słońce, bo Słońce ma większą masę. B) równa sile z jaka Ziemia przyciąga Słońce. C) większa od siły z jaka Ziemia przyciąga Słońce, bo Słońce więcej waży. D) jest mniejsza od siły z jaka Ziemia przyciąga Słońce, bo część tej siły zakrzywia tor Ziemi. 3. Tocząca się po podłodze stalowa kula uderza prostopadle o ścianę i odbija się od niej doskonale sprężyście. W wyniku zderzenia: A) wartość pędu kuli uległa zwiększeniu w wyniku działania siły odbicia. B) wartość pędu kuli uległa zmniejszeniu w wyniku działania siły odbicia C) wartość pędu kuli nie uległa zmianie D) zmiana pędu kuli wynosi zero. 4. Chłopiec stojący na wrotkach rzuca poziomo przed siebie kulę. Praca wykonana przez niego podczas rzutu, przy pominięciu sił oporu, jest równa: A) energii kinetycznej uzyskanej przez kulę. B)różnicy energii kinetycznych uzyskanych przez chłopca i kulę. D) zero, gdyż siły nadające prędkość chłopcu i kuli są równe co do wartości, lecz mają przeciwne kierunki. D) sumie energii kinetycznych uzyskanych przez chłopca i kulę. 5. Na obrotowym krześle obracającym się bez tarcia z prędkością kątową w siedzi człowiek trzymając w każdej dłoni po ciężarku o masie m. W czasie rozchylania rąk prędkość kątowa człowieka z krzesłem: A) pozostanie niezmienna, bo nie działają żadne siły zewnętrzne. B) wzrośnie, bo człowiek wykona pracę odpychając od siebie ciężarki. C) zmalej, bo wzrośnie jego moment bezwładności. D) wzrośnie bo siłą odśrodkowa wykona pracę na układem. 6. Ciało wykonuje drgania nietłumione wokół położenia równowagi trwałej. Suma energii kinetycznej ciała i jego energii potencjalnej jest : A) taka sama w każdej chwili. B) funkcją okresową czasu. C) funkcją okresową położenia. D) ma największą wartość w punkcie maksymalnego wychylenia. 7. Jeden z końców pręta o długości L zamocowano w ścianie, pozostawiając drugi swobodnym. W tak zamocowanym pręcie maksymalna długość fali stojącej ma długość: A) 0.5 L. B) L. C) 2L. D) 4L. 8. Masa protonu jest około 1840 razy większa od masy elektronu. Jeżeli w polu elektrycznym elektron i proton uzyskają takie same prędkości to długość fali de Broglie a będzie: A) mniejsza dla protonu, bo ma on większą masę. B) większa dla protonu, bo ma on większą masę. C) jednakowa dla obu cząstek, bo prędkości są jednakowe. D) mniejsza dla elektronu, bo ma on mniejszą masę. 9. W zjawisku fotoelektrycznym wiązka światła o częstości n padając na powierzchnię metalu (katodę) powoduje emisję elektronów. Maksymalna energia kinetyczna emitowanych elektronów zależy od: A) częstotliwości światła B) natężenia oświetlenia. C) liczby fotonów padających na katodę. D) liczby elektronów emitowanych przez katodę 10. Z własności falowych cząstki w kwantowej studni potencjału wynika, że : A) nie może mieć ona energii całkowitej równej zeru, B) musi mieć energię całkowitą mniejszą od zera, B) na granicach studni amplituda jej funkcji falowej musi być większa od zera D) energia cząstki może być dowolna.

11 11. Neutron zbudowany jest z: A) trzech kwarków dziwnych, B) trzech kwarków górnych, C) trzech kwarków dolnych, D) dwu kwarków dolnych i jednego górnego 12. Zasada nieoznaczoności Heisenberga dla pędu i położenia stwierdza, że: A) im dokładniej ustalimy wartość pędu cząstki, tym mniej dokładnie znamy jej położenie. B) im dokładniej ustalimy wartość pędu cząstki tym, dokładniej znamy jej położenie. C) Dokładność wyznaczenia pędu cząstki zależy wyłącznie od dokładności użytych przyrządów. D) nie ma związku pomiędzy dokładnościami ustalenia wartości pędu i położenia cząstki. 13. Zgodnie z postulatem Bohra długość pierwszej orbity w atomie wodoru : A) jest dowolna, B) jest całkowitą wielokrotnością stałej Plancka podzielonej przez pęd elektronu C) całkowitą wielokrotnością momentu pędu elektronu, D) całkowitą wielokrotnością pędu elektronu 1. Iloczyn skalarny dwóch wektorów o różnej długości, ale prostopadłych do siebie jest równy A) zeru. B) iloczynowi ich długości. C) pierwiastkowi kwadratowemu z iloczynu ich długości. D) pierwiastkowi kwadratowemu z iloczynu ich długości pomnożonemu przez wektor jednostkowy kierunku. 2. W kartezjańskim układzie współrzędnych wyznaczonym na płaszczyźnie stołu, narysowano pewien niezerowy wektor A. Iloczyn skalarny tego wektora i wersora osi OX jest równy zero. Oznacza to, że: A) długość wektora A jest równa zero. B) długość wersora jest równa zero. C) wektor A jest równoległy do osi OY. D) wektor A jest równoległy do osi OX. 3. Samochód jedzie po łuku drogi bez poślizgu. Tor zakrzywia: A) składowa pozioma siły grawitacji. B) siła tarcia kinetycznego. C) siła tarcia statycznego. D) działająca na samochód siła odśrodkowa. 4. Książka leży na stole, tak że część książki wystaje poza krawędź stołu. Książka nie spada ze stołu ponieważ: A) środek ciężkości książki leży w obszarze blatu stołu. B) siła tarcia książki o stół jest większa od ciężaru książki. C) blat stołu jest płaski. D) siła reakcji stołu jest większa od siły ciężkości książki. 5. Siła z jaką Słońce przyciąga Ziemię jest: A) większa od siły z jaka Ziemia przyciąga Słońce, bo Słońce ma większą masę. B) równa sile z jaka Ziemia przyciąga Słońce. C) większa od siły z jaka Ziemia przyciąga Słońce, bo Słońce więcej waży. D) jest mniejsza od siły z jaka Ziemia przyciąga Słońce, bo część tej siły zakrzywia tor Ziemi. 6. Tocząca się po podłodze stalowa kula uderza prostopadle o ścianę i odbija się od niej doskonale sprężyście. W wyniku zderzenia: A) wartość pędu kuli uległa zwiększeniu w wyniku działania siły odbicia. B) wartość pędu kuli uległa zmniejszeniu w wyniku działania siły odbicia C) wartość pędu kuli nie uległa zmianie D) zmiana pędu kuli wynosi zero. 7. Chłopiec stojący na wrotkach rzuca poziomo przed siebie kulę. Praca wykonana przez niego podczas rzutu, przy pominięciu sił oporu, jest równa: A) energii kinetycznej uzyskanej przez kulę. B)różnicy energii kinetycznych uzyskanych przez chłopca i kulę. D) zero, gdyż siły nadające prędkość chłopcu i kuli są równe co do wartości, lecz mają przeciwne kierunki. D) sumie energii kinetycznych uzyskanych przez chłopca i kulę. 8. Na obrotowym krześle obracającym się bez tarcia z prędkością kątową siedzi człowiek trzymając w każdej dłoni po ciężarku o masie m. W czasie rozchylania rąk prędkość kątowa człowieka z krzesłem: A) pozostanie niezmienna, bo nie działają żadne siły zewnętrzne. B) wzrośnie, bo człowiek wykona pracę odpychając od

12 siebie ciężarki. C) zmaleje, bo wzrośnie jego moment bezwładności. D) wzrośnie bo siłą odśrodkowa wykona pracę na układem. 9. Ciało wykonuje drgania swobodne wokół położenia równowagi trwałej. Suma energii kinetycznej ciała i jego energii potencjalnej jest: A) taka sama w każdej chwili. B) funkcją okresową czasu. C) funkcją okresową położenia. D) ma największą wartość w punkcie maksymalnego wychylenia. 10. Ciało wykonuje drgania harmoniczne tłumione. Częstość jego drgań : A) rośnie wraz ze wzrostem współczynnika tłumienia. B) maleje wraz ze wzrostem współczynnika tłumienia. C) jest niezależna od współczynnika tłumienia. D) malej proporcjonalnie do wartości amplitudy. 11. Jeden z końców pręta o długości L zamocowano w ścianie, pozostawiając drugi swobodnym. W tak zamocowanym pręcie maksymalna długość fali stojącej ma długość: A) 0.5 L. B) L. C) 2L. D) 4L. 12. Gdy jeden z końców pręta o długości L zamocowano w ścianie, pozostawiając drugi swobodnym, w pręcie powstała fala stojąca o częstotliwości podstawowej f Zamocowanie drugiego końca: A) nie zmieniło częstotliwości fali, lecz zwiększyło jej amplitudę. B) nie zmieniło częstotliwości fali, lecz zwiększyło jej natężenie. C) spowodowało zwiększenie częstotliwości fali. D) spowodowało zmniejszenie częstotliwości fali. 13. W czasie rzutu ukośnego ciało porusza się po torze krzywoliniowym w którym przyspieszenie wypadkowe ciała jest: A) zawsze prostopadłe do ziemi, B) zawsze prostopadłe do toru. ruchu, C) zawsze styczne do toru ruchu D) w fazie wznoszącej toru jest skierowane ku górze, a w fazie opadającej ku dołowi.