MATERIAŁ WICZENIOWY Z FIZYKI I ASTRONOMII

Transkrypt

1 Miejsce na naklejk MFA-P1 MATERIAŁ WICZENIOWY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdajcego 1. Sprawd, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 16 stron (zadania 1 21). Ewentualny brak zgło przewodniczcemu zespołu nadzorujcego egzamin. 2. Rozwizania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy kadym zadaniu. 3. W rozwizaniach zada rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzcy do ostatecznego wyniku oraz pamitaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Uywaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie uywaj korektora, a błdne zapisy wyranie przekrel. 6. Pamitaj, e zapisy w brudnopisie nie podlegaj ocenie. 7. Podczas egzaminu moesz korzysta z karty wybranych wzorów i stałych fizycznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swoj dat urodzenia i PESEL. 9. Zaznaczajc odpowiedzi w czci karty przeznaczonej dla zdajcego, zamaluj pola do tego przeznaczone. Błdne zaznaczenie otocz kółkiem i zaznacz właciwe. 10. Tylko odpowiedzi zaznaczone na karcie bd oceniane. yczymy powodzenia! STYCZE 2010 Za rozwizanie wszystkich zada mona otrzyma łcznie 50 punktów Wypełnia zdajcy przed rozpoczciem pracy PESEL ZDAJCEGO KOD ZDAJCEGO

2 2 ZADANIA ZAMKNITE W zadaniach od 1. do 10. wybierz i zaznacz na karcie odpowiedzi jedn poprawn odpowied. Zadanie 1. (1 pkt) Rozpatrujemy trzy procesy: zaobserwowane przez astronomów zderzenie galaktyk, zderzenie samochodów w wypadku drogowym, zderzenie czsteczek gazu rzeczywistego. Zasada zachowania pdu jest spełniona A. tylko w zderzeniu galaktyk i samochodów. B. tylko w zderzeniu samochodów i czsteczek. C. tylko w zderzeniu galaktyk i czsteczek. D. w kadym przypadku. Zadanie 2. (1 pkt) Rysunek przedstawia schemat działania pewnego urzdzenia. Wiadomo, e jest to rzeczywiste urzdzenie pracujce cyklicznie. Sporód zda dotyczcych tego urzdzenia fałszywym jest stwierdzenie, e A. jest to silnik cieplny o sprawnoci 40%. B. jest to silnik cieplny oddajcy 60% pobranego ciepła. C. entropia układu złoonego z urzdzenia i jego otoczenia ronie. D. entropia układu złoonego z urzdzenia i jego otoczenia maleje. Zadanie 3. (1 pkt) W obwodach scalonych wykorzystuje si przede wszystkim własnoci A. dielektryków. B. ferromagnetyków. C. półprzewodników. D. nadprzewodników. W= 320J C Q p = 800J Q 0d = 480J 20 0 C Zadanie 4. (1 pkt) wiatło odbite od mokrej powierzchni czsto olepia patrzcego nie pozwalajc na zauwaenie obiektów znajdujcych si przed nami (na przykład wiatło reflektorów nadjedajcego z przeciwka samochodu lub słoce odbijajce si od tafli jeziora). W tym celu stosuje si specjalne okulary eliminujce wiatło odbite. W okularach tych wykorzystuje si zjawisko A. dyfrakcji wiatła. B. odbicia wiatła. C. polaryzacji wiatła. D. załamania wiatła.

3 Zadanie 5. (1 pkt) Nie mona wykaza falowej natury obiektów makroskopowych, poniewa A. czstki o masie spoczynkowej rónej od zera nie maj właciwoci falowych. B. długoci fal,odpowiadajcych takim obiektom s znacznie mniejsze od ich rozmiarów. C. nie pozwala na to zasada nieoznaczonoci. D. prawa mechaniki kwantowej nie s spełnione w mechanice klasycznej 3 Zadanie 6. (1 pkt) Dokocz zdanie: Słoce.. A. jest gwiazd cigu głównego. B. jest zbudowane w około 99% z wodoru. C. znajduje si w centrum Galaktyki. D. zostanie gwiazd neutronow. Zadanie 7. (1 pkt) Obraz widziany w gładkiej kulistej bombce choinkowej jest prosty i pomniejszony A. zawsze, poniewa bombka jest zwierciadłem rozpraszajcym. B. tylko w odniesieniu do przedmiotów wikszych nirednica bombki. C. tylko w odniesieniu do przedmiotów, znajdujcych si dalej nirednica bombki. D. Tylko, gdy ogldamy j z odległoci wikszych nirednica bombki. Zadanie 8. (1 pkt) Dwa samochody jechały w nastpujcy sposób: pierwszy 1,5 godz. z prdkoci 60 km/h, nastpnie 1,5 godz. ze stał prdkoci 100 km/h; drugi przejechał 240 km, jadc połow drogi z prdkoci 60 km/h, a drug połow drogi z prdkoci 100 km/h. W odniesieniu do opisanych ruchów prawdziwym jest stwierdzenie, e A. oba samochody jechały 3 godz. B. oba samochody uzyskały t sam prdkoredni. C. prdkorednia samochodu pierwszego była wiksza ni samochodu drugiego. D. prdkorednia samochodu pierwszego była mniejsza ni samochodu drugiego. Zadanie 9. (1 pkt) Jdro 4 He, w skład którego wchodz dwa neutrony i dwa protony ma mas mniejsz ni suma mas dwóch swobodnych neutronów i dwóch swobodnych protonów. Rónica ta wynika z tego, e A. reakcja syntezy jdrowej zachodzi w wysokich temperaturach. B. masa swobodnego protonu jest mniejsza ni masa swobodnego neutronu. C. podczas reakcji syntezy wydziela si dua ilo energii. D. protony maj ładunek dodatni i odpychaj si sił elektrostatyczn. Zadanie 10. (1 pkt) Elektron w polu elektrycznym moe porusza si A. ruchem jednostajnym prostoliniowych, jeeli pole jest jednorodne. B. ruchem jednostajnie zmiennym, jeeli pole jest jednorodne. C. ruchem jednostajnym lub jednostajnie zmiennym w zalenoci od pola. D. jednostajnym lub jednostajnie zmiennym w zalenoci od prdkoci pocztkowej.

4 4 ZADANIA OTWARTE Rozwizania zada od 11. do 21. naley zapisa w wyznaczonych miejscach pod treci zadania. Zadanie 11. Po cig (4 pkt) Patrol policyjny ciga gangstera. Samochody poruszaj si po drodze podporzdkowanej i zbliaj si do skrzyowania. Drog główn nadjeda inny samochód. Rysunek przedstawia sytuacj pocztkow. Wszystkie pojazdy jad ze stałymi prdkociami. Ich wartoci s nastpujce: gangstera v 1 = 144 km/h = 40 m/s policjantów v 2 = 162 km/h = 45 m/s trzeciego samochodu v 3 = 72 km/h = 20 m/s υ 2 υ 1 υ m 320 m 240 m (1 pkt) Wyka, e policjanci nie dogoni gangstera przed skrzyowaniem.

5 11.2. (3 pkt) Sprawd i odpowiedz, czy trzeci samochód zderzy si z policyjnym, jeeli długoci samochodów s równe 5 m, a ich szerokoci nie uwzgldnimy. 5 Zadanie 12. Pomiar czasu (4 pkt) Autor powieci fantastycznonaukowej opisywał podróe midzygwiezdne, w których załoga opuciła Ziemi i podróowała 5 lat z prdkoci 2, m/s, docierajc do zielonej planety. Planeta nie nadawała si do zamieszkania i statek po wyldowaniu wyruszył w podró powrotn na Ziemi z t sama prdkoci 2, m/s. Po powrocie okazało si, e na Ziemi upłynło prawie 30 lat (2 pkt) Wykonujc odpowiednie obliczenia uzasadnij, e rónica czasów opisana w ksice jest prawdopodobna.

6 (1 pkt) Podaj nazw efektu, w wyniku którego pojawiła si taka rónica czasów (1 pkt) Z zielonej planety astronauci wysłali na ziemi informacj. Oblicz, jak długo biegł informacyjny sygnał wietlny z zielonej planety na Ziemi.

7 Zadanie 13. Laser (4 pkt) (1 pkt) Podaj nazw zjawiska, które decyduje o tym, e wiatło laserowe jest spójne, podczas gdy inne ródła emitujwiatło o małym stopniu spójnoci (3 pkt) Dwa lasery maj jednakow moc. Pierwszy laser wysyła wiatło o czstotliwoci 5, Hz, natomiast drugi wiatło o czstotliwoci 4, Hz. Napisz, który laser wysyła wicej fotonów w tym samym czasie. Uzasadnij odpowied.

8 8 Zadanie 14. Izotop promieniotwórczy (4pkt) Izotop aktynu 89 Ac ulega rozpadowi α (1 pkt) Podaj liczb protonów i neutronów w jdrze Liczba protonów. Liczba neutronów (2 pkt) Ac. 222 Dokocz zapis reakcji rozpadu jdra 89 Ac z uwzgldnieniem liczb atomowych i masowych produktów rozpadu. Wykorzystaj ponisz tabel do identyfikacji jdra, które powstało w wyniku emisji czstki α przez jdro aktynu. W równaniu uyj wybranego z tabeli symbolu. 85 At 86 Rn 87 Fr 88 Ra 89 Ac 90 Th 91 Pa Ac α (1 pkt) Na podstawie wykresu zalenoci wzgldnej liczby jder 222 aktynu 89 Ac od czasu podaj warto czasu połowicznego rozpadu tego izotopu. N/N 0 1,2 1 0,8 0,6 Czas połowicznego rozpadu 0,4 0,2 wynosi t, s

9 Zadanie 15. Kozłowanie piłki (4 pkt) Podczas kozłowania piłki zmienia si jej pd, a piłka działa na podłog sił wiksz ni jej ciar (1 pkt) Przyjmujc, e piłka kozłowana przez koszykarza ma mas 580 g i uderzajc o podłog ma prdko 12 m/s, a po odbiciu porusza si w gór z prdkoci 10 m/s, uzasadnij, e zmiana pdu piłki wywołana zderzeniem wynosi ok.13 Ns (1 pkty) Piłka podczas odbicia odkształca si i jest w kontakcie z podłog w czasie ok.20 ms. Oblicz redni warto siły działajcej na piłk podczas odbicia.

10 (2 pkt) Odkształcenie piłki podczas odbicia polega na spłaszczeniu o 3 cm. Oszacuj warto współczynnika sprystoci piłki. Uzasadnij dlaczego mona poda jedynie warto szacunkow. Uzasadnienie Zadanie 16. Wady wzroku (4 pkt) Powszechnymi wadami wzroku jest dalekowzroczno i krótkowzroczno (1 pkt) Przedstaw poniej bieg promieni równoległych wpadajcych do oka obarczonego wskazan wad. Oko dalekowzroczne Oko krótkowzroczne

11 16.2. (1 pkt) Dla kadej z wad wpisz nazw soczewki korygujcej. 11 Korekcja dalekowzroczno ci - soczewka Korekcja krótkowzroczno ci - soczewka 16.3 (2 pkt) Przedstaw na rysunkach bieg promieni z uwzgldnieniem korekcji. Uwzgldnij bieg promieni pomidzy soczewk korygujc i okiem oraz w rodku oka. Korekcja dalekowzroczno ci Korekcja krótkowzroczno ci

12 12 Zadanie 17. Energia gwiazd (4 pkt) ródłem energii wysyłanej przez gwiazdy s reakcje termojdrowe zachodzce w ich rdzeniach (2 pkt) Napisz na czym polega reakcja termojdrowa, która zachodzi w gwiazdach i wyjanij, przyczyn wydzielania si energii (2 pkt) Warunkiem zajcia reakcji termojdrowej jest wysoka temperatura i due ci nienie. Wyjanij, dlaczego warunek ten jest konieczny.

13 Zadanie 18. Rozdzielanie szpilek (2 pkt) W szkutnictwie stosuje si gwodzie miedziane zamiast stalowych ze wzgldu na mniejsz podatno na korozj (utlenianie). W pudełku znajdowały si wymieszane gwodzie stalowe i miedziane. Nazwij własnoci miedzi i elaza, które pozwalaj na rozdzielenie gwodzi za pomoc magnesu. Opisz zachowanie si gwodzi w pobliu magnesu. 13 Zadanie 19. Mikroskop optyczny (4 pkt) Mikroskop optyczny jest urzdzeniem, którego działanie mona wyjani na przykładzie układu dwóch soczewek skupiajcych. Mikroskopy maj wymienne obiektywy i okulary, co daje moliwo zmiany powikszenia mikroskopu w zalenoci od rozmiarów obserwowanego przedmiotu. Zarówno okulary, jak i obiektywy mikroskopów maj zazwyczaj podane wartoci powiksze ( 1 pkt) Rozwamy dwa róne okulary mikroskopu oznaczone powikszeniami p 1 i p 2. Wyka w oparciu o znajomo zasady działania mikroskopu i równanie soczewki, e stosunek powiksze p 1 : p 2 = x 2 : x 1, gdzie x 1 i x 2 s odpowiednio odległociami okularu od miejsca, gdzie powstaje obraz tworzony przez obiektyw..

14 (3 pkt) Przyjmujc 25 cm jako odległo dobrego widzenia, oblicz ogniskow okularu, którego powikszenie wynosi 40. Zadanie 20. Promieniowanie słoneczne (2 pkt) Oszacuj natenie promieniowania docierajcego ze Słoca do górnych warstw atmosfery Ziemi. Przyjmij, e moc promieniowania emitowanego przez Słoce wynosi 3, W i odległo od Słoca do Ziemi wynosi 150mln km.

15 Zadanie 21. (4 pkt) Majc do dyspozycji wieccaróweczk, linijk, ekran i soczewk skupiajc o nieznanej ogniskowej, opisz dowiadczenie, pozwalajce na wyznaczenie zdolnoci skupiajcej soczewki (Z). W opisie wymie kolejne czynnoci i wielkoci mierzone oraz wyjanij zaleno matematyczn, z której mona obliczy Z na podstawie pomiarów. 15

16 16 BRUDNOPIS