ZamKor. wspólny cel ZamKor

Transkrypt

1 eail: wpólny cel dla dwóch a latach 70-tych i 80-tych latach 70 i 80 platiku platyku Strona

2 eail: wpólny cel peed Strona

3 Centralna Koija Egzainacyjna Arkuz zawiera inforacje prawnie chronione do oentu rozpocz cia egzainu. Uk ad graficzny CKE 010 KOD WPISUJE ZDAJ CY PESEL Miejce na naklejk z kode EGZAMIN MATUALNY Z FIZYKI I ASTONOMII POZIOM PODSTAWOWY MAJ 01 Intrukcja dla zdaj cego 1. Sprawd, czy arkuz egzainacyjny zawiera 1 tron (zadania 1 3). Ewentualny brak zg o przewodnicz ceu zepo u nadzoruj cego egzain.. ozwi zania i odpowiedzi zapiz w iejcu na to przeznaczony przy ka dy zadaniu. 3. W rozwi zaniach zada rachunkowych przedtaw tok rozuowania prowadz cy do otatecznego wyniku oraz pai taj o jednotkach. 4. Piz czytelnie. U ywaj d ugopiu/pióra tylko z czarny tuze/atraente. 5. Nie u ywaj korektora, a b dne zapiy wyra nie przekre l. 6. Pai taj, e zapiy w brudnopiie nie b d oceniane. 7. Podcza egzainu o ez korzyta z karty wybranych wzorów i ta ych fizycznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Zaznaczaj c odpowiedzi w cz ci karty przeznaczonej dla zdaj cego, zaaluj pola do tego przeznaczone. B dne zaznaczenie otocz kó kie i zaznacz w a ciwe. 9. Na tej tronie oraz na karcie odpowiedzi wpiz wój nuer PESEL i przyklej naklejk z kode. 10. Nie wpiuj adnych znaków w cz ci przeznaczonej dla egzainatora. Cza pracy: 10 inut Liczba punktów do uzykania: 50 MFA-P1_1P-1

4 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio podtawowy Zadania zakni te W zadaniach od 1. do 10. wybierz i zaznacz na karcie odpowiedzi jedn poprawn odpowied. Zadanie 1. (1 pkt) Sokó leci po linii protej z pr dko ci 5 /, goni c go bia, który poruza i po tej aej protej z pr dko ci 0 /. Je li pocz tkowa odleg o i dzy ptakai wynoi a 0,5 k, to okó dogoni go bia w czaie A. 0,1. B. 11,1. C. 0. D Zadanie. (1 pkt) Na podtawie podanego wykreu zale no ci pr dko ci od czau o na twierdzi, e pr dko pocz tkowa v 0 i przypiezenie a cia a równe odpowiednio A. v 0 = 3 B. v 0 = 3 a = 0,8 a = 1,5 C. v 0 = 3 a = D. v 0 = 0 a = t, Zadanie 3. (1 pkt) Sztuczny atelita Ziei poruza i z pr dko ci v po orbicie ko owej. Je li v 1 oznacza warto pierwzej pr dko ci koicznej, a v drugiej pr dko ci koicznej, to prawid owa jet relacja A. v 1 < v < v B. v 1 > v > v C. v < v 1 < v D. v 1 < v < v Zadanie 4. (1 pkt) Jaio ci gnie zabawk o ci arze P za znurek kierowany pod k te do pod ogi. Si a napi cia znurka wynoi F, a wpó czynnik tarcia zabawki o pod og jet równy μ. Aby roztrzygn, czy zabawka ruzy z iejca, nale y porówna ze ob wielko ci A. μf oraz P co. B. μ(p F) oraz F in. F C. μp oraz (P F) in. D. μ(p F in ) oraz F co. P v, / Zadanie 5. (1 pkt) Kar owata planeta Pluton poruza i po wyd u onej orbicie eliptycznej. Jej pr dko jet najwi kza przy najniejzej odleg o ci od S o ca (peryheliu), a najniejza przy odleg o ci najwi kzej (apheliu). Ca kowita energia echaniczna Plutona jet A. równa jego akyalnej energii kinetycznej. B. jednakowa w ka dy punkcie orbity. C. najwi kza, gdy Pluton jet w apheliu. D. najwi kza, gdy Pluton jet w peryheliu.

5 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio podtawowy 3 Zadanie 6. (1 pkt) Wykre przedtawia zale no wychylenia od czau dla dwóch a 1 lub zawiezonych kolejno na tej aej pr ynie. x aa 1 aa t Z wykreu wynika, e aa w porównaniu z a 1 jet A. 4 razy wi kza. B. razy wi kza. C. razy niejza. D. 4 razy niejza. Zadanie 7. (1 pkt) W idealny ilniku cieplny bezwzgl dna teperatura grzejnika jet 5 razy wy za od bezwzgl dnej teperatury ch odnicy. Je li z grzejnika ilnik pobra 1000 J, to do ch odnicy odda A. 00 J. B. 50 J. C. 750 J. D. 800 J. Zadanie 8. (1 pkt) Wi zka wiat a bia ego ulega za aaniu w oczewce kupiaj cej (pojedynczej, tzn. wykonanej z jednego rodzaju zk a). Je li ognikowa oczewki jet równa f c dla wiat a czerwonego, f n dla wiat a niebiekiego i f dla wiat a ó tego, to A. f c < f n < f B. f < f n < f c C. f n < f < f c D. f c < f < f n Zadanie 9. (1 pkt) Struie elektronów poruza i w ba ce zklanej od katody (K) do anody (A). W wyniku oddzia ywania pola agnetycznego truie ten odchyli i A. w tron bieguna S. B. w tron bieguna N. C. w gór. D. w dó. Zadanie 10. (1 pkt) Deterinityczny (przyczynowy) opi zjawik fizycznych nie touje i do A. ca kowitego wewn trznego odbicia wiat a. B. rozpadu j dra atoowego. C. ruchu planet wokó S o ca. D. topnienia lodu.

6 4 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio podtawowy Zadania otwarte ozwi zania zada o nuerach od 11. do 3. nale y zapia w wyznaczonych iejcach pod tre ci zadania. Zadanie 11. Bicykl ( pkt) owery tego typu by y produkowane w 70-tych i 80-tych latach XIX wieku. Przyjijy, e du e ko o przednie ia o rednic 150 c, a a e tylne 50 c. Cyklita jad c zybko, wykonywa jeden obrót peda ai (ztywno po czonyi z ko e przedni) w ci gu ekundy. a) Podaj liczb obrotów a ego ko a w ci gu ekundy. b) Oblicz warto pr dko ci, z jak poruza i bicykl. Zadanie 1. Pud o i pocik (5 pkt) Pocik o aie 10 g lec cy pozioo z pr dko ci 600 / wpada do pud a z piakie o aie 5 kg i grz nie w ni. Pud o pocz tkowo poczywa o na pozioy pod o u. Wpó czynnik tarcia pud a o pod o e wynoi 0,3. Zadanie 1.1 ( pkt) Oblicz pr dko pud a wraz z pocikie tu po ugrz ni ciu pociku (zatrzyaniu ruchu wzgl dnego). Wkazówka: poniewa ugrz ni cie pociku trwa bardzo krótko, wi c o na zaniedba kutki dzia ania i y tarcia pud a o pod o e w ci gu tego czau. Zadanie 1. ( pkt) Przyjuj c pr dko pud a z pocikie tu po ugrz ni ciu pociku równ 1 /, oblicz odleg o, na jak przeie ci i ono do chwili zatrzyania.

7 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio podtawowy 5 Zadanie 1.3 (1 pkt) Uzupe nij zdanie, wpiuj c wi kza od, niejza od lub równa. Energia kinetyczna pud a wraz z pocikie tu po jego ugrz ni ciu jet... pocz tkowej energii kinetycznej pociku. Uzaadnij wój wybór. Zadanie 13. Dwa wahad a (3 pkt) Ucze chce zbudowa dwa wahad a: ateatyczne i pr ynowe, o taki ay okreie drga. Dyponuje lekk pr yn o wpó czynniku pr yto ci równy 7 N/, dwoa a yi ci arkai o aie 500 g ka dy oraz nici o d ugo ci 0,5 (któr o na króci w razie potrzeby). Zadanie 13.1 ( pkt) Wyka, wykonuj c obliczenia, e uczniowi nie uda i zrealizowa tego poy u. Zadanie 13. (1 pkt) Oprócz przediotów wyienionych wy ej ucze otrzya trzeci ci arek o aie 500 g, który o na zawiei raze z jedny z dwóch poprzednich. Czy teraz zbudowanie zaplanowanych wahade jet o liwe? Napiz i uzaadnij odpowied. Wype nia egzainator Nr zadania Mak. liczba pkt 1 1 Uzykana liczba pkt

8 6 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio podtawowy Zadanie 14. Zakochani (3 pkt) Para zakochanych o aach 50 kg i 60 kg iedzi na awce w parku. Odleg o i dzy rodkai ich a wynoi 0,6. Zadanie 14.1 ( pkt) Oblicz przybli on warto i y ich wzajenego oddzia ywania grawitacyjnego. Zadanie 14. (1 pkt) Wyja nij, dlaczego dok adne obliczenie i y oddzia ywania grawitacyjnego zakochanych nie jet o liwe, je li dyponujey tylko danyi wyienionyi wy ej i danyi zawartyi w karcie wzorów. Zadanie 15. uch z tarcie (4 pkt) Uczniowie po o yli na tole klocek, do którego doczepili i oierz (ry.). Dzia aj c na klocek ta i wprawili go w ruch i ierzyli jego przypiezenie a. Do wiadczenie powtórzyli kilka razy przy ró nych warto ciach i y F wywieranej przez i oierz, a wyniki przedtawiono na poni zy wykreie. a, / F, N

9 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio podtawowy 7 Zadanie 15.1 (1 pkt) Napiz warto przypiezenia klocka, gdy i a F wynoi 0,5 N. Uzaadnij odpowied. Zadanie 15. (1 pkt) Na podtawie wykreu o na wyznaczy i tarcia T dzia aj c na klocek w czaie jego ruchu. Podaj warto T i uzaadnij ten wynik. Zadanie 15.3 ( pkt) Na podtawie wykreu o na wyznaczy a klocka. Oblicz warto, touj c odpowiednie zale no ci. Zadanie 16. Sprawno ( pkt) Energia elektryczna jet przekazywana z elektrowni do odbiorcy w ten poób, e najpierw urz dzenie A podwy za napi cie otrzyywane z generatorów elektrowni, a nat pnie pr d jet przey any do odbiorcy, gdzie urz dzenie B obni a napi cie do wyaganej warto ci. Sprawno ka dego z urz dze A i B wynoi 90%, a w linii przey owej traci i 5% tej energii, któr oddaje urz dzenie A. Oblicz prawno przekazywania energii od elektrowni do odbiorcy. Mo ez przyj, e oc wytwarzana w generatorach elektrowni a pewn zadan warto, np MW. Wype nia egzainator Nr zadania Mak. liczba pkt Uzykana liczba pkt

10 8 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio podtawowy Zadanie 17. Elektrokop (3 pkt) Elektrokop o na na adowa trwale, dotykaj c talerzyka (g ówki) elektrokopu na adowan pa eczk etalow, albo dotykaj c i przeuwaj c naelektryzowan pa eczk platykow (jak na ryunku). Zadanie 17.1 ( pkt) a) Wyja nij, dlaczego ao dotkni cie talerzyka pa eczk platykow daje niewielki efekt i konieczne jet jej przeuwanie. b) Wyja nij, dlaczego przy dotkni ciu pa eczk etalow przeuwanie nie jet potrzebne. Zadanie 17. (1 pkt) Wychylenie litka elektrokopu zale y od ró nicy potencja ów i dzy pionowy pr te (wraz z litkie) a obudow elektrokopu. Aby elektrokop nie roz adowywa i natychiat po na adowaniu, a litek i wychyla, w budowie elektrokopu ui wyt powa izolator. Zakre l kó kie liter oznaczaj c w a ciwe iejce, w który znajduje i eleent izoluj cy. b a a) po czenie talerzyka z pionowy pr te c b) przej cie pr ta przez obudow c) o yko, na który obraca i litek d d) po czenie obudowy z nó k i podtaw Zadanie 18. Koiniarz ( pkt) Przynajniej raz w roku do iezka w iatach przychodzi koiniarz, który prawdza dro no przewodów koinowych przyk adaj c do kratki wentylacyjnej wiatraczek z iernikie zybko ci obrotów. Zadanie 18.1 (1 pkt) Wyja nij, dlaczego wiatraczek dzia a lepiej zi (w okreie, gdy w czone jet ogrzewanie), ni late. Zadanie 18. (1 pkt) W któr tron przep ywa powietrze w czaie badania zi z przewodu koinowego do pokoju, czy odwrotnie? Napiz i uzaadnij odpowied.

11 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio podtawowy 9 Zadanie 19. yrandol ( pkt) arówki w yrandolu wiec po roz arzeniu i w ókna wolfraowego. Zauwa ono, e zaraz po w czeniu wiat a obwód yrandola dobrze przewodzi pr d (nat enie pr du by o du e), ale po chwili zacz przewodzi gorzej. Napi cie zailaj ce by o ca y cza ta e. Podaj przyczyn pogorzenia i przewodnictwa obwodu (zniejzenia i nat enia pr du). Zadanie 0. Poiar ognikowej oczewki (5 pkt) Zadanie 0.1 (3 pkt) Opiz do wiadczenie pozwalaj ce na wyznaczenie ognikowej f oczewki kupiaj cej, je li oprócz tej oczewki az do dypozycji a e ród o wiat a (np. diod ), linijk i ekran. W opiie wyie niezb dne czynno ci i wielko ci ierzone. Wykonaj ryunek ilutruj cy do wiadczenie. Zadanie 0. (1 pkt) Podaj zale no ateatyczn, z której korzytaz w celu obliczenia warto ci ognikowej. Obja nij ybole wyt puj ce w tej zale no ci. Zadanie 0.3 (1 pkt) Napiz, w jaki poób o na zwi kzy dok adno poiaru ognikowej. Wype nia egzainator Nr zadania Mak. liczba pkt Uzykana liczba pkt

12 10 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio podtawowy Zadanie 1. Dzia anie wiat a na etal (4 pkt) Metalowy kr ek jet oadzony na g ówce elektrokopu. Pod wp ywe padaj cego wiat a nadfioletowego kr ek elektryzuje i i dodatkowo ogrzewa. Zadanie 1.1 ( pkt) a) Wyja nij przyczyn elektryzowania i kr ka. b) Podaj znak adunku uzykanego przez kr ek. Uzaadnij odpowied. Zadanie 1. (1 pkt) Je li wiat o pada na kr ek przez d ugi cza, jego adunek po pewny czaie przetaje ron (utala i ). Wyja nij, dlaczego dalze na wietlanie kr ka nie zwi kza jego adunku. Zadanie 1.3 (1 pkt) Mikrofale falai elektroagnetycznyi, których d ugo jet znacznie wi kza, ni proieni nadfioletowych. Uzupe nij poni ze zdanie, podkre laj c w a ciwe owa. Gdyby y zaiat wiat a nadfioletowego u yli ikrofal, kr ek (naelektryzowa by / ogrza by) i, ale nie (naelektryzowa / ogrza ). Uzaadnij powy zy wybór. Zadanie. Ato wodoru ( pkt) Na przedtawiony ryunku na oi pionowej od o ono energi elektronu w atoie wodoru. W tanie podtawowy elektron a najni z o liw energi, równ E 1 = 13,6 ev. Zadanie.1 (1 pkt) Zaznacz lini pozio na w a ciwej wyoko ci pierwzy tan wzbudzony. Zadanie. (1 pkt) Zaznacz trza k pionow przej cie elektronu odpowiadaj ce jednej z linii w widie eiyjny wodoru. E 1 E 0

13 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio podtawowy 11 Zadanie 3. ozprazanie na kryztale (3 pkt) Poni ej zaiezczono obrazy uzykane na klizy fotograficznej po kierowaniu wi zki neutronów i wi zki proieni rentgenowkich (jet to krótkofalowe proieniowanie elektroagnetyczne) na kryzta oli kuchennej. Kryzta oli tanowi w do wiadczeniach trójwyiarow iatk dyfrakcyjn. Kliz fotograficzn uiezczono za kryzta e. Fotografia 1 Obraz uzykany w wyniku rozprazania neutronów Fotografia Obraz uzykany w wyniku rozprazania proieni rentgenowkich Zadanie 3.1 (1 pkt) Napiz, o jakiej naturze neutronów wiadczy fotografia 1. Zadanie 3. ( pkt) Za ó y, e uk ad plaek na obu powy zych fotografiach jet identyczny (co z pewnych drugorz dnych powodów niezupe nie i zgadza z oberwacjai), a poiar k tów odchylenia wi zki da dla ka dej plaki jednakowe wyniki w obu przypadkach. Uzupe nij poni ze zdanie, wpiuj c nazw jednej z wielko ci: aa, pr dko, p d, energia kinetyczna. Wniokie z wyienionych oberwacji jet to, e neutrony ia y t a (ten a)..., co kwanty proieniowania rentgenowkiego. Uzaadnij wój wybór. Wype nia egzainator Nr zadania Mak. liczba pkt Uzykana liczba pkt

14 eail: wpólny cel Nr zadania D B C D B D A C C B pkt) Dane: D 150 c; d 50 c; t = 1 Szukane: a) u; b) a) D n obrotów: n r n d. b) D 150 c πd= nπd n= n = = 3 d 50 c πd π υ= = υ= 150 c c 471 υ 4, 7 t t 1 5 pkt) Dane: u 600 /; M pkt) Szukane: u 0, 01 kg 600 u = ( M + ) υ υ = υ M + = 501, kg 1, pkt) Dane: = 1 / Szukane: ax I poób T μ( M+ ) g a = = M + M+ a= μg Strona

15 eail: wpólny cel = υ0 ax a = υ μg at = t i 0 at i 0.) ax 1 1 = = 16, 7 c 6 0, , 7 c. 6 II poób ( M ax T co = Ek0 ( M+ ) g= + ) υ ax μ = υ ax. μg 1 pkt) υ 0 Uzaadnienie 3 pkt) Dane: k = 7 N/; l pkt) T T pr. T T pr. l 05, = π T= π = g 10 π 0 05, kg π kg = π Tpr. = π = k N 7 14 kg = π 14 Strona

16 eail: wpólny cel T pr. T. 1 pkt) ( T ) T pr. T. 3 pkt) Dane: 1 d pkt) Szukane: F pr. ~ F G N kg 6, = F 667, 10 d kg (,) N 56, 10 7 N 4 pkt) 1 pkt) a F F F F T a = 1 pkt) Szukane: T F T 17, 5 N 088, N. 0 pkt) Szukane: F T Do wzoru a = F a Strona

17 eail: wpólny cel = F T 5N 0, 88N 41, = = kg 16, kg a 5, 5, Uwaga a F T 1 af ( )= B+ AF gdzie B= A= nie.) F 1 a 1 0 i F a A i B pkt) 0= B+ A 0, 88N = + 5,5 B A N A kg 165, kg 06 kg B T N 088, N Dane: A B Szukane: P. A P A P P P odb. P P P dot. B P odb. P Pdot. η= η= (,) , = 081, 095, 077, η 77% P Strona

18 eail: wpólny cel 3 pkt) pkt) a) b) 1 pkt) pkt) 1 pkt 1 pkt) pkt) U I =. 5 pkt) 3 pkt) x y). ekran Strona

19 eail: wpólny cel 1 pkt) f = + f x y y x). Uwaga x y x x f. 1 pkt) 4 pkt) pkt) a) b) 1 pkt) 1 pkt) Uzaadnienie h pkt) Dane: E 1 Szukane: E 1 pkt 1 pkt) E E 1 n n. Strona

20 eail: wpólny cel n. E 0 E E E1 13, 6 ev = E = = 34, ev 4 4 E 1 3 pkt) 1 pkt) pkt) h p =. λ Strona

21 Centralna Koija Egzainacyjna Arkuz zawiera inforacje prawnie chronione do oentu rozpocz cia egzainu. Uk ad graficzny CKE 010 KOD WPISUJE ZDAJ CY PESEL Miejce na naklejk z kode EGZAMIN MATUALNY Z FIZYKI I ASTONOMII POZIOM OZSZEZONY MAJ 01 Intrukcja dla zdaj cego 1. Sprawd, czy arkuz egzainacyjny zawiera 13 tron (zadania 1 6). Ewentualny brak zg o przewodnicz ceu zepo u nadzoruj cego egzain.. ozwi zania i odpowiedzi zapiz w iejcu na to przeznaczony przy ka dy zadaniu. 3. W rozwi zaniach zada rachunkowych przedtaw tok rozuowania prowadz cy do otatecznego wyniku oraz pai taj o jednotkach. 4. Piz czytelnie. U ywaj d ugopiu/pióra tylko z czarny tuze/atraente. 5. Nie u ywaj korektora, a b dne zapiy wyra nie przekre l. 6. Pai taj, e zapiy w brudnopiie nie b d oceniane. 7. Podcza egzainu o ez korzyta z karty wybranych wzorów i ta ych fizycznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na tej tronie oraz na karcie odpowiedzi wpiz wój nuer PESEL i przyklej naklejk z kode. 9. Nie wpiuj adnych znaków w cz ci przeznaczonej dla egzainatora. Cza pracy: 150 inut Liczba punktów do uzykania: 60 MFA-1_1P-1

22 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio rozzerzony Zadanie 1. Kr ek i ci arek (1 pkt) Kr ek o oencie bezw adno ci 0,01 kg obraca i bez tarcia wokó wojej oi z pr dko ci k tow 3 rad/. Na ten kr ek pad ci arek o aie 0,6 kg, upuzczony bez pr dko ci pocz tkowej. Ci arek by po czony z oi kr ka nitk lizgaj c i po oi bez tarcia. Po chwili ci arek zacz obraca i raze z kr kie, pozotaj c w odleg o ci 10 c od oi obrotu. oziary ci arka o na poin. Zadanie 1.1 (3 pkt) Napiz nazw zaady zachowania, która pozwala wyznaczy wpóln pr dko k tow kr ka i ci arka. Oblicz warto tej pr dko ci k towej. Zadanie 1. (3 pkt) Wpó czynnik tarcia ci arka o kr ek wynoi 0,3. Ponadto zak aday, e o na poin efekty uderzenia przy upadku (tzn. przyj, e wyoko padku by a bardzo a a). Korzytaj c z powy zych inforacji, wyprowad wzór na oent i y oddzia ywania ci arka na kr ek oraz oblicz, po jaki czaie od upadku ci arka jego po lizg uta i pr dko k towa kr ka oi gn a warto ko cow 0 rad/.

23 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio rozzerzony 3 Zadanie 1.3 (4 pkt) Pocz tkowo ci arek znajdowa i na wyoko ci 40 c nad kr kie. Oblicz ca kowit energi echaniczn uk adu: a) w ytuacji pocz tkowej b) po upadku ci arka oraz zniejzeniu pr dko ci k towej kr ka do warto ci 0 rad/. Oblicz ciep o wydzielone w czaie upadku. Zadanie 1.4 ( pkt) Do wiadczenie opiane w inforacji wt pnej wykonano kilkakrotnie, zieniaj c wyoko padku ci arka. Nazkicuj wykre zale no ci wydzielonego ciep a Q od wyoko ci padku h. Na wykreie nie nano warto ci liczbowych. 0 Q h Zadanie. Jednotki (9 pkt) Mi dzynarodowy Uk ad Jednotek Miar SI k ada i z jednotek podtawowych i jednotek pochodnych. Do jednotek podtawowych nale.in. etr, ekunda, aper, kelwin, kandela, ol. Zadanie.1 (1 pkt) Napiz nazw jednotki podtawowej niewyienionej powy ej. Napiz nazw wielko ci fizycznej wyra aj cej i w tych jednotkach. Zadanie. (1 pkt) Wyra jednotk ocy w jednotkach podtawowych uk adu SI. Wype nia egzainator Nr zadania Mak. liczba pkt Uzykana liczba pkt

24 4 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio rozzerzony Zadanie.3 (3 pkt) Jednotki naturalne to uk ad jednotek zaproponowanych przez Maxa Plancka i b d cych kobinacjai uniweralnych ta ych fizycznych: ta ej Plancka (tzw. kre lonej h zdefiniowanej jako =, h zwyk a ta a Plancka), ta ej grawitacji G i pr dko ci wiat a c. G a) Napiz nazw wielko ci fizycznej, której jednotk jet. Uzaadnij odpowied. 5 c b) Oblicz warto liczbow tej jednotki w uk adzie SI. Zadanie.4 ( pkt) Przep yw cieczy przez cienkie rurki zale y i dzy innyi od wpó czynnika lepko ci, oznaczanego ybole. Wzór wyra aj cy a cieczy przep ywaj cej w czaie t przez rurk o d ugo ci l i proieniu r a pota pr t 8l 4 gdzie p jet ró nic ci nie i dzy ko cai rurki, a g to ci cieczy. Wyra jednotk lepko ci przez jednotki podtawowe uk adu SI.

25 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio rozzerzony 5 Zadanie.5 ( pkt) Ka da jednotka uk adu SI a wój wzorzec. Definicja apera jet nat puj ca: Jeden aper jet to nat enie pr du, który p yn c w dwóch równoleg ych, protoliniowych, nieko czenie d ugich przewodach o znikoo a y przekroju ko owy, uiezczonych w pró ni w odleg o ci 1 od iebie, powoduje wzajene oddzia ywanie przewodów na iebie z i równ 10 7 N na ka dy etr d ugo ci przewodu. yunek poni ej przedtawia ytuacj opian w definicji apera. Strza kai oznaczono zwroty przep ywu pr du w przewodach. a) W iejcu oznaczony na ryunku kropk zaznacz jedny z yboli kierunek i zwrot wektora indukcji pola agnetycznego wytwarzanego przez pr d p yn cy w przewodzie (1). Naryuj wektor i y, z jak przewód (1) dzia a na (). b) W przewodach p yn pr dy o nat eniu 5 A, a odleg o i dzy nii wynoi 0 c. Oblicz warto i y, z jak pierwzy przewód dzia a w pró ni na ka dy etr d ugo ci drugiego przewodu. (1) () Zadanie 3. Pr d przeienny (10 pkt) Do ród a napi cia przeiennego o regulowanej cz totliwo ci do czono kondenator. W obwód w czono aperoierz i ierzono warto kuteczn nat enia pr du. Zadanie 3.1 ( pkt) Zwi kzono cz totliwo zian napi cia, nie zieniaj c jego aplitudy. Czy warto kuteczna nat enia pr du wzro a, zala a, czy nie zieni a i? Napiz odpowied i j uzaadnij. Wype nia egzainator Nr zadania Mak. liczba pkt 3 Uzykana liczba pkt

26 6 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio rozzerzony Inforacja do zada W opiany obwodzie pojeno kondenatora wynoi 45 nf, a napi cie ród a a cz totliwo 1 khz i aplitud 15 V. Obliczenia wykazuj, e je li o na poin opór rzeczywity obwodu (opór przewodów), to aperoierz wka e warto kuteczn nat enia pr du równ 36 A. Zadanie 3. (3 pkt) Wykonuj c konieczne obliczenia, wyka, e powy za warto nat enia pr du (36 A) jet zgodna z pozota yi danyi. Zadanie 3.3 ( pkt) Kondenator ia pojeno noinaln 45 nf z tolerancj 5% (tzn. rzeczywita warto pojeno ci og a i ró ni od noinalnej o nie wi cej ni 5%), a pozota e wielko ci o na uzna za bezb dne. Wynik poiaru nat enia pr du wynió 3 A. Pewien ucze twierdzi na tej podtawie, e za o enie o poini ciu oporu rzeczywitego by o b dne. Wyka, e ucze ia racj. Zadanie 3.4 (1 pkt) W opiany wy ej obwodzie zaiat kondenatora w czono d ugi, protoliniowy iedziany drut i zierzono warto kuteczn nat enia pr du. Nat pnie ten drut nawini to na tekturow rurk i ponownie zierzono nat enie pr du. Wyja nij, dlaczego nat enie pr du w obwodzie z drute nawini ty by o niejze ni w obwodzie z drute protoliniowy.

27 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio rozzerzony 7 Zadanie 3.5 ( pkt) W uk adach rezonanowych odbiorników radiowych zwojnice nawijane na rdzeniu ferrytowy (jet to ateria ferroagnetyczny). Wyja nij, jak i dlaczego wuni cie takiego rdzenia wp ywa na cz totliwo, do której dotrojony jet odbiornik. Zadanie 4. D wi ki w powietrzu (9 pkt) B Dwa g o niki G1 i G pod czone do tego aego generatora ygna u haronicznego (inuoidalnego) o cz totliwo ci 00 Hz. G o niki utawiono w odleg o ci 1,7 od iebie, a ikrofon w punkcie B jak na ryunku. Zetaw znajduje i w powietrzu, w który pr dko d wi ku wynoi 340 /. G o niki i ikrofon bardzo a e. 4,5 4,83 Zadanie 4.1 (3 pkt) Wyka, wykonuj c obliczenia, e efekte na o enia na iebie fal d wi kowych w B jet ich wzocnienie. G1 1,7 G Zadanie 4. (1 pkt) W punkcie B nat enie d wi ku jet du e. W który kierunku nale y przeun ikrofon, aby na jak najkrótzej drodze przej do punktu, gdzie nat enie d wi ku jet a e? Naryuj trza k od B we w a ciwy kierunku. Wype nia egzainator Nr zadania Mak. liczba pkt Uzykana liczba pkt

28 8 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio rozzerzony Inforacja do zada Przeuni to ikrofon i okaza o i, e w nowy po o eniu C nat enie d wi ku jet znacznie niejze ni w B. Zadanie 4.3 ( pkt) Zieniono biegunowo przy czenia g o nika G do generatora. Po tej zianie, gdy ebrana G1 poruza i w przód, ebrana G cofa i i odwrotnie. Opiz zian nat enia d wi ku w punktach B i C i podaj jej przyczyn. Zadanie 4.4 ( pkt) Wybierz poprawne zako czenie poni zego zdania, podkre laj c w a ciwe wyra enie. Gdy zwi kzono cz totliwo ygna u generatora, odleg o od punktu, w który d wi k jet wzocniony, do najbli zego punktu, w który jet o abiony wzro a zala a nie zieni a i. Uzaadnij wój wybór. Zadanie 4.5 (1 pkt) Wybierz poprawne zako czenie poni zego zdania, podkre laj c w a ciwe wyra enie. Gdy zwi kzono odleg o i dzy g o nikai G1 i G, odleg o od punktu, w który d wi k jet wzocniony, do najbli zego punktu, w który jet o abiony wzro a zala a nie zieni a i. Zadanie 5. Silnik cieplny (1 pkt) Itnieje wiele typów ilników cieplnych. Silnik Stirlinga wyró nia i ty, e wewn trz ilnika nie wyt puje palanie paliwa, a czynnikie roboczy (gaze podlegaj cy przeiano) jet powietrze. Zalet ilnika p, hpa Stirlinga jet niki pozio ha au, niki pozio eiji zkodliwych k adników i wyoka 1300 A prawno cieplna. Silnik k ada i z cylindra T podgrzewanego przez palnik i po czonego 1 = 450 K z ni zinego cylindra ch odzonego 1000 D B powietrze. Obok przedtawiono uprozczony cykl pracy tego ilnika w uk adzie ziennych p-v. W przeianach A B i C D teperatura C i nie zienia V, c 3

29 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio rozzerzony 9 Zadanie 5.1 ( pkt) Oblicz teperatur powietrza w punkcie D cyklu. Zadanie 5. ( pkt) Oblicz ci nienie powietrza w punkcie B cyklu. Zadanie 5.3 ( pkt) W palniku palany jet pirytu. Oblicz oc ciepln palnika, który w ci gu godziny pala 30 c 3 paliwa o g to ci 0,83 g/c 3 i cieple palania 5 kj/g. Wynik podaj w watach. Zadanie 5.4 ( pkt) Uzupe nij poni z tabel, wpiuj c nazwy przeian B C i D A oraz rodzaj ziany energii wewn trznej gazu dla wzytkich przeian (ro nie lub aleje lub nie zienia i ). Przeiana Nazwa przeiany Energia wewn trzna A B izotericzna B C C D izotericzna D A Wype nia egzainator Nr zadania Mak. liczba pkt 1 Uzykana liczba pkt

30 10 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio rozzerzony Zadanie 5.5 ( pkt) Nazkicuj cykl pracy ilnika w uk adzie ziennych p-t. Oznacz pozczególne etapy cyklu. Na wykreie nie nano warto ci liczbowych. Zadanie 5.6 ( pkt) a) Oblicz liczb oli gazu, który podlega opiany przeiano. b) Przyjuj c teperatur w punkcie D równ 340 K oraz ciep o olowe powietrza przy ta ej obj to ci C V = 1 J ol K, oblicz ciep o dotarczone do ilnika podcza przeiany D A. Zadanie 6. Licznik Geigera Müllera (8 pkt) Detekcja proieniowania j drowego jet o liwa dzi ki zdolno ci cz tek proieniowania do jonizacji aterii. Na tej zaadzie dzia a licznik Geigera Müllera, który jet zbudowany ze zklanego cylindra i uiezczonej w ni rurki etalowej (katoda) oraz odizolowanego od niej cienkiego drutu znajduj cego i na oi rurki (anoda). Cylinder wype niony jet iezanin gazów pod niki ci nienie. Atoy gazu ulegaj jonizacji pod wp ywe proieniowania j drowego. Zadanie 6.1 (1 pkt) Wyja nij krótko, na czy polega zjawiko jonizacji aterii.

31 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio rozzerzony 11 Inforacja do zada yunek przedtawia cheat budowy licznika. Wewn trz licznika znajduje i elektron A oraz jon dodatni B. Wzajene oddzia ywanie cz tek A i B jet zaniedbywalnie a e. A B anoda katoda + Zadanie 6. (1 pkt) Na powy zy ryunku naryuj wektory i elektrotatycznych dzia aj cych na elektron A i jon B. Zadanie 6.3 (1 pkt) Elektron A i jon B znajduj i w tej aej odleg o ci od anody. Która z tych cz tek zacznie i poruza z wi kzy przypiezenie, czy te przypiezenia b d jednakowe? Napiz odpowied i j uzaadnij. Zadanie 6.4 ( pkt) Oblicz pr dko, jak oi gnie pocz tkowo poczywaj cy elektron przypiezony w pró ni napi cie 500 V. Poi efekty relatywityczne. Wype nia egzainator Nr zadania Mak. liczba pkt Uzykana liczba pkt

32 1 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Pozio rozzerzony Inforacja do zada Za pooc licznika Geigera-Müllera przeprowadzono poiary nat enia proieniowania przechodz cego przez wartw ateria u poch aniaj cego, przy utalony nat eniu proieniowania padaj cego, a ró nej grubo ci ateria u x. Wyniki (liczby ipulów na ekund N) przedtawia tabela poni ej. x, c N licznik G-M x Zadanie 6.5 (1 pkt) Wykonuj c odpowiednie obliczenia, utal i napiz, czy poni ze twierdzenie jet prawdziwe. Liczba cz tek przechodz cych przez ateria poch aniaj cy jet odwrotnie proporcjonalna do grubo ci x wartwy tego ateria u. Zadanie 6.6 ( pkt) Oblicz tounek liczby cz tek poch oni tych do liczby cz tek przechodz cych dla ka dej kolejnej wartwy o utalonej grubo ci 1 c. Wyniki wpiz do poni zej tabeli. Obliczenia liczba cz tek poch oni tych = liczba cz tek przechodz cych od x = 0 do x = 1 c od x = 1 c do x = c od x = c do x = 3 c Sforu uj wnioek wynikaj cy z przeprowadzonych bada, podkre laj c w a ciwe wyra enie w nawiaie w poni zy zdaniu. Zgodnie z wynikai do wiadczenia, tounek liczby cz tek poch oni tych do liczby cz tek przechodz cych by dla kolejnych wartw ( w przybli eniu jednakowy / ró ny ). Wype nia egzainator Nr zadania Mak. liczba pkt 1 Uzykana liczba pkt

33 eail: wpólny cel 1 pkt) Dane: I 0,01 kg ; 0 3 rad/; = 0,6 kg; 0 = 0; r = 10 c 3 pkt) Szukane: Iω0 Iω0 = ( I+ r ) ω ω= I + r 001, kg rad 001, rad ω= 3 = 3 = 0 [, , (,)] 01 kg 0, 01+ 0, 006 rad 3 pkt) Dane: 0,3; 0 rad/ Szukane: M; t T T r O M T r gr ε= M I, gdzie ω ω ω ω μ ω ω ε= 0 0 gr ( 0 ) I = t = t t I μgr ( 3 0) 1 001, kg t = 01, = = 018, 3 03, 0, 6kg 10 0, 1 Po czaie t 3 utanie 4 pkt) Dane: h 40 c Szukane: E 0 ; E I E0 = gh+ ω 001, ( 3, ) E 0 = 06, 10 04, J+ J= 4, J+ 51, J= 75, J 0 Strona

34 eail: wpólny cel I r I r I I E = + = + = E = 4 ( ) ω ω 0 ω0 110 ( 3) ( I+ r ) ( I + r ) 0, 016 J= 3, J pkt) Iω I I I 0 ω0 ω0 Q= ΔU= E0 E= gh+ = gh+ I + 1 r I + ( ) r Iω r Q( h) = gh+ 0 h> I + gdzie 0 r Q h a 0, b Q h 0 0 r r T a = g g = μ = μ t Strona

35 eail: wpólny cel a przypiezenie tyczne: a r t r ω ω μ t r g t r , = = t = = μg 3 03, pkt) 1 pkt) 1 1 ε= = pkt) 3 pkt) 1 1W 1 J kg kg = = 1 = 1 3 G c 5 = G c J N J J kg 1 5 = 1 4 = 1J = 1 kg kg kg 3 kg = 1 t = 6, , π( 3 10 ) , 667, 85 = , 10 t 54, 0 π Strona

36 eail: wpólny cel pkt) Dany wzór: t Szukane: [ ] πρδp r = 8lη 4 kg N 4 4 πρδpr t 3 η= [ η] = 1 N = 1 8l kg kg kg [ η] = 1 = 1 1 kg pkt) (1) () B 1 F Dane: I 1 I d = 0, Szukane: F I 1 I d 7 N μ II l π 0 1 Δ A 1 F = F= A 6 5 = 5 0 N F=, 5 10 N πd π 0, 10 Strona

37 eail: wpólny cel 10 pkt) pkt) A, 1 1 Z= A + = + ω C 4πν C Gdy I 3 pkt) Dane: C = Hz; U ax = 0 Szukane: I Uk. U ax Ik. = = πνc 1 ωc I k. k. U Z 15 V C = = A Ik π 6 π 10 0, 036 A=36 A V pkt) k. to znaczy: U ax U ax πν( C 0, 05C) Ik. πν( C+ 0, 05C) U ax U ax 095, πνc Ik. 1, 05 πνc 0, A I 1, A k. 34, A I 37, 8 A k. 1 pkt) Uk. Ik.1 L drutu I k. U = = Z U + ω L = k. k. k. U + 4π ν L czyli I k. < I k.1 Strona

38 eail: wpólny cel pkt) : 1 1 ν= = π LC π LC 1 1 L 9 pkt) Dane: 00 Hz; d 1 4,83 ; 340 / 3 pkt) Szukane: n = Δ λ Δ = 1 = nλ gdzie n= 013,,,,... λ Δ = 1 = ( n+ 1) gdzie n= 013,,,,... n Δ Δ ν υ n= = bo λ= λ υ ν ( 4, 83 4, 5) 00 1 n= = 340 Wnioek Strona

39 eail: wpólny cel 1 pkt) pkt) B II O Uzaadnienie G 1 G pkt 1 pkt) L wz. D wz. O nλ d Dwz. nλl = Dwz. = L d n G 1 d G ( n+ 1) λ ( n 1) λ : ( 1 λ ) ( 1 λ n ) D n o. = D = o. d L d λ 1 nλ L n λl D = o. = d d D wz. 1 n λl nλl λl Do. = = d d d d L Strona

40 eail: wpólny cel Uwaga nλ= din α λ ( n 1) = dinα D, jak i d 1 pkt) Dane: p 1 p V 1 3 c 3 ; V 46 c 3 ; T 1 T A T pkt) Szukane: T D T T D A p T T p = D= A TD= 450 K 346 K p p 13 pkt) Szukane: p Vp = Vp Vp p = p V = 46 B B B hpa, hpa pkt) Dane: V 30 c 3 ; 0,83 g/c 3 ; c t Szukane: P P E c Vρc = = = t t t Et 3 g 30 c 0, c P= 3600 kj g kj 0, 173 P 173 W Strona

41 eail: wpólny cel pkt) izotericzna izotericzna pkt) p p A V 1 p 1 D C B V T T 1 T pkt) Szukane: n pv pv nt n T p, V, T N n= 13 3 = J 831, , 450 K ol K 3 ola J Dane: C V = 1 ; T ol K D Szukane: Q n 11, 10 3 J QD A= CVn( T TD QD A= ol K ol K 1 ) 1 1, 1 ( ) Q = 1 1, J, 54 kj D A ola Strona

42 eail: wpólny cel 8 pkt) 1 pkt) 1 pkt) katoda A F anoda B F katoda 1 pkt) a jonu a elektronu a = pkt) eu E k E k0 E k qe υ = eu υ= eu υ= 19 1, 6 10 C 500V 16 CJ 31 = 10 1, , 10 kg 91, kgc 14 7 Strona

43 eail: wpólny cel 1 pkt) x N 1 N x c Nx pkt) Od x 0 do x 1 c: Od x 1 c do x c: Od x c do x 3 c: liczba czątek pochłoniętych liczba czątek przechodzących , 351 0, 345 0, 350 od x 0 do x 1 c od x 1 c do x c od x c do x 3 c Wnioek Strona