WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2013/2014, ETAP REJONOWY

Transkrypt

1 WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW ROK SZKOLNY 2013/2014 IMIĘ I NAZWISKO UCZNIA wpisuje komisja konkursowa po rozkodowaniu pracy! KOD UCZNIA: ETAP II REJONOWY Informacje: 1. Czas rozwiązywania zadań wynosi 60 minut. 2. Sprawdź, czy otrzymałeś wszystkie strony arkusza konkursowego (osiem stron), ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu komisji. 3. Na pierwszej stronie arkusza wpisz wyłącznie wylosowany kod konkursowy nie wpisuj swojego imienia i nazwiska. 4. Poprawną odpowiedź w zadaniach testowych zaznacz krzyżykiem. Jeśli się pomylisz, obrysuj krzyżyk kółkiem i postaw drugi krzyżyk przy poprawnej odpowiedzi. 5. Rozwiązania zadań otwartych zapisz w wyznaczonych do tego miejscach (pod treścią zadań). 6. Dozwolone jest użycie kalkulatora prostego. 7. Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 40 punktów. Za poprawne rozwiązanie każdego zadania testowego otrzymuje się 1 punkt (za błędną odpowiedź 0 punktów; nie są przyznawane "części" punktów, np. 1/3, 1/2 itp.), za każde zadanie otwarte maksymalnie 10 punktów. 8. Nie używaj korektora. Jeśli się pomylisz, przekreśl błędny tekst i zapisz poprawną wersję obok. 9. Brudnopis nie podlega ocenie. 10. Zadania, do których zostaną podane dwie (lub więcej) odpowiedzi nie będą punktowane. 11. Nie wolno używać żadnych dodatkowych kartek na brudnopis, poza tymi, które stanowią część arkusza konkursowego. 12. Podczas trwania konkursu obowiązuje zakaz posiadania i posługiwania się telefonami komórkowymi oraz innymi urządzeniami łączności bezprzewodowej, a także urządzeniami odtwarzającymi/rejestrującymi dźwięki i obraz. 13. Naruszenie zasad podanych w pkt. 11 i pkt. 12 skutkuje bezwzględnym wykluczeniem uczestnika z konkursu. Uzyskane punkty Nr zadania Punkty Zad. 1 Zad. 2 Zad. 3 Suma str. 1/8

2 ZADANIA TESTOWE W każdym zadaniu zaznacz tylko jedną prawidłową odpowiedź. Za każde poprawnie rozwiązane zadanie otrzymasz 1 pkt. Przy rozwiązywaniu zadań za wartość przyspieszenia grawitacyjnego przyjmij 10 m/s 2. Zadanie 1 Prędkość rozchodzenia się wzbudzonej w sznurze fali mechanicznej ma wartość 3 m/s. Odległość między dwoma najbliższymi grzbietami tej fali wynosi 60 cm. Okres i częstotliwość drgań poszczególnych elementów sznura wynoszą odpowiednio: A. 0,1 s i 5 Hz B. 0,3 s i 6 Hz C. 0,2 s i 5 Hz D. 0,2 s i 4 Hz Zadanie 2 Wykres przedstawia zmianę szybkości poruszającego się ruchem prostoliniowym ciała o masie 1 kg. Wartość siły wypadkowej sił działających na to ciało w kolejnych przedziałach czasu wynosiła A. 0 s 2 s: 0 N, 2 s 4 s: 1 N B. 0 s 2 s: 2 N, 2 s 4 s: 4 N C. 0 s 2 s: 6 N, 2 s 4 s: 0,5 N D. 0 s 4 s: 1 N v[m/s] t [ s] Zadanie 3 Moc prądu płynącego przez opornik o oporze 3 Ω w obwodzie przedstawionym na rysunku wynosi A. 8,8 W B. 10,4 W C. 12,2 W D. 6,75 W V Zadanie 4 Spadająca z chmur kropla deszczu porusza się początkowo ruchem prostoliniowym przyspieszonym, a później prostoliniowym jednostajnym. Siły działające na kroplę w początkowej i końcowej fazie jej spadania przedstawione są na rysunku I II III IV początkowa końcowa początkowa końcowa początkowa końcowa początkowa końcowa A. I B. II C. III D. IV Zadanie 5 Prostopadłościan o wymiarach 20 cm x 40 cm x 80 cm wykonany z substancji o gęstości 700 kg/m 3 porusza się pionowo do góry z przyspieszeniem o wartości 0,5 m/s 2. Na prostopadłościan oprócz siły ciężkości działa jeszcze tylko jedna siła (opory ruchu można zaniedbać). Praca tej siły, od chwili gdy prostopadłościan zaczął się poruszać do chwili gdy znalazł się na wysokości 4 m względem położenia początkowego, wyniosła A. 0 J B. 89,6 J C J D ,6 J str. 2/8

3 Zadanie 6 Drewniany klocek pływa zanurzony w cieczy. Gdyby naczynie z klockiem zostało przeniesione na planetę, na powierzchni której przyspieszenie grawitacyjne ma wartość dwa razy większą od ziemskiego przyspieszenia grawitacyjnego, to zanurzenie klocka A. byłoby dwa razy większe niż na Ziemi B. nie zmieniłoby się C. byłoby cztery razy mniejsze niż na Ziemi D. byłoby dwa razy mniejsze niż na Ziemi Zadanie 7 Motocyklista jedzie z szybkością 63 km/h. Mija go jadąca z naprzeciwka długa na 300 m kolumna samochodów poruszających się z szybkością 45 km/h. Mijanie motocyklisty i kolumny samochodów (przy zaniedbaniu długości motocykla) trwa A. 5 s B. 10 s C. 15 s D. 20 s Zadanie8 Pojazd porusza się ze stałą prędkością, której wartość wynosi 36 km/h. Działające na samochód siły oporów ruchu mają łączną wartość 400 N. Moc z jaką pracuje silnik samochodu, wynosi A W B W C. 3,5 kw D. 4,5 kw Zadanie 9 Podczas ćwiczeń laboratoryjnych uczniowie badali zależność natężenia prądu elektrycznego płynącego w przewodniku o oporze 5 Ω od napięcia elektrycznego między jego końcami. Wyniki pomiarów przedstawili na wykresie I[A] 1 I[A] I II III IV 1 I [A] 0,8 I [A] U[V] 0 10 U[V] 0 4 U[V] 0 1,4 U[V] A. I B. II C. III D. IV Zadanie 10 Ciężarek zawieszony na sprężynie porusza się ruchem drgającym w taki sposób, że długość sprężyny zmienia się od 16 cm do 22 cm. Amplituda drgań ciężarka wynosi A. 6 cm B. 3 cm C. 11 cm D. 4 cm str. 3/8

4 ZADANIA OTWARTE Zadanie 1 (0 10 p.) W celu wyznaczenia oporu elektrycznego opornika zbudowano obwód elektryczny zawierający badany opornik, źródło napięcia elektrycznego, woltomierz oraz amperomierz. Wskazania mierników natężenia prądu płynącego w oporniku i napięcia elektrycznego między jego końcami zebrano w poniższej tabeli. W rozważaniach pomiń opory elektryczne przewodów użytych do połączeń oraz opory wewnętrzne amperomierza, woltomierza i źródła napięcia. U(V) 2,1 2,5 3,5 4,5 5 6 I(A) 0,15 0,18 0,26 0,35 0,37 0,53 a) Narysuj schemat obwodu elektrycznego jaki należy zbudować z wymienionych elementów, aby wyznaczyć opór elektryczny badanego opornika (posłuż się odpowiednimi symbolami elementów elektrycznych). b) Narysuj wykres przedstawiający zależność natężenia prądu płynącego w oporniku od napięcia elektrycznego wskazywanego przez woltomierz. c) Na podstawie wyników przedstawionych w tabeli oblicz wartość oporu elektrycznego badanego opornika (wartości cząstkowe zaokrąglaj do trzech cyfr znaczących). d) Oblicz maksymalną niepewność pomiarową uzyskanej wartości oporu elektrycznego opornika przyjmując za miarę niepewności połowę różnicy między największa i najmniejszą z otrzymanych wartości oporu i zapisz otrzymaną na podstawie wyników pomiarów wartość oporu elektrycznego opornika z uwzględnieniem niepewności pomiaru. e) Jaka była moc prądu płynącego w oporniku wtedy, gdy napięcie elektryczne między końcami opornika wynosiło 12 V? Przyjmij, że opór elektryczny opornika nie zależy od przyłożonego do niego napięcia elektrycznego. str. 4/8

5 Zadanie 2 (0 10 p.) Podczas budowy domu, prostokątny strop, którego pole powierzchni wynosi 120 m 2, ocieplono płytami styropianowymi o wymiarach 2,5 m x 2,0 m x 0,2 m każda. Masa płyty z takiego samego styropianu i o takiej samej grubości jak grubość płyt użytych do ocieplenia stropu i polu największej powierzchni równym 1 m 2 to 2,5 kg. Płyty potrzebne do ocieplenia stropu podniesiono za jednym razem za pomocą dźwigu na wysokość 4 m. Oblicz: a) masę każdej z płyt użytych do ocieplenia stropu, b) liczbę płyt użytych do ocieplenia stropu (czyli tych o wymiarach 2,5 m x 2,0 m x 0,2 m), c) wartość siły, z jaką dźwig działał na płyty w czasie ich podnoszenia (przyjmij, że płyty poruszały się pionowo do góry ruchem jednostajnym), d) pracę siły dźwigu w czasie podnoszenia płyt potrzebnych do ocieplenia stropu, e) moc dźwigu, jeżeli dźwig podnosił płyty w czasie 8 sekund. str. 5/8

6 Zadanie 3 (0 10 p.) Sopel lodu o masie 0,2 kg i temperaturze 20 C oderwał się od półki skalnej i spadł na znajdujące się 80 m poniżej skaliste dno szczeliny górskiej. Ciepło właściwe lodu wynosi J/(kg C). Przyjmij, że na spadający sopel nie działały opory powietrza i oblicz: a) czas, w jakim sopel spadał na dno szczeliny, b) energię kinetyczną sopla w momencie jego dotarcia na dno szczeliny, c) o ile stopni wzrosłaby temperatura sopla gdyby w wyniku uderzenia o skaliste dno szczeliny 65% energii mechanicznej sopla zamieniłoby się w jego energię wewnętrzną, d) średnią wartość siły oporu, jaka musiałaby działać na sopel, gdyby na dnie szczeliny znajdował się śnieg i sopel miał ugrzęznąć w nim na głębokości 1 m. str. 6/8

7 BRUDNOPIS NIE PODLEGA OCENIE str. 7/8

8 BRUDNOPIS NIE PODLEGA OCENIE str. 8/8