EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII

Transkrypt

1 Miejce na naklejk z kodem zkoy dylekja MFA-PAP-06 EGZAMIN MAURALNY Z FIZYKI I ASRONOMII POZIOM PODSAWOWY Cza pracy 0 minut Intrukcja dla zdajcego. Sprawd, czy arkuz egzaminacyjny zawiera 3 tron (zadania ). Ewentualny brak zgo przewodniczcemu zepou nadzorujcego egzamin.. Rozwizania i odpowiedzi zapiz w miejcu na to przeznaczonym przy kadym zadaniu. 3. W rozwizaniach zada rachunkowych przedtaw tok rozumowania prowadzcy do otatecznego wyniku oraz pamitaj o jednotkach. 4. Piz czytelnie. Uywaj dugopiu/pióra tylko z czarnym tuzem/atramentem. 5. Nie uywaj korektora, a bdne zapiy wyranie przekrel. 6. Pamitaj, e zapiy w brudnopiie nie podlegaj ocenie. 7. Podcza egzaminu moez korzyta z karty wybranych wzorów i taych fizycznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Wypenij t cz karty odpowiedzi, któr koduje zdajcy. Nie wpiuj adnych znaków w czci przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi wpiz woj dat urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadajce cyfrom numeru PESEL. Bdne zaznaczenie otocz kókiem i zaznacz waciwe. yczymy powodzenia! ARKUSZ I MAJ ROK 006 Za rozwizanie wzytkich zada mona otrzyma cznie 50 punktów Wypenia zdajcy przed rozpoczciem pracy PESEL ZDAJCEGO KOD ZDAJCEGO

2 Egzamin maturalny z fizyki i atronomii Zadania zamknite W zadaniach od. do 0. wybierz i zaznacz na karcie odpowiedzi jedn poprawn odpowied. Zadanie. ( pkt) omek wchodzi po chodach z parteru na pitro. Rónica wyokoci midzy parterem a pitrem wynoi 3 m, a czna dugo dwóch odcinków chodów jet równa 6 m. Wektor cakowitego przemiezczenia omka ma warto A. 3 m B. 4,5 m C. 6 m D. 9 m Zadanie. ( pkt) Wykre przedtawia zaleno wartoci prdkoci od czau dla ciaa o maie 0 kg, padajcego w powietrzu z duej wyokoci. Analizujc wykre mona twierdzi, e podcza pierwzych 5 ekund ruchu warto iy oporu v, m/ 50 A. jet taa i wynoi 50 N. B. jet taa i wynoi 00 N. C. ronie do makymalnej wartoci 50 N. D. ronie do makymalnej wartoci 00 N t, Zadanie 3. ( pkt) Ryunek przedtawia linie pola elektrotatycznego ukadu dwóch punktowych adunków. Analiza ryunku pozwala twierdzi, e adunki A. jednoimienne i q A > q B B. jednoimienne i q A < q B C. rónoimienne i q A > q B D. rónoimienne i q A < q B Zadanie 4. ( pkt) Jdro izotopu 35 9 U zawiera A. 35 neutronów. B. 37 nukleonów. C. 43 neutrony. D. 9 nukleony.

3 Egzamin maturalny z fizyki i atronomii 3 Zadanie 5. ( pkt) Zdolno kupiajca zwierciada kulitego wklego o promieniu krzywizny 0 cm ma warto A. /0 dioptrii. B. /5 dioptrii. C. 5 dioptrii. D. 0 dioptrii. Zadanie 6. ( pkt) Pik o maie kg upuzczono wobodnie z wyokoci m. Po odbiciu od podoa pika wznioa i na makymaln wyoko 50 cm. W wyniku zderzenia z podoem i w trakcie ruchu pika tracia energi o wartoci okoo A. J B. J C. 5 J D. 0 J Zadanie 7. ( pkt) Energia elektromagnetyczna emitowana z powierzchni Soca powtaje w jego wntrzu w proceie A. yntezy lekkich jder atomowych. B. rozzczepienia cikich jder atomowych. C. yntezy zwizków chemicznych. D. rozpadu zwizków chemicznych. Zadanie 8. ( pkt) Stoowana przez Izaaka Newtona metoda badawcza, polegajca na wykonywaniu dowiadcze, zbieraniu wyników woich i cudzych oberwacji, zukaniu w nich regularnoci, tawianiu hipotez, a natpnie uogólnianiu ich poprzez formuowanie praw, to przykad metody A. indukcyjnej. B. hipotetyczno-dedukcyjnej. C. indukcyjno-dedukcyjnej. D. tatytycznej. Zadanie 9. ( pkt) Optyczny telekop Hubble a kry po orbicie okooziemkiej w odlegoci okoo 600 km od powierzchni Ziemi. Umiezczono go tam, aby A. zmniejzy odlego do fotografowanych obiektów. B. wyeliminowa zakócenia elektromagnetyczne pochodzce z Ziemi. C. wyeliminowa wpyw czynników atmoferycznych na jako zdj. D. wyeliminowa dziaanie i grawitacji. Zadanie 0. ( pkt) Podcza odczytu za pomoc wizki wiata laerowego informacji zapianych na pycie CD wykorzytywane jet zjawiko A. polaryzacji. B. odbicia. C. zaamania. D. interferencji.

4 4 Egzamin maturalny z fizyki i atronomii Zadania otwarte Rozwizanie zada o numerach od do naley zapia w wyznaczonych miejcach pod treci zadania. Zadanie. Klocek (5 pkt) Drewniany klocek przymocowany jet do ciany za pomoc nitki, która wytrzymuje nacig i o wartoci 4 N. Wpóczynnik tarcia tatycznego klocka o podoe wynoi 0,. W obliczeniach przyjmij, e warto przypiezenia ziemkiego jet równa 0 m/.. (3 pkt) Oblicz makymaln warto powoli naratajcej iy F, z jak mona poziomo cign klocek, aby nitka nie ulega zerwaniu. Z treci zadania wynika, e F F F, gdzie mg. N F F mg F N m F 0, kg 0 F N 4 N F 6 N 4 N. ( pkt) Oblicz warto przypiezenia, z jakim bdzie poruza i klocek, jeeli uunito nitk czc klocek ze cian, a do klocka przyoono poziomo kierowan i o taej wartoci 6 N. Przyjmij, e warto iy tarcia kinetycznego jet równa,5 N. FW a, gdzie FW F F, zatem m F F 6N,5 N a m kg m a 4,5

5 Egzamin maturalny z fizyki i atronomii 5 Zadanie. Krople dezczu (4 pkt) Z krawdzi dachu znajdujcego i na wyokoci 5 m nad powierzchni chodnika padaj krople dezczu.. ( pkt) Wyka, e cza padania kropli wynoi, a jej prdko kocowa jet równa 0 m/. W obliczeniach pomi opór powietrza oraz przyjmij, e warto przypiezenia ziemkiego jet równa 0 m/. at, gdzie = h i a = g, gt zatem h h 5 m t g m 0 t E p E k v v v 0 gh, zatem m 0 5 m m mgh mv. ( pkt) Ucze, oberwujc padajce krople utali, e uderzaj one w chodnik w jednakowych odtpach czau co 0,5 ekundy. Przedtaw na wykreie zaleno wartoci prdkoci od czau dla co najmniej 3 kolejnych kropli. Wykonujc wykre przyjmij, e cza padania kropli wynoi, a warto prdkoci kocowej jet równa 0 m/. v, m/ t, Nr zadania.... Wypenia Mak. liczba pkt 3 egzaminator! Uzykana liczba pkt

6 6 Egzamin maturalny z fizyki i atronomii Zadanie 3. Roleta (3 pkt) Roleta okienna zbudowana jet z waka, na którym nawijane jet pótno zaaniajce okno (ry). Rolet mona podnoi i opuzcza za pomoc znurka obracajcego waek. znurek roleta Zadanie 3. ( pkt) Wyjanij, dlaczego w trakcie podnozenia rolety ruchem jednotajnym, ia z jak trzeba cign za znurek nie jet taa. Przyjmij, e rednica waka nie zaley od iloci pótna nawinitego na waek oraz pomi iy oporu ruchu. Podcza podnozenia rolety ruchem jednotajnym ciar/maa jej zwiajcej czci maleje i dlatego warto iy z jak trzeba cign za znurek zmniejza i. Zadanie 3. ( pkt) Oblicz prac, jak naley wykona, aby podnie rozwinit rolet, nawijajc cakowicie pótno na waek. Dugo pótna cakowicie rozwinitej rolety wynoi m, a jego maa kg. Wykonana praca powoduje wzrot energii potencjalnej rolety. W E p, gdzie E p mgh, a h l (l dugo rolety). W mg m W kg 0 m W 0 J l

7 Egzamin maturalny z fizyki i atronomii 7 Zadanie 4. Wahado (4 pkt) Na nierozcigliwej cienkiej nici o dugoci,6 m zawiezono may ciarek, budujc w ten poób model wahada matematycznego. 4. ( pkt) Podaj, czy okre drga takiego wahada, wychylonego z pooenia równowagi o niewielki kt ulegnie zmianie, jeli na tej nici zawieimy may ciarek o dwukrotnie wikzej maie. Odpowied uzaadnij, odwoujc i do odpowiednich zalenoci. Okre drga wahada po zmianie may ciarka nie ulegnie zmianie. Opiane w treci zadania wahado jet wahadem matematycznym. Okre drga wahada matematycznego l nie zaley od may. g 4. ( pkt) Oblicz liczb penych drga, które wykonuje takie wahado w czaie 8, gdy wychylono je o niewielki kt z pooenia równowagi i puzczono wobodnie. W obliczeniach przyjmij, e warto przypiezenia ziemkiego jet równa 0 m/. 6,8 l g,5,6 m m 0 8 n 8 n,5 n 3,9 Wahado w cigu 8 ekund wykona 3 pene drgania. Nr zadania Wypenia Mak. liczba pkt egzaminator! Uzykana liczba pkt

8 8 Egzamin maturalny z fizyki i atronomii Zadanie 5. Satelita ( pkt) Satelita kry po orbicie koowej wokó Ziemi. Podaj, czy natpujce twierdzenie jet prawdziwe: Warto prdkoci liniowej tego atelity zmaleje po przenieieniu go na inn orbit koow o wikzym promieniu. Odpowied uzaadnij, odwoujc i do odpowiednich zalenoci. Stwierdzenie jet prawdziwe. Warto prdkoci liniowej atelity mona obliczy korzytajc z zalenoci GM v. r Zwikzenie promienia orbity koowej r powoduje zmniejzenie wartoci prdkoci liniowej v. Zadanie 6. Pocik (4 pkt) Stalowy pocik, leccy z prdkoci o wartoci 300 m/ wbi i w had piaku i ugrzz w niej. 6. (3 pkt) Oblicz makymalny przyrot temperatury pociku, jaki wytpi w ytuacji opianej w zadaniu przyjmujc, e poowa energii kinetycznej pociku zotaa zamieniona na przyrot energii wewntrznej pociku. Ciepo waciwe elaza wynoi 450 J/(kg K). EK Q, gdzie Q mc mv mc v v c 4 4c m 300 J kg K 6. ( pkt) 50 K Wyjanij krótko, na co zotaa zuyta rezta energii kinetycznej pociku. Rezta energii kinetycznej zotaa zuyta na wykonanie pracy (np. wydrenie kanau w piaku, pazczenie pociku)

9 Egzamin maturalny z fizyki i atronomii 9 Zadanie 7. Proton (5 pkt) W jednorodnym polu magnetycznym, którego warto indukcji wynoi 0,, kry w próni proton po okrgu o promieniu równym 0 cm. Wektor indukcji pola magnetycznego jet protopady do pazczyzny ryunku i kierowany za t pazczyzn. v 7. ( pkt) Zaznacz na ryunku wektor prdkoci protonu. Odpowied krótko uzaadnij, podajc odpowiedni regu. Kierunek i zwrot wektora prdkoci protonu mona okreli korzytajc z reguy lewej doni. 7. (3 pkt) Wyka, e proton o trzykrotnie wikzej wartoci prdkoci kry po okrgu o trzykrotnie wikzym promieniu. F d F L, czyli Fd FL mv qvb r mv mv qb r r qb Poniewa warto prdkoci wzrata trzykrotnie m3v r qb r r mv, zatem 3 r qb Nr zadania Wypenia Mak. liczba pkt 3 3 egzaminator! Uzykana liczba pkt

10 0 Egzamin maturalny z fizyki i atronomii Zadanie 8. Dwie oczewki (3 pkt) Dwie identyczne oczewki pako-wypuke wykonane ze zka zamocowano na awie optycznej w odlegoci 0,5 m od iebie tak, e gówne oie optyczne oczewek pokrywaj i. Na pierwz oczewk wzdu gównej oi optycznej kierowano równoleg wizk wiata, która po przejciu przez obie oczewki bya nadal wizk równoleg biegnc wzdu gównej oi optycznej. 8. ( pkt) Wykonaj ryunek przedtawiajcy bieg wizki promieni zgodnie z opian ytuacj. Zaznacz na ryunku pooenie ognik dla obu oczewek. F F gówna o optyczna F F 8. ( pkt) Oblicz ognikow ukadu zbudowanego w powietrzu z tych oczewek po zoeniu ich pakimi powierzchniami. Przyjmij, e promienie krzywizny oczewek wynoz,5 cm, a bezwzgldne wpóczynniki zaamania wiata w powietrzu oraz zkle wynoz odpowiednio i,5. f f f n n p r,5 r,5cm r, poniewa r r r f,5cm

11 Egzamin maturalny z fizyki i atronomii Zadanie 9. Echo (3 pkt) Jeeli dwa jednakowe dwiki docieraj do ucha w odtpie czau duzym ni 0, yzane przez czowieka oddzielnie (powtaje echo). Jeli odtp czau jet krótzy od 0, dwa dwiki odbieramy jako jeden o przeduonym czaie trwania (powtaje pogo). Oblicz, w jakiej najmniejzej odlegoci od uchacza powinna znajdowa i pionowa ciana odbijajca dwik, aby po klaniciu w donie uchacz uyza echo. Przyjmij, e warto prdkoci dwiku w powietrzu wynoi 340 m/. Droga przebyta przez fal akutyczn = l, gdzie l jet odlegoci od ciany. vt Poniewa, l = vt l m 340 0, l l 7 m Aby uchacz uyza echo odlego od ciany powinna by wikza ni 7 m. Zadanie 0. Zbiornik z azotem (3 pkt) Stalowy zbiornik zawiera azot pod cinieniem 00 kpa. emperatura gazu wynoi 7 o C. Zbiornik zabezpieczony jet zaworem bezpieczetwa, który otwiera i gdy cinienie gazu przekroczy 500 kpa. Zbiornik wytawiono na dziaanie promieni onecznych, w wyniku czego temperatura gazu wzroa do 77 o C. Podaj, czy w opianej ytuacji natpi otwarcie zaworu. Odpowied uzaadnij, wykonujc niezbdne obliczenia. Przyjmij, e objto zbiornika mimo ogrzania nie ulega zmianie. p V p p p p p V, poniewa V V p 00kPa 350 K 300 K p 400kPa Zawór bezpieczetwa nie otworzy i. Nr zadania Wypenia Mak. liczba pkt 3 3 egzaminator! Uzykana liczba pkt

12 Egzamin maturalny z fizyki i atronomii Zadanie. Energia wizania (4 pkt) Wykre przedtawia przyblion zaleno energii wizania jdra przypadajcej na jeden nukleon od liczby maowej jdra.. ( pkt) Oblicz warto energii wizania jdra izotopu radonu (Rn) zawierajcego 86 protonów i 34 neutrony. Wynik podaj w megaelektronowoltach. Liczba maowa dla jdra izotopu radonu A = = 0. Energia wizania na jeden nukleon (odczytana z wykreu) jet równa 8 MeV. Energia wizania jdra radonu E w = 0 8 MeV = 760 MeV.. ( pkt) Wyjanij krótko pojcie jdrowego niedoboru may ( deficytu may ). Zapiz formu matematyczn pozwalajc obliczy warto niedoboru may, jeli znana jet energia wizania jdra. Jdrowy niedobór may ( deficyt may ) to rónica miedzy um ma kadników jdra atomowego (neutronów i protonów) a ma jdra. Warto niedoboru may mona obliczy korzytajc z zaady równowanoci may i energii E = mc. Nr zadania.. Wypenia Mak. liczba pkt egzaminator! Uzykana liczba pkt

13 Egzamin maturalny z fizyki i atronomii 3 BRUDNOPIS