PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII

Transkrypt

1 (wpisuje zdający pzed ozpoczęcie pacy) KOD ZDAJĄCEGO PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII Akusz I Pozio podstawowy Instukcja dla zdającego: Czas pacy 0 inut. Poszę spawdzić, czy akusz zawiea 6 ston. Ewentualny bak należy zgłosić pzewodnicząceu zespołu nadzoującego egzain.. Na dwóch ostatnich stonach akusza zaieszczona jest kata wzoów i stałych fizycznych. 3. Poszę uważnie czytać wszystkie polecenia. 4. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w iejscu na to pzeznaczony pzy każdy zadaniu. 5. W ozwiązaniach zadań achunkowych tzeba pzedstawić tok ozuowania powadzący do ostatecznego wyniku oaz paiętać o podaniu jednostek obliczanych wielkości. 6. W takcie obliczeń ożna kozystać z kalkulatoa. 7. Poszę pisać tylko w koloze niebieski lub czany, nie pisać ołówkie. 8. Nie wolno używać koektoa. 9. Błędne zapisy tzeba wyaźnie pzekeślić. 0. Budnopis nie będzie oceniany.. Obok każdego zadania podana jest aksyalna liczba punktów, któą ożna uzyskać za jego popawne ozwiązanie. Życzyy powodzenia! ARKUSZ I Pozio podstawowy CZERWIEC ROK 004 Za ozwiązanie wszystkich zadań ożna otzyać łącznie 50 punktów (wpisuje zdający pzed ozpoczęcie pacy) PESEL ZDAJĄCEGO

2 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 Wybane odpowiedzi wpisz w katki po pawej stonie pod zadanie. Zadanie. ( pkt) Saolot leciał najpiew 400 k na wschód, a następnie na północ. Pzeieszczenie saolotu na całej tasie wyniosło 500 k. Doga pzebyta pzez ten saolot jest ówna A) 500 k B) 700 k C) 800 k D) 900 k Zadanie. ( pkt) Aby uszyć z iejsca ciężką szafę, należy ją pchnąć, działając siłą o watości 00 N zwóconą pozioo. Gdy póbujey pzesunąć tę szafę, działając siłą o watości 50 N zwóconą pozioo, to siła tacia a wtedy watość ówną A) 50 N B) 50 N C) 00 N D) 350 N Zadanie 3. ( pkt) Dodatnio naładowana cząstka, pouszając się w póżni wzdłuż postej, wpada w obsza zaznaczony na ysunku. Cząstka opuszcza ten obsza wzdłuż postej n tak jak pokazano na ysunku. Na podstawie powyższych infoacji ożna stwiedzić, że w obszaze ty wytwozono jednoodne pole, któe scheatycznie pzedstawiono na ysunku ys. ys. ys. 3 ys. 4 n pole agnetyczne pole agnetyczne pole elektyczne pole elektyczne A) B) C) 3 D) 4 Zadanie 4. ( pkt) Tepeatua chłodnicy idealnego silnika cieplnego stanowi /5 tepeatuy źódła ciepła. Spawność tego silnika jest ówna A) 0% B) 40% C) 60% D) 80% stona z 6

3 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 Zadanie 5. ( pkt) Zależność aksyalnej enegii kinetycznej elektonów, wybijanych z katody fotokoóki, od długości fali elektoagnetycznej, padającej na katodę, popawnie pzedstawia wykes E E E E A) B) C) 3 D) 4 λλ λλ λλ λλ wykes wykes wykes 3 wykes 4 Zadanie 6. ( pkt) Według odelu Boha ato wodou pochłania lub eituje enegię tylko podczas pzejść elektonu poiędzy obitai stacjonanyi. Na ysunku poniżej pzedstawiono niektóe pzejścia poiędzy pozioai enegetycznyi. Pzejścia te oznaczono liczbai,, 3. Odpowiada i odpowiada eisja fal o długościach λ, λ, λ 3. Wskaż właściwe uszeegowanie długości fal. A) λ < λ < λ 3 B) λ < λ < λ 3 C) λ < λ 3 < λ D) λ 3 < λ < λ 3 n=5 n=4 n=3 n= n= n= stona 3 z 6

4 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 Zadanie 7. ( pkt) Świecącą niewielką żaówkę uieszczono na głównej osi optycznej soczewki skupiającej, w odległości 0 c od śodka soczewki. W tej sytuacji nie powstaje obaz żaówki. Jeżeli żaówkę uieściy w odległości 5 c od soczewki, to otzyany obaz żaówki będzie A) zeczywisty i poniejszony. B) pozony i powiększony. C) zeczywisty i powiększony. D) pozony i poniejszony. Zadanie 8. ( pkt) Enegia cieplna dociea ze Słońca na Księżyc dzięki A) tylko konwekcji. B) tylko poieniowaniu. C) konwekcji i poieniowaniu. D) pzewodnictwu i poieniowaniu. Zadanie 9. ( pkt) Planeta okąża gwiazdę po obicie eliptycznej. Watość pędkości liniowej planety podczas jej uchu jest największa w punkcie oznaczony nuee A) B) C) 3 D) Zadanie 0. ( pkt) Uządzenie do odbiou fal elektoagnetycznych z odległych galaktyk jest A) lase. B) cykloton. C) adioteleskop. D) ikoskop elektonowy. stona 4 z 6

5 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 Zadania otwate Zadanie. Statek i tatwa (3 pkt) Z pzystani A wyuszają jednocześnie w dół zeki statek i tatwa. Watość pędkości statku względe wody wynosi 5 /s. Statek dopływa po 0 inutach do pzystani B, gdzie zabiea na pokład pasażeów, co twa 0 inut. Gdy statek usza z pzystani B w stonę pzystani A, to tatwa dociea do pzystani B. Oblicz watość pędkości tatwy. W obliczeniach pzyjij stałą watość pędkości wody w zece. Pzystań A Pzystań B v wody Zadanie. Łódka ( pkt) Chłopiec o asie 50 kg znajduje się w łódce, któa spoczywa na powiezchni jezioa. Masa łódki wynosi 50 kg. W pewnej chwili chłopiec wyzuca pozioo z pędkością o watości 4 /s etalową kotwicę wzdłuż osi łódki. Masa kotwicy jest ówna 5 kg. Oblicz watość pędkości łódki względe wody. stona 5 z 6

6 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 Zadanie 3. Piłeczka (3 pkt) Poiędzy pionowyi pzewodzącyi płytai, naładowanyi tak jak na ysunku, zawieszono na cienkiej, jedwabnej nici lekką, ałą piłeczkę o asie g naładowaną dodatni ładunkie elektyczny. Nić odchyliła się od pionu o kąt 45 o. a) Naysuj siły działające na piłeczkę. Zachowaj odpowiednie popocje. ( pkt) b) Podaj watość siły elektostatycznej działającej na piłeczkę. Dokonaj niezbędnych obliczeń, pzyjij watość pzyspieszenia zieskiego ówną 0 /s. ( pkt) Zadanie 4. Zbionik z gaze (4 pkt) Stalowy zbionik o objętości 0, 3 zawiea azot pod ciśnienie 0,5 MPa i tepeatuze 0 o C. Zbionik zabezpieczony jest zawoe bezpieczeństwa otwieający się wtedy, gdy ciśnienie gazu osiągnie watość 0,6 MPa. Masa olowa azotu jest ówna 8 g/ol. a) Oblicz asę azotu znajdującego się w zbioniku. ( pkt) stona 6 z 6

7 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 b) Zbionik z gaze pozostawiono w nasłoneczniony iejscu. Oblicz, pzy jakiej tepeatuze gazu nastąpi otwacie zawou bezpieczeństwa. Załóż, że objętość zbionika nie ulega zianie. ( pkt) Zadanie 5. Ciężaki ( pkt) Uczniowie dysponowali dwoa óżnyi ciężakai i dwoa jednakowyi spężynai oaz dwoa nitkai. Znana była asa tylko jednego z ciężaków. Uczniowie zapoponowali tzy nietypowe doświadczalne etody powadzące do wyznaczenia asy dugiego ciężaka. A. Zawiesić ciężaki na jednakowych spężynach i ziezyć wydłużenie spężyn. B. Zawiesić ciężaki na niciach o jednakowej długości i ziezyć okesy dgań takich wahadeł, któe ożna taktować jak wahadła ateatyczne. C. Zawiesić ciężaki na jednakowych spężynach i ziezyć okesy dgań takich wahadeł. Wskaż, któa z zapoponowanych etod nie nadaje się do wyznaczenia asy ciężaka. Swój wybó kótko uzasadnij. Zadanie 6. Dyskietka ( pkt) Podaj, jakie zjawisko agnetyczne wykozystuje się podczas zapisu infoacji na dyskietce koputeowej. Nazwij własności agnetyczne ateiału, któy wykozystano jako nośnik infoacji. stona 7 z 6

8 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 Zadanie 7. Lase (6 pkt) Wiązka światła laseowego twozy z powiezchnią wody kąt 60 o. Długość fali świetlnej, wysyłanej pzez lase, jest ówna w powietzu 633 n, a bezwzględny współczynnik załaania wody wynosi 4/3. a) Oblicz długość fali świetlnej w wodzie. (3 pkt) b) Wykaż, że w sytuacji opisanej w teści zadania następujące stwiedzenie jest fałszywe: Kąt iędzy poienie odbity od powiezchni wody i poienie załaany jest niejszy od 0 o. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do odpowiednich paw. ( pkt) stona 8 z 6

9 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 Zadanie 8. Saochód ( pkt) Gdy saochód pousza się po pozioej dodze uche jednostajny postoliniowy z pędkością o watości 54 k/h, konieczne jest działanie siły o watości 000 N. Oblicz oc niezbędną do utzyania stałej watości pędkości saochodu. Zadanie 9. Metalowa kulka (5 pkt) Mała etalowa kulka o asie 0, kg spada swobodnie. a) Zapisz foułę ateatyczną (wzó) opisującą zależność enegii kinetycznej kulki od czasu jej spadania. ( pkt) b) Naysuj wykes ilustujący zależność enegii potencjalnej od czasu dla swobodnie spadającej kulki. Załóż, że kulka a asę 0, kg i spada z wysokości 45. W obliczeniach pzyjij watość pzyspieszenia zieskiego ówną 0 /s. Wykozystaj tabelę zaieszczoną poniżej (dokonaj odpowiednich obliczeń). (4 pkt) czas spadania w sekundach enegia potencjalna w dżulach 0 0,5,5,5 3 Obliczenia stona 9 z 6

10 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 Wykes Zadanie 0. Ato wodou ( pkt) W atoie wodou nieoznaczoność położenia elektonu jest ówna poieniowi jego obity w stanie podstawowy, czyli około 5, Oblicz niepewność poiau watości pędu elektonu w ty stanie. Zadanie. Izotop (4 pkt) 0 Czas połowicznego ozpadu izotopu 84 Po wynosi około 40 dni. a) Napisz ównanie eakcji ozpadu tego izotopu wiedząc, że w jej wyniku powstaje izotop 06 ołowiu 8 Pb. Podaj nazwę wyeitowanej cząstki. ( pkt) stona 0 z 6

11 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 b) Oblicz, jaka część początkowej asy tego izotopu pozostanie po upływie 40 tygodni. ( pkt) Zadanie. Dwa satelity (4 pkt) Po obitach kołowych kążą wokół Ziei dwa satelity. Minialna odległość iędzy satelitai wynosi 6 R z (R z poień Ziei, R z 6, ). Watość pędkości liniowej satelity znajdującego się dalej od Ziei jest dwa azy niejsza niż satelity znajdującego się bliżej Ziei. Oblicz długość poienia obity satelity kążącego bliżej Ziei. Załóż, że obity obu satelitów leżą w jednej płaszczyźnie. stona z 6

12 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 Zadanie 3. Diaga H R ( pkt) Obsewacja gwiazd i badanie chaakteyzujących je wielkości dopowadziły, na początku XX wieku, do spoządzenia pzez dwóch astonoów Ejnaa Hetzspunga i Heny ego Noisa Russela tzw. diagau Hetzspunga i Russela nazywanego w skócie diagae H R. Diaga Hetzspunga - Russela a) Podaj jak ze wzoste tepeatuy gwiazd, leżących na ciągu główny, zienia się ich oc poieniowania. (pkt) c) Astonoowie powadząc obsewacje stwiedzili zależności iędzy tepeatuą, jasnością gwiazd oaz ich type widowy (pzedstawione na diagaie H R). Zależności te ogą zostać wykozystane do ozwinięcia teoii opisującej ewolucję gwiazd. Podaj nazwę takiej etody postępowania. (pkt) stona z 6

13 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 Budnopis stona 3 z 6

14 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 Budnopis stona 4 z 6

15 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 Kata wybanych wzoów i stałych fizycznych Mechanika v(t) = v + 0 at at s(t) = s0 + v0t + v F a = a = t p = v p F = t F T = µ F N W = Fs cos (F, s) E kin = v W P = t ϕ π ω = = t T f = T v a = d v F = d M F g = G Teodynaika i własności ateii F p = S d = V Q = c Q = L w T Q = R pv = nrt c ϰ = c p V cp = cv + R U = Q + W F g γ = M E pot = G E pot = gh h << R z E V = v = I v = II pot GM R Z GM R Z T = const. 3 R F = kx x(t) = Asin( ωt + ϕ) v(t) = Aωcos( ωt + ϕ) a(t) = Aω sin( ωt + ϕ) E pot = kx T = π M ε = I W = p V Wu η = Wc Q Q η = Q l g η = T = π K = I ω W Q T T η = T k Elektyczność, agnetyz, fale, optyka i fizyka współczesna Qq F = 4πε0ε F E = q Qq E pot = 4πε ε 0 Epot V = q U E = d Q S C = C U = ε ε 0 d = + + L + C C C C calk calk C = C + C + L + C Q I = t U = IR n n l R = ρ S R = R + R + L + calk R calk I calk I k n k= U R = + + L + R R R = n k= k + ε j = j= 0 ε I = R z + w P = IU F = qvb sin (v, B) F = BIl sin ( l, B) Φ = BS cos (B,S) B µ I 0µ = π I B = µ 0 µ n l n µ B 0 µ = I µ 0µ II l F = π n Φ εsem = t S L = µ 0µ n l U n I = = U n I v λ = f v sin = v sin = f x + α n = β n y ε SEM I = L t nλ = d sin α n = + f n R E = c E = hf 0 = v c h x p π R h p = λ c n = v D = f stona 5 z 6

16 PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY - CZERWIEC 004 Pzedostki Mnożnik Pzedostek giga ega kilo hekto deka decy centy ili iko nano Oznaczenie G M k h da d c µ n Ważniejsze stałe fizyczne Pzyspieszenie zieskie g = 9,8 0 s s Liczba Avogado 3 NA = 6,0 0 ol Stała Plancka 34 h 6,63 0 Js Masa spoczynkowa elektonu e = 9, 0 3 kg Masa Ziei = 5,98 0 M Z 4 kg Objętość ola gazu w waunkach noalnych 3 d V =,4 ol Pzenikalność dielektyczna póżni C ε 0 = 8,85 0 N Masa spoczynkowa potonu p =, kg Śedni poień Ziei R Z = 6370 k Stała gazowa J R = 8,3 olk Pzenikalność agnetyczna póżni 7 N µ 0 = 4π 0 A Masa spoczynkowa neutonu 7 =,68 0 kg p Stała gawitacji N G = 6,67 0 kg Stała Boltzanna 3 J k B =,38 0 K Pędkość światła w póżni 8 c 3 0 s Ładunek elektonu e =,6 0 9 C stona 6 z 6