WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA GIMNAZJALISTÓW WOJEWÓDZTWA WARMIŃSKO - MAZURSKIEGO

Transkrypt

1 Pieczęć Kod ucznia Wypełnić po rozkodowaniu pracy! (imię i nazwisko) Razem Drogi Uczniu! WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA GIMNAZJALISTÓW WOJEWÓDZTWA WARMIŃSKO - MAZURSKIEGO ETAP WOJEWÓDZKI Witaj na wojewódzkim etapie Konkursu z Fizyki. Przeczytaj uważnie instrukcję i postaraj się prawidłowo odpowiedzieć na wszystkie pytania. Arkusz liczy 12 stron i zawiera 23 zadania, które mają różną formę i różny stopień trudności. Przed rozpoczęciem pracy sprawdź, czy Twój test jest kompletny. Jeżeli zauważysz usterki, zgłoś je Komisji Konkursowej. Nie wpisuj swojego imienia i nazwiska! Zadania czytaj uważnie i ze zrozumieniem. W zadaniach zamkniętych tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa. Wstaw znak x w kwadracik obok wybranej odpowiedzi. W razie pomyłki, złą odpowiedź otocz kółkiem, a następnie zaznacz znakiem x prawidłową. Rozwiązania zadań otwartych zapisz czytelnie i starannie w wyznaczonych miejscach. Jeśli pomylisz się, przekreśl błędną odpowiedź i zapisz poprawne rozwiązanie obok. Nie używaj korektora! Pracuj spokojnie, ale jednocześnie kontroluj upływ czasu! Rozsądnie gospodaruj czasem przeznaczonym na pisanie testu. Jeżeli zadanie sprawia Ci kłopot, wróć do niego pod koniec. Nie zapominaj o jednostkach wielkości fizycznych! Do obliczeń możesz użyć prostego kalkulatora! Brudnopis nie podlega ocenie. Pracuj samodzielnie. W zadaniach przyjmij: przyspieszenie ziemskie jako równe 10 m/s 2 ; gęstość wody równą 1000 kg/m 3 ; ciepło właściwe wody J / kg C; ciepło właściwe żelaza 450 J /kg C; ciśnienie atmosferyczne 1013 hpa. Powodzenia! 20 lutego 2015 r. Czas pracy: 90 minut Liczba punktów możliwych do uzyskania: 90

2 Strona 2 Zadanie 1. (0-4) W odległości 70 cm od soczewki skupiającej, o ogniskowej 0,5 m, umieszczono świecę. Na ekranie uzyskano ostry obraz. Oceń prawdziwość poniższych wypowiedzi. 1.1 Na ekranie powstał obraz pozorny 1.2 Na ekranie uzyskano obraz powiększony 1.3 Na ekranie uzyskano obraz prosty 1.4 Zdolność skupiająca soczewki wynosiła 0,5 D Zadanie 2. (0-1) Jak zachowają się stalowe pinezki, przedstawione na rysunku, po zetknięciu magnesów najbliższymi biegunami? A. odpadną tylko skrajne B. odpadną tylko środkowe C. odpadną wszystkie D. wszystkie pozostaną na swoim miejscu Zadanie 3. (0-1) Po zbliżeniu naelektryzowanej laski ebonitowej do igły magnetycznej obserwujemy: A. wzajemne odpychanie B. wzajemne przyciąganie C. przyciąganie lub odpychanie w zależności od bieguna magnetycznego, do którego zbliżamy laskę D. brak oddziaływania Zadanie 4. (0-1) Czym różni się światło o barwie zielonej od światła o barwie czerwonej? A. tylko długością fali B. tylko prędkością rozchodzenia się w danym ośrodku C. tylko częstotliwością D. wszystkimi powyższymi cechami Zadanie 5. (0-1) Magnes przyciąga stalowy pręt z siłą 1,2N. Jeżeli pręt ma masę czterokrotnie mniejszą niż magnes to pręt A. przyciąga magnes z siłą o mniejszej wartości. B. przyciąga magnes z siłą o większej wartości. C. D. przyciąga magnes z siłą o tej samej wartości. odpycha magnes. Str. 2

3 Strona 3 Zadanie 6. (0-4) Wykresy przedstawiają zależności prędkości od czasu dla prostoliniowego ruchu trzech pojazdów. Każdemu zdaniu z lewej kolumny przyporządkuj uzasadnienie (wpisując w pustą kratkę odpowiednią literę). 6.1 Z największym przyspieszeniem porusza się pierwszy pojazd. A. Samochody wyścigowe przyspieszają do 100 km/h w ciągu niecałych 10 s, więc ich przyspieszenia mają wartości rzędu kilku m/s Przyspieszenie żadnego z pojazdów nie jest tego rzędu co przyspieszenie samochodu wyścigowego. B. Na przykład w 20 s jego prędkość wzrosła do 20 m/s, podczas gdy prędkość pozostałych pojazdów wzrosła w tym samym czasie o mniejszą wartość. 6.3 Pojazdy poruszają się ruchem jednostajnie przyspieszonym. C. Wartość przyspieszenia obliczono, dzieląc przyrost prędkości przez czas, w którym ten przyrost nastąpił. 6.4 Wartość przyspieszenia drugiego pojazdu jest równa 0,5 m/s 2. D. Wynika to z faktu, że wykresy zależności v(t) są półprostymi nachylonymi pod kątem ostrym do osi czasu. Zadanie 7. (0-1) Elektroskop jest naelektryzowany ujemnie. Jeśli dotkniesz go przewodnikiem, to A. nastąpi uziemienie, ponieważ ładunek ujemny przepłynie przez przewodnik i twoje ciało do ziemi. B. nastąpi zobojętnienie, ponieważ ładunek ujemny przepłynie do przewodnika i rozłoży się w nim równomiernie. C. część ładunków z elektroskopu przepłynie do przewodnika, który naelektryzuje się ujemnie. D. nastąpi uziemienie, ponieważ ładunek dodatni przepłynie z ziemi przez ciało i przewodnik do elektroskopu. Zadanie 8. (0-1) Janek dwa razy gotował wodę na kuchence, w garnku z pokrywką. Za każdym razem zagotowała się ona po 10 minutach. Za pierwszym razem Janek przykrył garnek po 5 minutach, a za drugim - odwrotnie - zdjął pokrywkę po 5 minutach. Ciśnienie atmosferyczne w obu przypadkach było takie samo. Za którym razem w garnku było więcej wody? A. za pierwszym B. za drugim C. jednakowo D. zbyt mało danych, aby to określić Zadanie 9. (0-1) Nadmuchany balonik zanurzono całkowicie w basenie z wodą o stałej temperaturze. Jak zmieni się siła wyporu, gdy zanurzymy go jeszcze głębiej? A. nie zmieni się B. wzrośnie C. zmaleje D. jest związana z temperaturą wody Str. 3

4 Strona 4 Zadanie 10. (0-1) Wodę ze zlewki przelano do menzurki o dwukrotnie mniejszej średnicy. W menzurce ciśnienie wywierane przez wodę na dno w porównaniu z ciśnieniem w zlewce jest A. dwukrotnie większe, a nacisk cieczy na dno jest taki sam. B. dwukrotnie mniejsze, a nacisk cieczy na dno jest dwukrotnie większy. C. czterokrotnie większe, a nacisk cieczy na dno jest taki sam. D. takie samo, a nacisk cieczy na dno jest dwukrotnie większy. Zadanie 11. (0-1) Kąt między promieniem padającym na zwierciadło płaskie a odbitym wynosi 60. Jaki kąt utworzą promienie padający i odbity, gdy zwierciadło obrócimy o 10 zgodnie z ruchem wskazówek zegara? A. 10 B. 20 C. 30 D. 80 Zadanie 12. (0-5) Oceń prawdziwość poniższych wypowiedzi Zwierciadło płaskie pozwala zawsze otrzymać obraz rzeczywisty Zdolność skupiającą soczewki wyrażamy w dioptriach Obraz w oku krótkowidza powstaje przed siatkówką Soczewka skupiająca pozwala zawsze otrzymać obraz rzeczywisty Światło lasera jest światłem monochromatycznym. Zadanie 13. Uczniowie wykonują doświadczenia z wykorzystaniem zwierciadła kulistego wklęsłego. Zadanie 13.1 (0-1) Na rysunkach poniżej przedstawiono położenie ogniska w zwierciadle kulistym wklęsłym. W którym przypadku zostało ono narysowane poprawnie? A. I B. II C. III D. w żadnym Zadanie 13.2 (0-1) Promień krzywizny zwierciadła kulistego wklęsłego wynosi 16 cm. Odległość ogniska od zwierciadła wynosi: A. 2 cm B. 4 cm C. 8 cm D. 16 cm Str. 4

5 Zadanie 14. (0-2) Strona 5 Posługując się zamieszczonym rysunkiem wybierz właściwe uzupełnienia zdania i jego uzasadnienie. W szkle szybciej rozchodzi się światło barwy A. czerwonej, B. fioletowej, ponieważ C. większemu kątowi załamania odpowiada większa prędkość. D. mniejszemu kątowi załamania odpowiada większa prędkość. Zadanie 15. (0-7) Obok przedstawiono wykres sporządzony dla windy oraz samochodu poruszającego się po drodze prostoliniowej. a) Jeśli na wykresie przedstawiono, jak zmienia się w czasie wysokość, na której znajdowała się winda oznacza to, że 15.1 w przedziale czasu 3 winda przebyła dłuższą drogę niż w przedziale czasu 1 i w przedziale czasu 2 winda nie poruszała się w przedziale czasu 1 winda przebyła taką sama drogę jak w przedziale czasu 3. b) Jeśli na osi pionowej odłożono prędkość v samochodu, oznacza to, że: 15.4 w przedziale 2 samochód jechał ruchem jednostajnym zmiana prędkości w jednej sekundzie w przedziale 1 była większa niż zmiana prędkości w jednej sekundzie w przedziale w przedziale czasu 1 samochód poruszał coraz szybciej, a w przedziale czasu 3 coraz wolniej w przedziale czasu 1 samochód poruszał się coraz wolniej w przedziale czasu 2 stał, a w przedziale czasu 3 poruszał się coraz szybciej. Zadanie 16. (0-1) Na soczewkę skupiającą o ogniskowej f, wzdłuż głównej osi optycznej pada równoległa wiązka światła. Jeżeli wiązka, po opuszczeniu układu soczewka zwierciadło płaskie, ma wrócić jako równoległa, odległość między zwierciadłem płaskim, a soczewką powinna być równa: A. 0,25 f B. 0,5 f C. 1 f D. 2 f Str. 5

6 Strona 6 Zadanie 17. Adam rzucił pionowo w górę kulę o masie 1 kg, nadając jej energię kinetyczną 200 J. Zadanie 17.1 (0-4) Oblicz, na jakiej wysokości jej energia kinetyczna zmaleje o połowę. Zadanie 17.2 (0-4) Oblicz, na jakiej wysokości jej prędkość zmaleje o połowę. Zadanie 18. (0-3) Galeon Mars zbudowano z drewna dębowego. Był wyposażony w 107 dział i miał maksymalną ładowność t. Załoga liczyła 800 osób. W roku 1563 galeon zatonął w Bałtyku i jego wrak leży na głębokości 73 m. (gęstość wody morskiej jest o 30 kg/m 3 większa niż gęstość wody słodkiej). Oblicz całkowite ciśnienie wywierane na nurka, płynącego 2 m nad dnem, gdy odkrywał galeon. Wynik podaj w hpa. Str. 6

7 Strona 7 Zadanie 19. Stalowy pocisk o masie 10 gram, lecący z prędkością 720 km/h, przebił belkę i poleciał dalej z prędkością 180 km/h (0-4) Oblicz pracę, jaką wykonał pocisk przebijając belkę i podaj, ile wynosiła praca sił tarcia (0-2) Oblicz wartość siły tarcia, jeżeli belka miała 40 cm grubości. Zadanie 20. (0-7) Kowal Andrzej, kując podkowę o masie 0,25 kg, uderza w nią młotem o masie 5 kg, który spada z wysokości 60 cm. Podczas uderzenia 10% energii młota ulega rozproszeniu, a 60% pozostałej energii powoduje zwiększenie energii wewnętrznej podkowy. Oblicz, o ile stopni ogrzeje się podkowa podczas 10 uderzeń młotem. Str. 7

8 Strona 8 Zadanie 21. Karolina bardzo lubi grać na fortepianie. Naciskając klawisze powoduje, że połączone z nimi młoteczki uderzają w struny, które drgając, stają się źródłem dźwięków. Zadanie 21.1 (0-2) Człowiek słyszy dźwięki o częstotliwościach z zakresu od 16 Hz do Hz. Oblicz najmniejszą i największą długość fal dźwiękowych, które słyszy człowiek. Do obliczeń przyjmij, że fala dźwiękowa rozchodzi się w powietrzu z prędkością 340 m/s. Zadanie 21.2 (0-1) Oblicz, w jakiej odległości od fortepianu znajduje się ściana, jeśli do uszu Karoliny ponownie dociera grana przez nią melodia z opóźnieniem 0,1 s. Zadanie 22. Wojtek gotuje 2 litry wody o temperaturze początkowej t o = 10 C, korzystając z grzałki o oporze R = 26,45 Ω podłączonej do gniazda o napięciu 230 V. (Nie bierzemy pod uwagę strat energii) Zadanie 22.1 (0-2) Oblicz moc grzałki. Str. 8

9 Zadanie 22.2 (0-4) Strona 9 Oblicz, ile razy energia, jaką trzeba dostarczyć, aby odparować całość wody w temperaturze wrzenia, jest większa od energii, jaką należy zużyć do zagotowania tej wody. c p =2 260 kj/kg. Zadanie 22.3 (0-2) Oblicz czas potrzebny do zagotowania wody. Zadanie 22.4 (0-2) Oblicz, ile kwh energii zużyłby Wojtek do odparowania takiej ilości wody, począwszy od temperatury początkowej? Str. 9

10 Strona 10 Zadanie 22.5 (0-3) Tarcza licznika energii elektrycznej, odmierzając 1 kwh pobranej energii elektrycznej, wykonuje 375 obrotów. Oblicz liczbę pełnych obrotów tarczy licznika podczas podgrzewania przez Wojtka wody od temperatury początkowej do temperatury wrzenia. Zadanie 22.6 (0-4) Narysuj wykres zależności temperatury od dostarczonej energii w całym procesie. Zadanie 23. Po oceanie dryfuje ze stałą prędkością niewielka góra lodowa o masie 1000 t. Góra ta zbudowana jest z lodu o gęstości 920 kg/m 3, natomiast woda oceaniczna ma gęstość 1030 kg/m 3. Zadanie 23.1 (0-2) Oblicz ciężar i objętość góry lodowej. Str. 10

11 Zadanie 23.2 (0-1) Strona 11 Oblicz wartość siły wyporu działającej na górę lodową. Zadanie 23.3 (0-4) Oblicz, jaka część góry lodowej wystaje ponad lustro wody, wynik podaj w procentach? Zadanie 23.4 (0-1) Gdyby góra lodowa wpłynęła na bardziej zasolony obszar to A. zmieniłaby się siła wyporu i zanurzenie. B. zmieniłoby się zanurzenie. C. D. zmieniłaby się siła wyporu. nic nie ulegnie zmianie. Zadanie 23.5 (0-4) Ile niedźwiedzi polarnych o masie 250 kg każdy, mogłoby zmieścić się na górze lodowej nie powodując jej zatonięcia. Załóż, że kształt geometryczny góry umożliwiałby niedźwiedziom usadowienie się na niej. Str. 11

12 Strona 12 BRUDNOPIS