EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII

Transkrypt

1 Miejce na naklejk z kode zkoy dylekja MFA-P1_1P-07 EGAMIN MATURALNY FIYKI I ASTRONOMII POIOM PODSTAWOWY MAJ ROK 007 Cza pracy 10 inut Intrukcja dla zdajcego 1. Sprawd, czy arkuz egzainacyjny zawiera 11 tron (zadania 1 3). Ewentualny brak zgo przewodniczceu zepou nadzorujcego egzain.. Rozwizania i odpowiedzi zapiz w iejcu na to przeznaczony przy kady zadaniu. 3. W rozwizaniach zada rachunkowych przedtaw tok rozuowania prowadzcy do otatecznego wyniku oraz paitaj o jednotkach. 4. Piz czytelnie. Uywaj dugopiu/pióra tylko z czarny tuze/atraente. 5. Nie uywaj korektora, a bdne zapiy wyranie przekrel. 6. Paitaj, e zapiy w brudnopiie nie podlegaj ocenie. 7. Podcza egzainu oez 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 egzainatora. 9. Na karcie odpowiedzi wpiz woj dat urodzenia i PESEL. aaluj pola odpowiadajce cyfro nueru PESEL. Bdne zaznaczenie otocz kókie i zaznacz waciwe. yczyy powodzenia! a rozwizanie wzytkich zada ona otrzya cznie 50 punktów Wypenia zdajcy przed rozpoczcie pracy PESEL DAJCEGO KOD DAJCEGO

2 Egzain aturalny z fizyki i atronoii ADANIA AMKNITE W zadaniach od 1. do 10. wybierz i zaznacz na karcie odpowiedzi jedn poprawn odpowied. adanie 1. (1 pkt) Dwaj rowerzyci poruzajc i w kierunkach wzajenie protopadych oddalaj i od iebie z prdkoci wzgldn o wartoci 5 /. Warto prdkoci jednego z nich jet równa 4 /, natoiat warto prdkoci drugiego rowerzyty wynoi A. 1 /. B. 3 /. C. 4,5 /. D. 9 /. adanie. (1 pkt) Spadochroniarz o aie 75 kg opada na padochronie pionowo w dó z prdkoci o taej wartoci 5 /. Sia oporów ruchu a warto okoo A. 5 N. B. 75 N. C. 50 N. D. 750 N. adanie 3. (1 pkt) Linie pola agnetycznego wokó dwóch równolegych uiezczonych bliko iebie przewodników, przez które pyn prdy elektryczne o jednakowych nateniach, tak jak pokazano poniej, prawidowo ilutruje ryunek A. 1. B.. C. 3. D. 4. ryunek 1 ryunek ryunek 3 ryunek 4 adanie 4. (1 pkt) Monochroatyczna wizka wiata wyana przez laer pada protopadle na iatk dyfrakcyjn. Na ekranie pooony za iatk dyfrakcyjn oey zaoberwowa A. jednobarwne prki dyfrakcyjne. B. pojedyncze wido wiata biaego. C. pojedynczy jednobarwny pa wiata. D. wida wiata biaego uoone yetrycznie wzglde prka zerowego. adanie 5. (1 pkt) aada nieoznaczonoci Heienberga twierdza, e A. i dokadniej utaliy warto pdu cztki, ty dokadniej znay jej pooenie. B. i dokadniej utaliy warto pdu cztki, ty niej dokadnie znay jej pooenie. C. nie a zwizku poidzy dokadnociai utalenia wartoci pdu i pooenia cztki. D. i niej dokadnie znay warto pdu cztki, ty niej dokadnie oey utali jej pooenie.

3 Egzain aturalny z fizyki i atronoii 3 adanie 6. (1 pkt) Wizka dodatnio naadowanych cztek pochodzenia koicznego dociera do iei protopadle do jej powierzchni w okolicach równika (ry.). W wyniku dziaania ziekiego pola agnetycznego zotanie ona odchylona w kierunku A. pónocny. B. poudniowy. C. wchodni. D. zachodni. Pn S N o obrotu iei W adanie 7. (1 pkt) Rozcignicie pryny o 1 c z pooenia równowagi wyaga wykonania pracy J. Rozcignicie tej aej pryny o 3 c, równie z pooenia równowagi, wyaga wykonania pracy A. 6 J. B. 1 J. C. 18 J. D. 4 J. adanie 8. (1 pkt) Podcza przejcia wizki wiata z orodka o wikzy wpóczynniku zaaania do orodka o niejzy wpóczynniku zaaania dugo fali prdko fali A. ronie, ronie, B. ronie, aleje, C. aleje, ronie, D. aleje, aleje, adanie 9. (1 pkt) Sprawno ilnika cieplnego wynoi 0%. W cigu 1 godziny ilnik oddaje do chodnicy 0 kj energii. W ty czaie pobiera on z grzejnika energi ciepln o wartoci A. 5 kj. B. 40 kj. C. 50 kj. D. 100 kj. adanie 10. (1 pkt) Trzy czwarte pocztkowej liczby jder pewnego izotopu proieniotwórczego ulega rozpadowi w czaie 4 godzin. Okre poowicznego rozpadu tego izotopu jet równy A. godziny. B. 4 godziny. C. 8 godzin. D. 1 godzin. Pd

4 4 Egzain aturalny z fizyki i atronoii ADANIA OTWARTE Rozwizania zada o nuerach od 11 do 3 naley zapia w wyznaczonych iejcach pod treci zadania. 11. Saochód ( pkt) Saochód ruza z iejca ruche jednotajnie przypiezony z przypiezenie o wartoci 3 / i poruza i po protoliniowy, pozioy odcinku autotrady. Oblicz warto prdkoci redniej aochodu po pierwzych czterech ekundach ruchu. r t at v v r 3 4 vr v ; 6 r at at t 1. Wagon ( pkt) Lokootywa anewrowa pchna wagon o aie 40 ton nadajc u pocztkow prdko o wartoci 5 /. Wagon poruzajc i ruche jednotajnie opóniony zatrzya i po upywie 0. Oblicz warto iy haujcej wagon. v a t F a 5 3 F 4010 kg 0 4 F 10 N F = v t 13. Pika (3 pkt) Ginatyczka wyrzucia pionowo w gór pik z prdkoci o wartoci 4 /. Pika w oencie wyrzucania znajdowaa i na wyokoci 1 liczc od podogi. Oblicz warto prdkoci, z jak pika uderzy o podog. aó, e na pik nie dziaa ia oporu. 0 v v E E k p E gh 0 0 k 0 gh v= v 0 v v gh ; 6 v v

5 Egzain aturalny z fizyki i atronoii Kule (3 pkt) Dwie ae jednorodne kule A i B o jednakowych aach uiezczono w odlegoci 10 c od iebie. Kule te oddziayway wówcza i grawitacji o wartoci 6, N. Obok tych kul uiezczono a jednorodn kul C tak, jak pokazano na ryunku (widok z góry). Maa kuli C jet czterokrotnie wikza od ay kuli B, a odlego poidzy kul B i C wynoi 0 c. F AB A F W B F BC C Oblicz warto wypadkowej iy grawitacji dziaajcej na kul B. FAB G r 4 BC F G G r r F F AB BC F FAB FBC FAB w F W 9 9 6,6710 N ; F 9,43 10 N W 15. Pierwza prdko koiczna ( pkt) Wyka (nie obliczajc wartoci liczbowych), e warto pierwzej prdkoci koicznej dla iei ona obliczy z zalenoci v g R gdzie: g warto przypiezenia ziekiego na powierzchni iei, a M v I= G R oraz M g G GM gr R R proie iei. R v I= g R gr Nr zadania Wypenia Mak. liczba pkt 3 3 egzainator! Uzykana liczba pkt

6 6 Egzain aturalny z fizyki i atronoii 16. Mar (4 pkt) Planuje i, e do 00 roku zotanie zaoona na powierzchni Mara baza dla koonautów. Wikzo czau podcza lotu na Mara tatek koiczny bdzie podróowa z wyczonyi ilnikai napdowyi ( pkt) Utal, czy podcza lotu na Mara (z wyczonyi ilnikai) koonauci bd przebywali w tanie niewakoci. Odpowied krótko uzaadnij, odwoujc i do praw fizyki. Tak, koonauci podcza lotu na Mara (z wyczonyi ilnikai) bd przebywali w tanie niewakoci. Oba ciaa (koonauta i tatek koiczny) poruzaj i pod wpywe i, które nadaj i jednakowe przypiezenia, zate koonauci nie bd odczuwali dziaania i cikoci. Wokó Mara kr dwa kiyce Fobo (Groza) i Dejo (Strach). Obiegaj one planet po prawie koowych orbitach pooonych w pazczynie jej równika. W tabeli poniej podano podtawowe inforacje dotyczce kiyców Mara. Kiyc rednia odlego od Mara w ty. k Okre obiegu w dniach rednica w k Maa w 10 0 kg Gto w kg/ 3 Fobo 9,4 0,3 7 0, Dejo 3,5 1,6 13 0, Na podtawie: "Atla Ukadu Sonecznego NASA", Prózyki i S-ka, Warzawa 1999 r ( pkt) Wyka, korzytajc z danych w tabeli i wykonujc niezbdne obliczenia, e dla kiyców Mara penione jet III prawo Keplera. T cont, zate TF R T R R r F D D (0,3dnia) (1,6dnia) (9,410 ) (3,510 ) ,3 10 1, 10

7 Egzain aturalny z fizyki i atronoii aaanie wiata (4 pkt) Monochroatyczna wizka wiata biegnca w powietrzu pada na przeroczyt pytk pako-równoleg tak jak pokazano na ryunku. 30 o ( pkt) Oblicz wpóczynnik zaaania ateriau, z którego wykonano pytk. Wykorzytaj inforacje zawarte na ryunku oraz tabel ( pkt) apiz dwa warunki, jakie uz by penione, aby na granicy dwóch orodków wytpio zjawiko cakowitego wewntrznego odbicia. 1. wiato ui pada na granic dwóch orodków przy warunku n < n 1.. Kt padania proienia wiata ui penia warunek > gr. 18. Wahado ateatyczne (6 pkt) Równanie opiujce zaleno wychylenia od czau, dla aej kulki zawiezonej na cienkiej nici i poruzajcej i ruche haroniczny, a w ukadzie SI pota: x = 0,0in 0 t. Do oblicze przyjij, e ukad ten ona traktowa jako wahado ateatyczne oraz, e warto przypiezenia ziekiego jet równa 10 / ( pkt) Oblicz dugo tego wahada. 30 o Kt padania = 90º 30º = 60º, a kt zaaania = 30º in n in in 60 0,8660 n ; n ; n 1,73 in 30 0,5000 = 30 o = 45 o = 60 o in 0,5000 0,7071 0,8660 co 0,8660 0,7071 0,5000 tg 0,5774 1,0000 1,731 ctg 1,731 1,0000 0,5774 x Aint x 0,0in 0t T 0 T l g ; ; gt l l l 0,5 4 4 Nr zadania Wypenia Mak. liczba pkt egzainator! Uzykana liczba pkt

8 8 Egzain aturalny z fizyki i atronoii 18.. (4 pkt) Przedtaw na wykreie zaleno wychylenia tego wahada od czau. Na wykreie zaznacz wartoci liczbowe aplitudy oraz okreu drga. obliczenia T T 0 ; T 1,40 wykre x, 0,0 0 0,7 1,4,1,8 t, 0,0 19. Gaz ( pkt) W cylindrze o objtoci 15 d 3 znajduje i wodór. Cinienie wodoru jet równe 1013,8 hpa, a jego teperatura wynoi 7 o C. Oblicz liczb oli wodoru znajdujcych i w cylindrze. pv nrt n pv RT Pa 1510 n J 8,31 300K olk n 0,61ola

9 Egzain aturalny z fizyki i atronoii 9 0. Ato wodoru (3 pkt) Elektron w atoie wodoru przechodzi z orbity drugiej na pierwz. Ato eituje wówcza wiato, którego dugo fali w próni wynoi 1, (1 pkt) Oblicz cztotliwo fali wyyanej podcza tego przejcia. c c f f f , 10 f 15,4610 Hz 0.. ( pkt) Oblicz energi eitowanego fotonu. Wynik podaj w ev. E hf c f hc E ,6310 J 310 E 7 1, E 16,3010 J 19 16,3010 J E 1,6 10 J 19 ev E 10,18eV Nr zadania Wypenia Mak. liczba pkt 4 1 egzainator! Uzykana liczba pkt

10 10 Egzain aturalny z fizyki i atronoii 1. Reakcje jdrowe (3 pkt) 7 Bobardowanie jder glinu 13 Al neutronai wywouje róne kutki w zalenoci od ich prdkoci. Powolne neutrony zotaj pochonite przez jdra glinu. Neutrony o wikzych prdkociach powoduj powtanie jder agnezu (Mg) i eij protonów. Jezcze zybze neutrony wyzwalaj eij cztek i powtanie jder odu (Na). apiz opiane powyej reakcje Al n Al Al n Mg p Al n Na He. Elektron (3 pkt) Elektrony w kinekopie telewizyjny przypiezane napicie 14 kv. Oblicz dugo fali de Brogliea dla padajcego na ekran elektronu. Efekty relatywityczne poi. h h p ev p v e e h h ; eu eu e 34 e ev 3. Fotokoórka (3 pkt) Oblicz inialn warto pdu fotonu, który padajc na wykonan z cezu katod fotokoórki powoduje przepyw prdu. Praca wyjcia elektronów z cezu wynoi,14 ev. eu v 6,6310 J 11 ; 1, ,610 C1410 V9,110 kg hf W E E 0 k k hf W gr eu e h p c f hf gr W p ; p c c 19 J W,14eV 1,610 p ev ; p1,14 10 c kg Nr zadania 1 3 Wypenia Mak. liczba pkt egzainator! Uzykana liczba pkt

11 Egzain aturalny z fizyki i atronoii 11 BRUDNOPIS