EGZAMIN MATURALNY 2011 FIZYKA I ASTRONOMIA

Transkrypt

1 Centralna Komisja Egzaminacyjna w Warszawie EGZAMIN MATURALNY 011 FIZYKA I ASTRONOMIA POZIOM PODSTAWOWY MAJ 011

2 Zadanie 1. (0 1) Obszar standardów Tworzenie informacji Opis wymaga Interpretacja wykresów, powi zanie pracy z polem pod wykresem D. Tylko na 1 i 3. Zadanie. (0 1) Zastosowanie poj cia niewa ko ci D. bliska zeru. Zadanie 3. (0 1) Okre lenie cech obrazu w soczewce skupiaj cej A. pozorny, prosty i powi kszony. Zadanie 4. (0 1) Znajomo i rozumienie poj cia izotopu D. j dra o tych samych liczbach atomowych, ale o ró nych liczbach neutronów. Zadanie 5. (0 1) Opisanie ruchu drgaj cego, pos ugiwanie si poj ciem energii potencjalnej B. energia potencjalna jest minimalna, a przyspieszenie równe zero. Zadanie 6. (0 1) Opisanie przej cia wiat a przez siatk dyfrakcyjn B. czerwony, a najmniej niebieski.

3 3 Zadanie 7. (0 1) C. Zadanie 8. (0 1) Tworzenie informacji Analiza wykresów, opisanie przemiany izobarycznej i izochorycznej p 1 3 T Zbudowanie modelu fizycznego wyja niaj cego o wietlenie Ksi yca przez S o ce C. jest cz ciowo o wietlona promieniami s onecznymi, a wielko cz ci o wietlonej zale y od fazy Ksi yca. Zadanie 9. (0 1) Zastosowanie zasady zachowania energii mechanicznej B. równ 400 J. Zadanie 10. (0 1) Skorzystanie z diagramu Hertzsprunga-Russella A. klasyfikowa gwiazdy. Zadanie 11. (0 5) (0-3) Narysowanie wykresu wg danych przedstawionych w tabeli F, N v, m/s

4 4 3 p. poprawny opis i wyskalowanie osi oraz naniesienie punktów, wykre lenie g adkiej krzywej p. poprawny opis i wyskalowanie osi oraz naniesienie punktów, po czenie punktów lini aman lub brak po czenia punktów poprawny opis i wyskalowanie osi, b d w naniesieniu 1 lub punktów, wykre lenie g adkiej krzywej niepe ny opis lub wyskalowanie osi (np. pomini cie jednostek lub symbolu wielko ci), poprawne naniesienie punktów, wykre lenie g adkiej krzywej 1 p. poprawny opis i wyskalowanie osi, b d w naniesieniu 3 punktów lub brak naniesienia punktów niepe ny opis lub wyskalowanie osi (np. pomini cie jednostek lub symbolu wielko ci), b d w naniesieniu 1 lub punktów, wykre lenie g adkiej krzywej niepe ny opis lub wyskalowanie osi (np. pomini cie jednostek lub symbolu wielko ci), poprawne naniesienie punktów, po czenie punktów lini aman lub brak po czenia punktów brak wyskalowania i opisu osi, pozosta e elementy poprawne (przy domy lnym wyskalowaniu) 0 p. b dy we wszystkich elementach lub brak odpowiedzi 11.. (0 1) Odczytanie informacji przedstawionej na wykresie Opór o warto ci 100 N b dzie przy pr dko ci ok. 3,5 m/s. 1 p. poprawna warto pr dko ci 0 p. b dna warto lub brak odpowiedzi (0 1) Tworzenie informacji Przyk ady poprawnej odpowiedzi Powinien si pochyli Powinien na o y g adki ubiór Powinien na o y op ywowy kask Powinien przyj bardziej aerodynamiczn postaw Powinien zmniejszy powierzchni oporu Zastosowanie praw fizyki do rozwi zywania problemów praktycznych 1 p. poprawna odpowied (jedna z powy szych lub równowa na) 0 p. b dna odpowied lub brak odpowiedzi. Zadanie 1. (0 4) 1.1. (0 ) Opisanie ruchu jednostajnego po okr gu, obliczenie pr dko ci w ruchu jednostajnym Do wzoru v = R/T podstawiamy warto ci R = 108 km = 1, m oraz T = 37 h = 1, s. W wyniku otrzymujemy v = 5,1 m/s.

5 5 p. wykonanie powy szych oblicze 1 p. zapisanie wzoru i wybór poprawnych wielko ci R i T, z b dem przy przeliczeniu jednostek lub b dnym obliczeniem, lub niewykonanym obliczeniem zapisanie wzoru z uwzgl dnieniem promienia orbity i (b dnym) uwzgl dnieniem promienia satelity oraz obliczenia zgodne z tym wzorem 0 p. b dny wzór lub b dny wybór danych, lub brak odpowiedzi. 1.. (0 ) Opisanie wp ywu pola grawitacyjnego na ruch cia Obliczenie masy planetoidy na podstawie parametrów orbity satelity Przyrównujemy si grawitacji do si y do rodkowej GMm mv GMm lub m R R R R T Skracamy m i przekszta camy do postaci 3 v R R M = lub M = G T G Lewa posta wzoru wymaga skorzystania z pr dko ci podanej w tre ci zadania 1.1. W wyniku podstawienia danych i obliczenia otrzymujemy M = 4, kg. p. wykonanie powy szych przekszta ce lub poprawne zastosowanie wzoru na I pr dko kosmiczn, obliczenie i podanie poprawnego wyniku z jednostk 1 p. wyprowadzenie poprawnego wzoru na M, b d w obliczeniach lub brak jednostki, lub brak oblicze poprawne obliczenia wraz z jednostk, ale wzór na M zapisany bez uzasadnienia 0 p. b dny wzór lub brak odpowiedzi wzór zapisany bez uzasadnienia oraz b d w obliczeniach lub brak jednostki, lub brak oblicze Zadanie 13. (0 3) (0 ) Zastosowanie sta ej spr ysto ci Obliczenie sta ej spr ysto ci spr yny Przyrównujemy si ci ko ci mg do si y spr ysto ci kx i przekszta camy do postaci k = mg/x. Podstawiamy dane (poprawna jest zarówno warto g = 10 m/s, jak g = 9,81 m/s ) i obliczamy k. Poprawny wynik: k =,5 N/cm, lub,45 N/cm, lub 50 N/m, lub 45 N/m. p. wyprowadzenie wzoru k = mg/x i obliczenie poprawnej warto ci k, podanie wyniku z jednostk zapisanie wzoru w postaci mg = kx, ale wynik podany jako dodatni na podstawie uzasadnienia (np. podstawienie ujemnej warto ci x) brak zapisanego wzoru, ale ze s ownym uzasadnieniem oblicze (np. z przyrównania si y ci ko ci do si y spr ysto ci wynika ), poprawny wynik z jednostk

6 6 1 p. poprawny wzór (z lub bez), ale brak oblicze lub brak jednostki, lub b dny wynik, lub ujemny wynik, lub wynik dodatni bez uzasadnienia (gdy ze wzoru wynika by ujemny) brak zapisanego wzoru, ale obliczenia wykonywane wg niego, z jednym z powy szych b dów brak zapisanego wzoru, poprawne obliczenia bez ich uzasadnienia 0 p. brak poprawnego wzoru i brak poprawnych oblicze 13.. (0 1) Obliczenie masy cia a na podstawie wyd u enia spr yny Masa arbuza wynosi,5 kg (od, kg do,3 kg), wynik otrzymany na podstawie wzoru mg = kx lub proporcji m 1 /m = x 1 /x. 1 p. wykonanie obliczenia i zapisanie poprawnego wyniku 0 p. b dny wynik lub wynik podany bez oblicze Zadanie 14. (0 3) (0 1) Odczytanie d ugo ci fali z wykresu D ugo fali wynosi... (warto od 430 do 445) nm. 1 p. wynik nale cy do powy szego przedzia u, z jednostk 0 p. inna warto lub brak jednostki 14.. (0 1) Pos ugiwanie si kwantowym modelem wiat a Jest to maksimum o numerze 4, co wynika z zale no ci E ~ 1/ (wystarczy stwierdzenie, e energia fotonu jest tym mniejsza, im wi ksza jest d ugo fali). 1 p. w a ciwy numer wraz z uzasadnieniem wyboru 0 p. b dny numer lub brak uzasadnienia (0 1) Tworzenie informacji Zbudowanie modelu fizycznego wyja niaj cego barw ro lin Chlorofil poch ania wiat o fioletowe, niebieskie i czerwone, a odbija i przepuszcza g ównie zielone i ó te. 1 p. podanie barwy zielonej jako odbitej lub przepuszczonej oraz porównanie jej z innymi barwami wiat a 0 p. brak jednego z powy szych elementów lub brak odpowiedzi

7 7 Zadanie 15. (0 4) (0 ) Zastosowanie zasad dynamiki do wyznaczenia przyspieszenia rakiety Selekcja informacji, obliczenie przyspieszenia rakiety Na rakiet dzia aj : si a ci gu silników (w gór ) oraz si a ci ko ci (w dó ). Druga zasada dynamiki ma wi c posta ma = F ci gu mg, st d a = F mg = 0,83 m/s. m p. wyprowadzenie wzoru na przyspieszenie, poprawne obliczenie i wynik z jednostk s owne poprawne uzasadnienie wykonanych oblicze (np. do wzoru F wyp = ma podstawiamy si wypadkow równ ró nicy ), poprawny wynik z jednostk 1 p. brak wyprowadzenia wzoru, poprawny wynik z jednostk wyprowadzenie wzoru (lub poprawne uzasadnienie oblicze ), ale b d rachunkowy lub brak jednostki w wyniku poprawna metoda wyprowadzenia wzoru, b d w wyra eniu na si ci ko ci, wynik zgodny z wprowadzonymi warto ciami si 0 p. brak wyprowadzenia wzoru lub poprawnego uzasadnienia oraz brak poprawnego wyniku 15.. (0 ) Tworzenie informacji Budowanie modelu fizycznego wyja niaj cego zale no przyspieszenia od czasu Przyk ady poprawnej odpowiedzi Przyspieszenie b dzie ros o, gdy maleje masa rakiety. Przyspieszenie b dzie ros o, gdy maleje si a grawitacji. Przyspieszenie b dzie ros o, gdy maleje g sto powietrza, a wi c i si a oporu. p. poprawna odpowied wraz z uzasadnieniem 1 p. poprawna odpowied, b dne uzasadnienie lub brak uzasadnienia wybór innej odpowiedzi, wraz z odwo aniem si do rosn cego z pr dko ci oporu powietrza 0 p. wybór odpowiedzi przyspieszenie b dzie mala o lub przyspieszenie pozostanie sta e oraz brak odwo ania do zale no ci oporu powietrza od pr dko ci Zadanie 16. (0 3) (0 1) Analiza zjawiska za amania wiat a Przyk ady poprawnej odpowiedzi Jest to cz stotliwo. Jest to okres drga. 1 p. jedna z powy szych odpowiedzi 0 p. odpowied b dna lub brak odpowiedzi

8 (0 ) Zastosowanie zwi zku miedzy d ugo ci, pr dko ci i cz stotliwo ci fali 1 Ze wzoru v = f, przy wykorzystaniu jednakowej warto ci f, wynika równanie. St d v1 v = 0,4 m. p. wyprowadzenie i zastosowanie powy szej proporcji, poprawny wynik z jednostk równowa ne przekszta cenia matematyczne (np. obliczenie cz stotliwo ci), poprawny wynik z jednostk równowa na argumentacja s owna (np. dla ustalonej cz stotliwo ci d ugo fali jest proporcjonalna do pr dko ci ), poprawny wynik z jednostk 1 p. poprawne wyprowadzenie wzoru lub poprawne uzasadnienie oblicze, wynik b dny lub brak jednostki brak wyprowadzenia ani uzasadnienia proporcji, poprawny wynik z jednostk. 0 p. brak wyprowadzenia wzoru lub uzasadnienia oblicze, odpowied b dna lub bez jednostki Zadanie 17. (0 3) Zastosowanie prawa przemiany izochorycznej Analizowanie informacji przedstawionej w formie wykresu, uzupe nianie brakuj cych elementów wykresu W przemianie izochorycznej wielko ci p i T (w skali Kelvina) s do siebie proporcjonalne, dlatego wykres przemiany jest lini prost przecinaj c o temperatury w punkcie T = 0 K. Prowadzimy prost przez punkty pomiarowe, przed u aj c j do przeci cia osi temperatury. Odczytujemy warto temperatury w skali Celsjusza w punkcie przeci cia. Wynik powinien mie ci si w przedziale od 30 C do 40 C i by zgodny z rzeczywistym miejscem przeci cia osi na wykresie z dok adno ci do 10 C. 3 p. powo anie si na prawo przemiany izochorycznej, uzasadnienie konieczno ci przed u enia prostej do przeci cia z osi temperatury, nakre lenie prostej, odczytanie warto ci temperatury w punkcie przeci cia, wynik nale cy do powy szego przedzia u i zgodny z miejscem przeci cia z podan dok adno ci p. nakre lenie prostej i brak jednego z nast puj cych elementów: powo anie si na prawo przemiany izochorycznej, uzasadnienie konieczno ci przed u enia prostej, wynik nale cy do podanego przedzia u, wynik zgodny z miejscem przeci cia z podan dok adno ci 1 p. nakre lenie prostej i brak dwóch spo ród powy szych elementów powo anie si na prawo przemiany izochorycznej i uzasadnienie konieczno ci przed u enia prostej do przeci cia z osi temperatury, lecz brak nakre lenia prostej (niezale nie od tego, czy podany zosta wynik, czy nie)

9 9 0 p. brak nakre lenia prostej oraz brak jednego z nast puj cych elementów: powo anie si na prawo przemiany izochorycznej, uzasadnienie konieczno ci przed u enia prostej nakre lenie prostej, przy braku trzech spo ród nast puj cych elementów: powo anie si na prawo przemiany izochorycznej, uzasadnienie konieczno ci przed u enia prostej, wynik nale cy do podanego przedzia u, wynik zgodny z miejscem przeci cia z podan dok adno ci Zadanie 18. (0 3) Analizowanie zjawiska odbicia wiat a Uzupe nienie brakuj cych elementów rysunku 3 p. poprawne narysowanie promieni odbitych, przed u enie wsteczne promieni odbitych do ich przeci cia (mog by oznaczone liniami przerywanymi lub ci g ymi), po o enie obrazu jest w przybli eniu symetryczne wobec przedmiotu wzgl dem zwierciad a p. wyra ny b d co do po o enia obrazu (powy ej 1 cm), pozosta e elementy poprawne 1 p. promienie odbite narysowane poprawnie, b d lub brak w dwóch pozosta ych elementach 0 p. promienie odbite narysowane b dnie, lub brak promieni odbitych brak rysunku Zadanie 19. (0 4) (0 1) Zastosowanie zasad zachowania do zapisu równania przemiany j drowej I 54Xe e e lub I Xe ( )e p. zapisanie równania reakcji (zamiast oznaczenia e zdaj cy mo e napisa lub, mo e te pomin oznaczenia neutrina) 0 p. brak zapisania równania zgodnie z powy szym lub brak odpowiedzi 19.. (0 1) Odczytanie okresu po owicznego zaniku z wykresu T = 8 dni 1/ 1 p. podanie powy szego wyniku, z tolerancj od 7,6 dni do 8,4 dni 0 p. odpowied spoza tego zakresu brak jednostki lub b dna jednostka

10 (0 ) Odczytanie informacji z wykresu, obliczenie masy jodu Przyk ady poprawnej odpowiedzi Odczytujemy z wykresu liczb rozpadów na sekund po 6 dniach: 000. Zapisujemy zale no /37 = m 6 /m 0 (lub zapisujemy, e liczba ta jest proporcjonalna do masy izotopu). Wyznaczamy m 6 (wynik od 4, g do 4, g). 3 Korzystamy z poprawnej warto ci T 1/ = 8 dni, zauwa amy, e 6 dni = T 1 i zapisujemy wynik w postaci m 6 = (1/) 3/4 g. p. poprawne uzasadnienie oblicze w jednej z powy szych metod, wynik mieszcz cy si w podanych wy ej granicach, jednostka W przypadku wyboru drugiej metody dopuszczalne jest pozostawienie wyniku w podanej postaci bez obliczenia warto ci liczbowej. 1 p. wybór pierwszej metody i b dne dane w proporcji albo b dne obliczenie, albo brak jednostki w wyniku (tylko jeden z wymienionych b dów) wybór drugiej metody z podstawieniem b dnej warto ci T 1/ albo z pomy k we wzorze, albo brak jednostki w wyniku (tylko jeden z wymienionych b dów) wybór drugiej metody, skorzystanie z poprawnej warto ci T 1/ i oparcie si na interpolacji liniowej (wynik otrzymany t drog by by m 6 = g, lecz warto liczbowa nie jest oceniana), podanie wyniku z jednostk 0 p. wi ksza ilo b dów, ni w kryteriach na 1 p. 4 / Zadanie 0. (0 4) 0.1. (0 1) Opisanie wp ywu pola magnetycznego na ruch cia Zaznaczenie po prawej stronie rysunku w a ciwego symbolu 1 p. wybór w a ciwego symbolu i miejsca 0 p. b dny symbol lub b dne miejsce 0.. (0 3) Tworzenie informacji Budowanie modelu matematycznego wyprowadzenie wzoru na drog protonu w polu magnetycznym v m Zapisujemy zwi zek F Lor = F do r (lub q v B m ) i dochodzimy do postaci r v. r qb Poniewa droga przebyta przez proton w polu magnetycznym jest po ow okr gu, wi c s = r mv = qb

11 11 3 p. wyprowadzenie wzoru na r (samo zapisanie go nie wystarcza), zauwa enie, e droga jest po ow okr gu, poprawny wzór ko cowy p. zapisanie wzoru na r bez wyprowadzenia, pozosta e elementy poprawne wyprowadzenie wzoru na r, zauwa enie, e droga jest po ow okr gu, pomy ka we wzorze ko cowym lub brak wzoru ko cowego przyrównanie si y Lorentza do si y do rodkowej z b dnym wyra eniem na jedn (tylko jedn ) z tych si, zauwa enie, e droga jest po ow okr gu, wzór ko cowy zgodny z pope nionym b dem 1 p. wyprowadzenie wzoru na r, braki lub b dy w dalszych elementach przyrównanie si y Lorentza do si y do rodkowej z b dnym wyra eniem na jedn (tylko jedn ) z tych si, zauwa enie, e droga jest po ow okr gu, wzór ko cowy niezgodny z pomy k lub brak wzoru ko cowego napisanie b dnego wzoru na r bez wyprowadzenia (drobny b d typu pomini cie jednego z czynników lub umieszczenie go w liczniku zamiast w mianowniku), zauwa enie, e droga jest po ow okr gu przyrównanie si y Lorentza do si y do rodkowej z b dnymi wyra eniami po obu stronach równania, zauwa enie, e droga jest po ow okr gu, wzór ko cowy zgodny z pope nionymi b dami 0 p. zasadniczy b d w metodzie wyprowadzenia wzoru na r napisanie lub wyprowadzenie wzoru na r z b dem, brak zauwa enia, e droga jest po ow okr gu Zadanie 1. (0 4) 1.1. (0 ) Wyja nienie wp ywu ferromagnetyków na pole magnetyczne Przyk ady poprawnej odpowiedzi na pierwsze pytanie Rola rdzenia polega na wzmacnianiu pola magnetycznego. Rola rdzenia polega na kierowaniu przebiegiem linii pola. Wybór materia u: stal p. jedna z powy szych odpowiedzi na pierwsze pytanie (lub odpowied równowa na) oraz poprawny wybór materia u 1 p. jedna z powy szych odpowiedzi na pierwsze pytanie (lub odpowied równowa na) albo poprawny wybór materia u 0 p. brak poprawnej odpowiedzi na pierwsze pytanie oraz brak poprawnego wyboru 1.. (0 1) Wyja nienie dzia ania urz dze technicznych Nast puje obni enie nat enia pr du. 1 p. odpowied powy sza lub równowa na Przywo anie wzoru P = UI nie jest wymagane. 0 p. lub odpowied b dna

12 (0 1) Wyja nienie dzia ania urz dze technicznych Nast puje obni enie strat energii. 1 p. odpowied powy sza lub równowa na Przywo anie wzoru P = I R nie jest wymagane. 0 p. lub odpowied b dna