WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2014/2015, ETAP FINAŁOWY

Transkrypt

1 WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW ROK SZKOLNY 2014/2015 IMIĘ I NAZWISKO UCZNIA wpisuje komisja konkursowa po rozkodowaniu pracy! KOD UCZNIA: ETAP III FINAŁOWY Informacje: 1. Czas rozwiązywania zadań wynosi 90 minut. 2. Sprawdź, czy otrzymałeś wszystkie strony arkusza konkursowego (12 stron), ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu komisji. 3. Na pierwszej stronie arkusza wpisz wyłącznie wylosowany kod konkursowy nie wpisuj swojego imienia i nazwiska. 4. Poprawną odpowiedź w zadaniach testowych zaznacz krzyżykiem. Jeśli się pomylisz, obrysuj krzyżyk kółkiem i postaw drugi krzyżyk przy poprawnej odpowiedzi. 5. Rozwiązania zadań otwartych zapisz w wyznaczonych do tego miejscach (pod treścią zadań). 6. Dozwolone jest użycie kalkulatora prostego. 7. Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 45 punktów. Za poprawne rozwiązanie każdego zadania testowego otrzymuje się 1 punkt (za błędną odpowiedź 0 punktów; nie są przyznawane "części" punktów, np. 1/3, 1/2 itp.). 8. Nie używaj korektora. Jeśli się pomylisz, przekreśl błędny tekst i zapisz poprawną wersję obok. 9. Brudnopis nie podlega ocenie. 10. Zadania, do których zostaną podane dwie (lub więcej) odpowiedzi nie będą punktowane. 11. Nie wolno używać żadnych dodatkowych kartek na brudnopis, poza tymi, które stanowią część arkusza konkursowego. 12. Podczas trwania konkursu obowiązuje zakaz posiadania i posługiwania się telefonami komórkowymi oraz innymi urządzeniami łączności bezprzewodowej, a także urządzeniami odtwarzającymi/rejestrującymi dźwięki i obraz. 13. Naruszenie zasad podanych w pkt. 3, pkt. 11 i pkt. 12 skutkuje bezwzględnym wykluczeniem uczestnika z konkursu. Uzyskane punkty Nr zadania Punkty Zad. 1 Zad. 2 Zad. 3 Zad. 4 Suma s. 1/12

2 PRZY ROZWIĄZYWANIU ZADAŃ PRZYJMIJ WARTOŚCI: przyspieszenie grawitacyjne 10 m/s 2 prędkość dźwięku w powietrzu 340 m/s gęstość wody kg/m 3 ZADANIA TESTOWE W każdym zadaniu zaznacz tylko jedną prawidłową odpowiedź. Za każde poprawnie rozwiązane zadanie otrzymasz 1 pkt. Zadanie 1 Ciało poruszało się ruchem prostoliniowym przyspieszonym z przyspieszeniem o wartości 2 m/s 2. W pewnym momencie wartość przyspieszenia ciała zaczęła się zmniejszać i po pewnym czasie osiągnęła wartość 1 m/s 2. W czasie gdy wartość przyspieszenia zmniejszała się, wartość prędkości ciała A. zwiększała się coraz szybciej B. zmniejszała się coraz wolniej C. się nie zmieniała D. zwiększała się coraz wolniej. Zadanie 2 Na rysunku przedstawiono schematycznie ciało i działające na nie siły. Wartości tych sił wynoszą 5 N, 3 N, 1 N. Wektor przyspieszenia, z jakim porusza się to ciało, A. jest zwrócony w tę stronę, w którą są zwrócone wektory sił 2 F, i w tę stronę porusza się ciało B. jest zwrócony w tę stronę, w którą jest zwrócony wektor siły 1 F i 3 F i w tę stronę porusza się ciało C. jest zwrócony w tę stronę, w którą jest zwrócony wektor siły F 1, nie można określić, w którą stronę porusza się ciało D. jest zwrócony w tę stronę, w którą jest zwrócony wektor siły 1 przeciwną. F 1 F 2 F, ciało porusza się w stronę Zadanie 3 W obwodzie elektrycznym znajdują się trzy oporniki elektryczne połączone szeregowo. Opory elektryczne oporników spełniają zależności R 2 =2R 1 i R 3 =3R 1. Woltomierz podłączony do opornika o oporze R 1 wskazuje 3 V. Źródło napięcia zasilające obwód elektryczny wytwarza napięcie równe A. 6 V B. 9 V C. 12 V D. 18 V. Zadanie 4 Karol uderzył młotem w stalową prostą szynę. Darek, znajdujący się 340 m od Karola i trzymający ucho przy szynie, usłyszał uderzenie młotem dwukrotnie w odstępie 0,932 sekundy. Oznacza to, że dźwięk w szynie rozchodził się z prędkością o średniej wartości A. 318,35 m/s B m/s C. 364,86 m/s D. 175,98 m/s. Zadanie 5 Czterech robotników podniosło za pomocą nieruchomych bloków jednakowe paczki styropianu. Pierwszy z nich wciągnął paczkę na pierwsze piętro w czasie 30 sekund, drugi na drugie piętro w czasie 50 sekund, trzeci na trzecie piętro w czasie 1 minuty, a czwarty na czwarte piętro w czasie 1,5 minuty. Każde piętro ma wysokość 3 m. Z największą mocą pracował robotnik A. pierwszy B. drugi C. trzeci D. czwarty. Zadanie 6 Fale elektromagnetyczne o częstotliwości 80 MHz i 10 GHz rozchodzą się w próżni. Długość fali o częstotliwości 80 MHz stanowi A. 13% długości fali o częstotliwości 10 GHz B. 25% długości fali o częstotliwości 10 GHz s. 2/12 F 3

3 C. 113% długości fali o częstotliwości 10 GHz D. 125% długości fali o częstotliwości 10 GHz. Zadanie 7 Kolista tarcza o promieniu o długości 6 cm może wirować wokół osi przechodzącej przez jej środek. Najmniejsza liczba pełnych obrotów tarczy w ciągu sekundy to 4, a największa to 8. Najmniejsza i największa wartość prędkości punktu leżącego na brzegu tarczy względem ściany pokoju, w którym znajduje się wirująca tarcza, wynosi A. ok. 1,5 m/s, ok. 3 m/s B. ok. 3 m/s, ok. 1,5 m/s C. ok. 48,3 m/s, ok. 24,2 m/s D. ok. 15,1 m/s, ok. 30,2 m/s. Zadanie 8 Promień światła biegnie kolejno w trzech ośrodkach I, II, III, tak jak zostało to przedstawione na rysunku obok. Między wartościami prędkości v I, v II, v III z jakimi światło rozchodzi się w tych ośrodkach, zachodzą związki A. v I <v II, v II >v III B. v I >v II >v III C. v I <v II <v III D. v 1 >v II, v II <v III. I II III Zadanie 9 Po przejściu światła przez soczewkę o zdolności skupiającej 4D, ustawioną w odległości 30cm od przedmiotu, powstanie obraz A. pozorny, odwrócony B. pozorny, prosty C. rzeczywisty, odwrócony D. rzeczywisty, prosty Zadanie 10 Żaróweczki w sznurze lampek choinkowych mają stały opór elektryczny i są połączone szeregowo. Jedną z nich zastąpiono żaróweczką dostosowaną do takiego samego napięcia jak żaróweczki w sznurze, ale o mniejszej mocy nominalnej. Natężenie prądu płynącego w sznurze lampek po zamianie żaróweczki, w porównaniu z natężeniem prądu płynącego przed zamianą, będzie A. takie samo, a napięcie między końcami włókien niewymienionych żaróweczek będzie mniejsze niż przed zamianą B. mniejsze, także napięcie między końcami włókien niewymienionych żaróweczek będzie mniejsze niż przed zamianą C. większe, a napięcie między końcami włókien niewymienionych żaróweczek będzie mniejsze niż przed zamianą D. takie samo, a napięcie między końcami włókien niewymienionych żaróweczek będzie większe niż przed zamianą. Zadanie 11 Magnes sztabkowy został zawieszony na sprężynie w pobliżu elektromagnesu w taki sposób, że osie symetrii elektromagnesu i magnesu są równoległe względem siebie (patrz rys. obok). Gdy w obwodzie elektrycznym płynie prąd, którego natężenie ma stałą wartość to A. położenie magnesu się nie zmienia B. magnes jest przyciągany do elektromagnesu C. magnes jest odpychany od elektromagnesu D. magnes wykonuje drgania. N S Zadanie 12 Dwie kulki o masach m 1 i m 2 wykonane z przewodnika elektrycznego zawieszono obok siebie na jedwabnych sznurkach o jednakowej długości. Po naelektryzowaniu kulki o masie m 1 ładunkiem q 1, a kulki o masie m 2 ładunkiem q 2, kulki zbliżyły się do siebie i sznurki utworzyły z pionem kąty o różnej mierze. Wynika z tego, że masy kulek A. były takie same, a ładunki elektryczne kulek takiego samego znaku, ale nie koniecznie q 1 q 2 B. były różne, a ładunki elektryczne kulek takiego samego znaku i wartości C. były takie same, a ładunki elektryczne kulek różnego znaku i na pewno q 1 q 2 D. były różne, a ładunki elektryczne kulek różnego znaku, ale niekoniecznie q 1 q 2. s. 3/12

4 Zadanie 13 Ciało, na które działają siły równoważące się, A. na pewno pozostaje w spoczynku B. na pewno porusza się ruchem jednostajnym C. na pewno porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym D. porusza się wzdłuż prostej ruchem jednostajnym lub pozostaje w spoczynku. Zadanie 14 Dwie kulki o masach m I i m II =2m I są połączone naciągniętą gumą. Po przepaleniu gumy kulki zaczną się poruszać A. w przeciwne strony z prędkościami o takich samych wartościach B. w przeciwne strony z prędkościami, których wartości spełniają równanie v I =2v II C. w przeciwne strony z prędkościami, których wartości spełniają równanie v II =2v I D. w dowolnych kierunkach z prędkościami o dowolnych wartościach. Zadanie 15 Księżniczka zamknięta w wieży, upuściła z jej szczytu w jednakowych odstępach czasu trzy kamienie. Ruch spadających kamieni względem siebie był ruchem A. jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym B. niejednostajnie przyspieszonym prostoliniowym C. jednostajnym prostoliniowym D. jednostajnie opóźnionym prostoliniowym. s. 4/12

5 ZADANIA OTWARTE Zadanie 1 (0 7 p.) Brat wyszedł z psem na spotkanie wracającej do domu siostrze, gdy ta miała do pokonania jeszcze 2 km drogi. Każde z rodzeństwa szło z prędkością o średniej wartości równej 5 km/h. Oblicz: a) drogę jaką pokonał pies do momentu spotkania się rodzeństwa, jeżeli cały czas biegał między nimi tam i z powrotem z prędkością o średniej wartości 18 km/h, b) średnią wartość prędkości siostry względem brata, jeśli rodzeństwo zbliżało się do siebie wzdłuż tej samej prostej. Obliczenia i rozwiązanie uzasadnij. Miejsce na rozwiązanie i odpowiedzi. s. 5/12

6 Zadanie 2 (0 8 p.) Przesuwający się po poziomej podłodze klocek o masie 1kg uderza w ułożoną poziomo sprężynę przymocowaną jednym końcem do ściany (patrz rys.) i zatrzymuje się w momencie, gdy sprężyna jest ściśnięta o 10cm. Wiadomo, że sprężyna ta rozciąga się o 1m, gdy wartość działającej na nią poziomej siły wynosi 10N, zaś klocek porusza się po podłodze ruchem jednostajnym prostoliniowym, gdy działająca na niego siła o kierunku równoległym do podłogi ma wartość równą 2,5N. Oblicz wartość prędkości klocka w chwili, gdy uderzył on w sprężynę. Przyjmij, że średnia wartość siły, z jaką sprężyna działa na klocek to średnia arytmetyczna najmniejszej i największej wartości tej siły. Obliczenia i rozwiązanie uzasadnij. Miejsce na rozwiązanie i odpowiedzi. s. 6/12

7 Zadanie 3 (0 8 p.) Wyładowanie elektryczne między powierzchnią Ziemi a chmurą (uderzenie pioruna) nastąpiło w chwili, gdy napięcie elektryczne między powierzchnią Ziemi a chmurą wynosiło U. Wartość sumaryczna ładunku elektrycznego cząstek przepływających w czasie tego wyładowania między Ziemią i chmurą wyniosła q, a energia jaka wyzwoliła się podczas wyładowania (energia, która zmieniła postać z elektrycznej na inne formy) wystarczyłaby do zagotowania wody o temperaturze początkowej T 0 i masie m ; ciepło właściwe wody c w. a) Posługując się wprowadzonymi w zadaniu symbolami wielkości fizycznych przedstaw równanie opisujące masę wody, którą można by zagotować dzięki energii, która wyzwoliła się podczas uderzenia pioruna (przyjmij, że napięcie elektryczne między Ziemią a chmurą nie zmieniało się w czasie wyładowania). b) Oblicz masę wody, jaką można by zagotować wykorzystując 80% energii wyzwolonej podczas uderzenia pioruna. Przyjmij, że napięcie elektryczne między Ziemią i chmurą wynosiło U 1MV, wartość bezwzględna ładunku elektrycznego cząstek przepływających między Ziemią i chmurą q 40 C, ciepło właściwe wody c 4,2 kj/(kg C), początkowa temperatura wody T 20 C. w 0 c) Oblicz objętość wody o masie takiej jak masa wody obliczona w podpunkcie b); wynik podaj w litrach. Obliczenia i rozwiązanie uzasadnij. Miejsce na rozwiązanie i odpowiedzi. s. 7/12

8 Zadanie 4 (0 7 p.) Obraz przedmiotu otrzymany za pomocą soczewki rozpraszającej jest prosty, pozorny i dwukrotnie mniejszy niż rozmiar przedmiotu. Przedmiot został ustawiony w odległości 10 cm od soczewki. Na znajdującym się poniżej rysunku przedmiot został przedstawiony jako strzałka. a) Na zamieszczonym poniżej rysunku zaznacz położenie soczewki i wykonaj konstrukcję powstawania obrazu przedmiotu (strzałki). b) Oblicz odległość obrazu przedmiotu (strzałki) od soczewki. c) Oblicz zdolność skupiającą soczewki użytej do otrzymania obrazu przedmiotu (strzałki). Wynik podaj w dioptriach. Obliczenia i rozwiązanie uzasadnij. Miejsce na rozwiązanie i odpowiedzi. oś optyczna soczewki s. 8/12

9 BRUDNOPIS NIE PODLEGA OCENIE s. 9/12

10 BRUDNOPIS NIE PODLEGA OCENIE s. 10/12

11 BRUDNOPIS NIE PODLEGA OCENIE s. 11/12

12 BRUDNOPIS NIE PODLEGA OCENIE s. 12/12