KLUCZ PUNKTOWANIA ODPOWIEDZI

Transkrypt

1 Egzamin maturalny maj 009 FIZYKA I ASTRONOMIA POZIOM PODSTAWOWY KLUCZ PUNKTOWANIA ODPOWIEDZI

2

3 Zadanie 1. Fizyka i astronomia poziom podstawowy Wyznaczenie wartoci prdkoci i przyspieszenia ciaa wykorzystujc równanie ruchu. Poprawna odpowied: Warto prdkoci pocztkowej, m/s Warto przyspieszenia, m/s C Zadanie. Poprawna odpowied: B. zmiana kierunku prdkoci liniowej. Wskazanie przyczyny wystpowania przyspieszenia dorodkowego ciaa poruszajcego si po okrgu ruchem jednostajnym. Zadanie 3. Poprawna odpowied: D. 3,5 m/s. Zadanie 4. Poprawna odpowied: p Wyznaczenie warto zmiany prdkoci ciaa odbijajcego si od podoa. Dobranie waciwego wykresu do przedstawionej przemiany gazowej. A. 1. Zadanie 5. T Wybranie waciwego opisu dotyczcego przepywu prdu w miedzianym przewodniku. Poprawna odpowied: A. elektronów, a jego opór wraz ze wzrostem temperatury ronie. 3

4 Fizyka i astronomia poziom podstawowy Zadanie 6. Poprawna odpowied: Ustalenie, jak zmienia si ogniskowa i zdolno skupiajca soczewki oka, gdy czowiek przenosi wzrok z czytanej ksiki na odleg gwiazd. ogniskowa soczewki oka zdolno skupiajca A. ronie maleje Zadanie 7. Wskazanie zjawiska, dziki któremu moliwe jest przesyanie sygnau wietlnego przy uyciu wiatowodu. Poprawna odpowied: D. cakowitego wewntrznego odbicia. Zadanie 8. Poprawna odpowied: B. M < 4 m p + 5 m n Zadanie 9. Poprawna odpowied: D. zmaleje razy. Zadanie 10. Poprawna odpowied: A. 0,5 p Zadanie 11.1 Wybranie prawdziwej informacji dotyczcej masy jdra berylu. Ustalenie, jak zmienia si warto prdkoci liniowej satelity podczas zmiany orbity. Ustalenie zwizku midzy dugociami fal de Broglie a dla okrelonych czstek. Obliczenie warto redniej prdkoci ciaa dla przytoczonego opisu jego ruchu. s s 1 pkt skorzystanie z zalenoci v = (v = t 14 s ) lub wyznaczenie drogi przebytej przez wind (s = 4 m) 1 1 pkt obliczenie wartoci prdkoci redniej v = 1,71 m/s ( m/s) 7 4

5 Zadanie 11. Fizyka i astronomia poziom podstawowy Obliczenie wartoci siy nacisku ciaa na podog windy w ruchu jednostajnie przyspieszonym do góry pkt uwzgldnienie, e F N = F b + F g = m a + m g 1 pkt wyznaczenie wartoci przyspieszenia (a = 1 m/s ) 1 pkt obliczenie wartoci siy nacisku F N = 660 N Zadanie pkt narysowanie trzech si i nazwanie ich Narysowanie i zapisanie nazwy si dziaajcych na ciao w windzie (ukad nieinercjalny) podczas ruszania windy do góry. F gr sia grawitacji (sia cikoci, ciar) F r F b sia bezwadnoci F b F r sia reakcji F gr 1 pkt zachowanie odpowiednich relacji midzy wektorami F F F 0 r gr b Zadanie 1.1 Narysowanie siy dziaajcej na czstk obdarzon adunkiem elektrycznym poruszajc si w jednorodnym polu magnetycznym. 1 pkt poprawne zaznaczenie siy: wektor siy skierowany poziomo w prawo Zadanie 1. Wyprowadzenie wzoru okrelajcego energi kinetyczn czstki obdarzonej adunkiem elektrycznym poruszajcej si w jednorodnym polu magnetycznym. 1 pkt skorzystanie z zalenoci FL Fd lub 1 pkt uzyskanie zalenoci q B r E k m m v q v B r 5

6 Fizyka i astronomia poziom podstawowy Zadanie 1.3 Wykazanie, e w ukadzie SI energia kinetyczna protonu wyraona jest w dulach. 1 pkt zapisanie, e C m T kg E k 1 pkt wykonanie przeksztace i wykazanie, e [E k ] = Zadanie 13.1 m kg = J s Obliczenie wspóczynnika sprystoci spryny wykorzystujc wykres zalenoci siy wprawiajcej ciao w drgania od jego przemieszczenia. 1 pkt zapisanie zalenoci z wykresu F k i podstawienie wartoci liczbowych odczytanych x 1 pkt obliczenie wspóczynnika sprystoci spryny k = 80 N/m Zadanie pkt zapisanie zalenoci Zadanie 14.1 a max = 4 m/s Wykazanie, e maksymalna warto przyspieszenia drgajcej kulki jest równa podanej wartoci. F a i obliczenie maksymalnej wartoci przyspieszenia m Ustalenie, jak zmienia si gsto gazu w przedstawionej przemianie gazowej. Uzasadnienie odpowiedzi, podajc odpowiednie zalenoci. 1 pkt zapisanie stwierdzenia: gsto gazu w przemianie rosa 1 pkt zapisanie uzasadnienia np.: wzrost cinienia gazu by trzykrotny, a temperatury dwukrotny zatem objto malaa lub zapisanie Zadanie 14. m n R T gdzie V i odpowiedni komentarz o zmianie objtoci V p Ustalenie, który z wymienionych w tabeli gazów poddano opisanej przemianie gazowej pkt zapisanie równania p V n R T i podstawienie m n 6

7 Fizyka i astronomia poziom podstawowy 1pkt obliczenie masy molowej gazu (µ = 3 g) Zdajcy moe obliczy liczb moli gazu (n 1,5), a nastpne mas molow 48g 3g 15, 1pkt prawidowy wybór gazu z podanej tabeli: tlen Zadanie 15. Obliczenie dugo fali wiata emitowanego przez laser pkt skorzystanie z zalenoci P = 1pkt uwzgldnienie, e E f h c n Ef 1pkt obliczenie dugoci fali 6, m ( 631,5 nm) Zadanie 16. t Narysowanie dalszego biegu promieni wietlnych w sytuacjach przedstawionych na rysunkach. 0 3 Po 1 pkt za prawidowy bieg promienia w kadej z trzech przedstawionych sytuacji (na pierwszym i drugim rysunku zdajcy moe równie narysowa promie odbity) Zadanie 17.1 Zapisanie reakcji rozpadu atomu zota. 1 pkt poprawne zapisanie równania reakcji: Zadanie Hg 1e e lub 79 Au 80Hg 1 e Au ~ ~ Antyneutrino w zapisie równania nie jest wymagane. Obliczenie masy izotopu zota pozostaego po okrelonym czasie w preparacie promieniotwórczym. 1 pkt uwzgldnienie, e 8,1 dnia to trzy okresy poowicznego rozpadu 1 pkt obliczenie masy izotopu zota, która pozostaa po tym czasie m = 1,5 µg 7

8 Fizyka i astronomia poziom podstawowy Zadanie 18.1 Wyznaczenie wartoci energii atomu wodoru dla przypadku, gdy elektron znajduje si na n-tej orbicie. 1 pkt obliczenie energii E 4 = 0,85 ev (skorzystanie z zalenoci E n ~ Zadanie 18. i uzupenienie tabeli Przedstawienie na wykresie zwizku energii atomu wodoru z promieniem orbity, na której znajduje si elektron. 1 pkt opisanie i wyskalowanie osi (o pionowa w ujemnych wartociach ) 1 pkt naniesienie punktów w narysowanym ukadzie wspórzdnych (dopuszcza si brak naniesienia punktu dla n = 4 przy braku rozwizania zad. 18.1) Jeeli zdajcy poczy punkty i narysuje hiperbol nie otrzymuje punktu. 1 n ) Zadanie 18.3 Obliczenie wartoci prdkoci elektronu na pierwszej orbicie w atomie wodoru, korzystajc z postulatu Bohra. 1 pkt zapisanie postulatu Bohra 1 pkt obliczenie wartoci prdkoci elektronu: v, m/s Zadanie 19. Ustalenie i zapisanie penych nazw wielkoci fizycznych jakie trzeba zmierzy w opisanym dowiadczeniu. 1 pkt zapisanie nazwy wielkoci: warto ciaru klocka 1 pkt zapisanie nazwy wielkoci: warto maksymalnej siy tarcia Zdajcy moe zapisa w odpowiedzi: ciar klocka i maksymalna sia tarcia. 8

9 Zadanie 0.1 Fizyka i astronomia poziom podstawowy Obliczenie energii wypromieniowywanej w czasie 1 h przez biaego kara. 1 pkt wyznaczenie mocy Syriusza B z wykorzystaniem danej z tabeli 1 pkt obliczenie energii wypromieniowanej w cigu 1 godziny przez biaego kara E J (E = 33, J) Zadanie 0. Wykazanie, e rednia gsto Aldebarana jest wielokrotnie mniejsza ni Syriusza B. 1 pkt skorzystanie z definicji gstoci i uzyskanie wyraenia lub równowanego 1 pkt podstawienie odpowiednich wartoci i wykazanie, e A < S A S m m A S r r 3 S 3 A 9

10

11 Egzamin maturalny maj 009 FIZYKA I ASTRONOMIA POZIOM ROZSZERZONY KLUCZ PUNKTOWANIA ODPOWIEDZI

12

13 Zadanie 1.1 Fizyka i astronomia poziom rozszerzony Narysowanie toru ruchu ciaa w rzucie ukonym. Narysowanie wektora siy dziaajcej na ciao w okrelonym punkcie toru jego ruchu. 1 pkt naszkicowanie toru w ksztacie paraboli (symetrycznego) od punktu A do B. Tor musi by styczny do wektora prdkoci w punkcie A i nie moe si pokrywa z wektorem prdkoci lub zaczyna si na jego kocu. 1 pkt narysowanie wektora siy pionowo w dó Zadanie 1. Obliczenie czasu poruszania si ciaa. 1 pkt obliczenie czasu lotu piki t = 3, s Zadanie 1.3 Obliczenie wartoci prdkoci pocztkowej jak nadano ciau. 1 pkt obliczenie wartoci prdkoci pocztkowej v o = 0 m/s Zadanie 1.4 Obliczenie maksymalnej wysokoci jak osigno ciao. 1 pkt zapisanie zasady zachowania energii lub równa ruchu 1 pkt obliczenie maksymalnej wysokoci h = 1,8 m Zadanie 1.5 Wyprowadzenie równanie toru ruchu ciaa. x 1 pkt wyznaczenie czasu z równania x(t), t 5 1 pkt uzyskanie zalenoci y 1, x 0, x ( y 0, x 1, x ) Jeli zdajcy prawidowo obliczy jeden ze wspóczynników równania y(x) otrzymuje 1 pkt. 13

14 Fizyka i astronomia poziom rozszerzony Zadanie 1.6 Obliczenie maksymalnego zasigu w rzucie ukonym z okrelon wartoci prdkoci pocztkowej, przyjmujc, e ruch ciaa odbywa si bez oporu powietrza. 1 pkt wykorzystanie wzoru na maksymalny zasig lub uwzgldnienie zalenoci sin=1 1 pkt obliczenie maksymalnego zasigu z max 76 m Zadanie 1.7 Obliczenie liczby moli gazu znajdujcych si w naczyniu w danej temperaturze. 1 pkt zastosowanie równania Clapeyrona i wyznaczenie zalenoci 1 pkt obliczenie masy azotu m = 1,6 g Gdy zdajcy wyznaczy tylko liczb moli otrzymuje 1 pkt. m pvm RT Zadanie.1 Wyjanienie, dlaczego waciwy kalorymetr skada si z dwóch naczy umieszczonych jedno wewntrz drugiego. 1 pkt zapisanie wyjanienia np.: taka budowa kalorymetru zapewnia dobr izolacj termiczn dziki warstwie powietrza znajdujcej si midzy naczyniami. Zadanie. Narysowanie wykresu zalenoci temperatury cieczy w naczyniu od czasu dla zawartych w tabeli danych oraz przewidzenie i naszkicowanie dalszego przebiegu krzywej na wykresie do chwili, w której temperatura cieczy praktycznie przestaje si zmienia. 1 pkt opisanie i wyskalowanie osi temperatury 1 pkt naniesienie punktów pomiarowych 1 pkt narysowanie wykresu na podstawie danych pomiarowych 1 pkt naszkicowanie linii przerywanej asymptotycznie zbliajcej si do t = 0 o C Linia przerywana nie moe przeci wartoci 0 o C, ale musi do niej si zblia. t, C czas, min 14

15 Zadanie.3 Fizyka i astronomia poziom rozszerzony Ustalenie, jak zmieniaa si szybko przepywu ciepa (Q/t) z naczynia z wod do otoczenia w miar upywu czasu. 1 pkt zapisanie odpowiedzi: szybko przepywu ciepa (Q/t) malaa Zadanie.4 Oszacowanie iloci ciepa, które oddaa woda w okrelonym przedziale czasu. 1 pkt odczytanie z tabeli T = 8 o C i zastosowanie wzoru Q = m. c w. T 1 pkt obliczenie oddanego ciepa Q = 670 J Zadanie.5 Obliczenie oporu, jaki powinna mie grzaka, aby pracujc w sposób cigy utrzymywaa sta temperatur wody w naczyniu. 1 pkt zapisanie wzoru na moc prdu i przeksztacenie do postaci 1 pkt obliczenie oporu grzaki R = 1,8 U R P Zadanie.6 Obliczenie temperatury zewntrznej powierzchni naczynia kalorymetru (z zadan dokadnoci), wykorzystujc wzór na szybko przepywu ciepa przez warstw materiau. 1 pkt przeksztacenie podanego wzoru i obliczenie T = 0,034 o C 1 pkt obliczenie temperatury zewntrznej powierzchni naczynia T = 89,966 o C Zadanie 3.1 Ustalenie, jakim zwierciadem jest wewntrzna powierzchnia miski. 1 pkt zapisanie odpowiedzi: zwierciado wklse i skupiajce Zadanie 3. Obliczenie ogniskowej zwierciada i wykorzystanie jej do obliczenia innych wielkoci. R 1 pkt obliczenie ogniskowej f 0,6 m 1 pkt obliczenie odlegoci ogniska od sufitu d = 1,8 m 15

16 Fizyka i astronomia poziom rozszerzony Zadanie pkt zapisanie zalenoci Obliczenie wartoci redniej prdkoci ciaa w swobodnym spadku. g t h i przeksztacenie do postaci t 1 pkt obliczenie czasu spadania z sufitu t 0,7 s ( t 0, 48 s) h g Zadanie 3.4 Ustalenie, jakim ruchem poruszaj si wzgldem siebie dwa kolejne spadajce swobodnie ciaa. 1 pkt podkrelenie waciwej odpowiedzi: ruch jednostajny Zadanie pkt zapisanie równania Wykazanie, e obraz ciaa na ekranie w opisanych warunkach jest powikszony n-krotnie. Ustalenie cech otrzymanego obrazu i uwzgldnienie, e y =,4 m oraz f = 0,6 m x y f y, 4m 1 pkt obliczenie x = 0,8 m i wykazanie, e p 3 x 0, 8m Zdajcy moe do równania zwierciada podstawi y = 3 x oraz y =,4 m i wykaza tosamo. 1 pkt uzupenienie pozostaych cech obrazu: rzeczywisty i odwrócony Zadanie 3.6 Narysowanie dalszego biegu promienia wietlnego skierowanego równolegle do gównej osi optycznej ukadu zwierciado-soczewka. 1 pkt prawidowe narysowanie promienia przechodzcego przez powierzchni wody z powietrza do wody (pionowo) 1 pkt prawidowe narysowanie promienia odbitego od zwierciada (w kierunku ogniska F) 1 pkt prawidowe narysowanie promienia zaamanego po wyjciu z wody do powietrza (kt zaamania wikszy od kta padania) F 16

17 Fizyka i astronomia poziom rozszerzony Zadanie 4.1 Rozpoznanie ukadu pasm energetycznych dla póprzewodnika, przewodnika i izolatora, wykorzystujc teori pasmow przewodnictwa cia staych. Rozpoznanie pierwiastków, które s póprzewodnikami. 1 pkt prawidowe podpisanie rysunków: przewodnik, póprzewodnik, izolator 1 pkt poprawny wybór póprzewodników: german i krzem Zadanie 4. Ustalenie rodzaju noników wikszociowych w póprzewodniku okrelonego typu. 1 pkt zapisanie nazwy noników wikszociowych: elektrony Zadanie 4.3 Analiza wykresu i ustalenie, jak opór elektryczny fotorezystora zaley od natenia owietlenia. Wyjanienie zalenoci oporu elektrycznego fotorezystora od natenia owietlenia przez odwoanie si do mikroskopowych wasnoci póprzewodników. 1 pkt zapisanie odpowiedzi np.: opór maleje, gdy natenie owietlenia ronie 1 pkt obliczenie wartoci oporu elektrycznego fotorezystora dla dwóch rónych wartoci owietlenia lub odwoanie si do prawa Ohma (z odpowiednim komentarzem) 1 pkt zapisanie wyjanienia np.: zwikszenie liczby fotonów powoduje wzrost liczby noników prdu czyli zmniejszenie oporu elektrycznego Zadanie 4.4 Wyznaczenie natenie owietlenia fotorezystora, wykorzystujc dane przedstawione na schemacie obwodu elektrycznego oraz na wykresie przedstawiajcym zaleno natenia prdu pyncego przez fotorezystor od napicia przyoonego do jego zacisków przy rónych wartociach natenia owietlenia. 1 pkt obliczenie napicia na oporze 3500, U = 7 V (lub R cakowity = 6000 ) 1 pkt obliczenie napicia na fotorezystorze U = 5 V (lub R fotorez = 500 ) 1 pkt odczytanie z wykresu natenia owietlenia (dla U = 5 V oraz I = ma) E = 100 lx Zadanie 4.5 Obliczenie oporów zastpczych dla ukadu opornik fotorezystor, w zalenoci od sposobu ich poczenia i natenia owietlenia fotorezystora pkt obliczenie wartoci oporów dla pocze szeregowych: 4 k;,5 k 1 pkt obliczenie wartoci oporów dla pocze równolegych: 1 k; 0,4 k 17

18 Fizyka i astronomia poziom rozszerzony 1 pkt prawidowe wpisanie do tabeli wartoci oporów Rodzaj poczenia sabe owietlenie (10 lx) silne owietlenie (600 lx) poczenie szeregowe, opór w k 4,5 poczenie równolege, opór w k 1 0,4 Zadanie pkt zapisanie odpowiedzi: obszar III 1 pkt zapisanie odpowiedzi: biae kary Zadanie 5. Ustalenie, w którym z zaznaczonych obszarów na diagramie Hertzsprunga-Russela znajduje si okrelona cefeida. Ustalenie rodzaju gwiazd znajdujcych si w okrelonym obszarze na diagramie Hertzsprunga- Russela. Szacowanie (w jednostkach ukadu SI), w jakich granicach zmienia si moc promieniowania gwiazd lecych na cigu gównym diagramu Hertzsprunga- Russela. 1 pkt odczytanie z wykresu odpowiednich wartoci (1/ oraz lub oraz ) 1 pkt oszacowanie dolnej i górnej granicy przedziau mocy: Zadanie 5.3 P min 4 10 W P max W Szacowanie okresu zmian jasnoci cefeidy wykorzystujc informacje zawarte na wykresie zmiany jej jasnoci w czasie. 1 pkt oszacowanie okresu zmian jasnoci cefeidy T 5,5 dnia Dopuszcza si odpowied z przedziau 5, 6 dni. Zadanie 5.4 Wyjanienie, dlaczego cefeida Cephei emituje znacznie wicej energii od Soca mimo podobnej temperatury powierzchni. 1 pkt zapisanie odpowiedzi np.: Cefeida ma wiksze rozmiary ni Soce (promie, pole powierzchni) i dlatego cakowita wypromieniowana moc jest wiksza 18

19 Zadanie 5.5 Fizyka i astronomia poziom rozszerzony Obliczenie mocy promieniowania cefeidy wykorzystujc informacje podane w formie tekstu oraz zawarte na wykresie zalenoci midzy redni moc promieniowania a okresem zmian jasnoci cefeidy. 1 pkt odczytanie z wykresu mocy promieniowania cefeidy (ok razy wiksza od mocy promieniowania Soca) 1 pkt obliczenie mocy cefeidy P 1, W Zadanie 5.6 Obliczenie odlegoci do cefeidy. 1 pkt przeksztacenie podanego wzoru do postaci r 1 pkt obliczenie odlegoci do cefeidy r = m P 4 Zadanie 5.7 Przeliczenie odlegoci podanej kilometrach na lata wietlne. s 1 pkt zapisanie zalenoci t gdzie v = m/s v 1 pkt obliczenie odlegoci: lat wietlnych 19