Informator maturalny od 2005 roku. z fizyki i astronomii

Transkrypt

1 Informator maturalny od 2005 roku z fizyki i astronomii WARSZAWA 2003

2 Informator opracowała Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Łodzi w porozumieniu z Centralną Komisją Egzaminacyjną w Warszawie. ISBN

3 SPIS TREŚCI I. Wstęp... 5 II. Podstawy prawne egzaminu... 7 III. Matura 2005 w pytaniach uczniów... 9 IV. Struktura i forma egzaminu V. Wymagania egzaminacyjne VI. Przykładowe arkusze i schematy oceniania a) Arkusz I b) Arkusz II VII. Informacje terminy Aneks przykłady rozwiązań arkuszy egzaminacyjnych Wykaz informatorów maturalnych obowiązujących od 2005 r

4 4

5 I. WSTĘP Oddajemy do rąk Państwa Informator w nadziei, że pomoże on przygotować się do egzaminu maturalnego w roku 2005 i następnych sesjach egzaminacyjnych. Znajdą w nim Państwo informacje o podstawowych aktach prawnych regulujących zasady przeprowadzania egzaminów, tekst Standardów wymagań egzaminacyjnych dla wybranego przedmiotu, opis struktury i formy egzaminu z przedmiotu, którego dotyczy Informator, szczegółowy opis wymagań egzaminacyjnych, przykładowe zadania egzaminacyjne oraz ich uczniowskie rozwiązania. W rozdziałach Matura 2005 w pytaniach uczniów i Informacje... znajdą Państwo odpowiedzi na większość pytań zadawanych w związku z nową maturą. Dalsze pytania można kierować do Centralnej i okręgowych komisji egzaminacyjnych, których adresy zamieszczamy. W maju 2005 r. po raz pierwszy Nowa Matura stanie się egzaminem powszechnym dla absolwentów nowych liceów ogólnokształcących i profilowanych, a w latach następnych, sukcesywnie, dla absolwentów pozostałych szkół ponadgimnazjalnych. Będzie ona zatem swoistym testem sprawności i rzetelności systemu egzaminów zewnętrznych. O zasadach tego egzaminu informujemy dwa lata przed jego przeprowadzeniem. Chcemy bowiem przekazać Państwu rzetelną informację, licząc na wszelkie uwagi i komentarze, które być może wskażą na konieczność pewnych usprawnień w zasadach matury. Sugerujemy zatem uważne zapoznanie się z Informatorem. Jest to ważne zarówno dla Państwa jak i dla nas. Państwo dowiedzą się, jak będzie wyglądał egzamin, natomiast ewentualne uwagi i komentarze będą przydatne do poprawy jakości i rzetelności egzaminu oraz sposobów informowania o nim. Państwa sukces podczas egzaminu to również nasza satysfakcja. Życzymy zatem sukcesu! Dyrektor Centralnej Komisji Egzaminacyjnej 5

6 6

7 II. PODSTAWY PRAWNE EGZAMINU Podstawowym aktem prawnym wprowadzającym zewnętrzny system oceniania jest Ustawa o systemie oświaty z 1991r., wraz z późniejszymi zmianami. Aktami prawnymi regulującymi przeprowadzanie egzaminów maturalnych są: 1. Rozporządzenie Ministra Edukacji Narodowej i Sportu z dnia 7 stycznia 2003 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków i sposobu oceniania, klasyfikowania i promowania uczniów i słuchaczy oraz przeprowadzania egzaminów i sprawdzianów w szkołach publicznych (DzU z 2003 r. Nr 26, poz. 225). 2. Rozporządzenie Ministra Edukacji Narodowej i Sportu z dnia 10 kwietnia 2003 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie standardów wymagań będących podstawą przeprowadzania sprawdzianów i egzaminów (DzU z 2003 r. Nr 90, poz. 846). 3. Rozporządzenie Ministra Edukacji Narodowej z dnia 19 października 1999 r. w sprawie wymagań, jakim powinni odpowiadać egzaminatorzy okręgowych komisji egzaminacyjnych oraz warunków wpisywania i skreślania egzaminatorów z ewidencji egzaminatorów (DzU Nr 93, poz. 1071). 7

8 8

9 III. MATURA 2005 W PYTANIACH UCZNIÓW 1. Po co jest wprowadzana Nowa Matura? 2. Czy nowy egzamin maturalny będzie trudniejszy od starego egzaminu dojrzałości? 3. Jakie są podstawowe zasady egzaminu maturalnego od roku 2005? Nowy egzamin maturalny jest wprowadzany, aby zapewnić: a) jednolitość zadań i kryteriów oceniania w całym kraju, b) porównywalność wyników, c) obiektywizm oceniania (kodowane prace maturalne, oceniane przez zewnętrznych egzaminatorów), d) konieczność zdawania tylko raz egzaminu z danego przedmiotu, zamiast odrębnie w szkole i odrębnie na uczelni. Nie, egzamin maturalny nie będzie trudniejszy od starego egzaminu dojrzałości, będzie inny. Otrzymane dwa lata przed egzaminem informatory pozwolą dokładnie poznać jego specyfikę. 1. Egzamin maturalny sprawdza wiadomości i umiejętności określone w Standardach wymagań egzaminacyjnych. 2. Egzamin jest przeprowadzany dla absolwentów: a) liceów ogólnokształcących od 2005 roku, b) liceów profilowanych od 2005 roku, c) techników od 2006 roku, d) uzupełniających liceów ogólnokształcących od 2006 roku, e) techników uzupełniających od 2007 roku. 3. Egzamin jest przeprowadzany dwa razy w roku: w sesji zimowej i wiosennej. 4. Egzamin składa się z części ustnej, ocenianej przez nauczycieli w szkole i części pisemnej, ocenianej przez egzaminatorów zewnętrznych. 5. Wybór przedmiotu zdawanego na egzaminie nie jest zależny od typu szkoły, do której uczęszczał zdający, ani od przedmiotów nauczanych w tej szkole. 6. Harmonogram przebiegu egzaminów ustala dyrektor CKE i ogłasza go na stronie internetowej CKE, nie później niż 4 miesiące przed terminem egzaminu. 4. Jakie egzaminy trzeba obowiązkowo zdawać na maturze? 1. Obowiązkowe są trzy egzaminy z: a) języka polskiego w części ustnej i pisemnej, b) języka obcego nowożytnego w części ustnej i pisemnej, c) przedmiotu wybranego przez zdającego (zdawanego tylko w części pisemnej) spośród następujących przedmiotów: biologia, chemia, fizyka i astronomia, geografia, historia, historia muzyki, historia sztuki, matematyka, wiedza o społeczeństwie, wiedza o tańcu. 2. Absolwenci szkół i oddziałów z nauczaniem języka danej mniejszości narodowej, oprócz obowiązkowych egzaminów wymienionych w punkcie 1., zdają dodatkowo egzamin z języka ojczystego w części ustnej i pisemnej. 9

10 5. Z jakich przedmiotów dodatkowych można zdawać maturę? Absolwent może zdawać egzamin maturalny z jednego, dwóch lub trzech przedmiotów dodatkowych: a) języka obcego nowożytnego, innego niż obowiązkowy w części ustnej i pisemnej, b) języka grupy etnicznej tylko w części ustnej lub tylko w części pisemnej lub w obu częściach, c) w części pisemnej z przedmiotów wymienionych w odpowiedzi 1c na pytanie 4., jeżeli nie wybrał ich jako przedmiotów obowiązkowych, a także z informatyki, języka greckiego i kultury antycznej, języka łacińskiego i kultury antycznej. 6. Na jakim poziomie będzie można zdawać poszczególne egzaminy? 7. Gdzie można zdawać maturę? 8. Kiedy można zdawać maturę? 1. Egzamin z przedmiotów obowiązkowych może być zdawany na poziomie podstawowym lub rozszerzonym z wyjątkiem części ustnej języka polskiego, języka mniejszości narodowej, które są zdawane na jednym poziomie, określonym w standardach wymagań egzaminacyjnych. 2. Egzamin z przedmiotów dodatkowych jest zdawany na poziomie rozszerzonym, z wyjątkiem języka grupy etnicznej zdawanego w części ustnej na jednym poziomie. 3. Wyboru poziomu egzaminu w części ustnej z danego języka obcego zdający dokonuje w pisemnej deklaracji składanej przewodniczącemu szkolnego zespołu egzaminacyjnego na początku nauki w klasie maturalnej, a w części pisemnej ze wszystkich przedmiotów obowiązkowych w czasie trwania egzaminu. 4. Zdawanie egzaminu w części pisemnej na poziomie rozszerzonym wymaga rozwiązania zadań egzaminacyjnych zawartych w arkuszu egzaminacyjnym dla poziomu podstawowego oraz zadań egzaminacyjnych zawartych w arkuszu egzaminacyjnym dla poziomu rozszerzonego. 1. Maturę zdaje się we własnej szkole, chyba że dyrektor okręgowej komisji egzaminacyjnej wyznaczy inne miejsce. 2. W szczególnych wypadkach może zaistnieć konieczność zdawania części ustnej egzaminu z języków obcych poza własną szkołą (np. z powodu braku nauczycieli danego języka). 3. Zdający, którzy ukończyli szkołę w latach poprzednich lub wyrazili wolę zdawania egzaminu w innej szkole niż ukończona, są kierowani do szkoły lub ośrodka egzaminacyjnego wyznaczonego przez komisję okręgową. Maturę można zdawać dwa razy w roku: w maju lub styczniu, według harmonogramu ustalonego przez dyrektora Centralnej Komisji Egzaminacyjnej. 10

11 9. Jakie warunki muszą być zapewnione w sali egzaminacyjnej? 10. Jak powinien być zorganizowany egzamin? 11. Ile czasu będzie trwała matura? 1. Sala, w której jest przeprowadzany egzamin, musi spełniać warunki określone w przepisach bhp i przepisach ppoż. 2. Przy stoliku może siedzieć wyłącznie jeden zdający. 3. Na stolikach w trakcie pisania mogą znajdować się jedynie arkusze egzaminacyjne, przybory pomocnicze i pomoce dopuszczone przez dyrektora CKE. 4. Zdający chory lub niepełnosprawny w trakcie egzaminu może mieć na stoliku leki i inne pomoce medyczne przepisane przez lekarza lub konieczne ze względu na chorobę lub niepełnosprawność. 5. Posiłki dla zdających i egzaminatorów mogą być dostępne jedynie na zewnątrz sali egzaminacyjnej poza czasem przeznaczonym na egzamin, z wyjątkiem przypadków, o których mowa w pkt W skład zespołu nadzorującego przebieg egzaminu w danej sali wchodzi co najmniej trzech nauczycieli, z tym że co najmniej jeden nauczyciel powinien być zatrudniony w innej szkole. W skład zespołu nie mogą wchodzić nauczyciele danego przedmiotu oraz wychowawca zdających. 2. Egzamin pisemny przebiega zgodnie z harmonogramem określonym przez CKE. Szczegóły egzaminu z poszczególnych przedmiotów określa każdorazowo informacja zawarta w arkuszu egzaminacyjnym. Czas egzaminu liczy się od przekazania zdającym arkuszy egzaminacyjnych. 3. W czasie egzaminu pisemnego w sali egzaminacyjnej przebywają co najmniej trzej członkowie zespołu nadzorującego. 4. W czasie egzaminu zdający nie powinni opuszczać sali egzaminacyjnej. Przewodniczący zespołu może zezwolić na opuszczenie sali tylko w szczególnie uzasadnionej sytuacji, po zapewnieniu warunków wykluczających możliwość kontaktowania się zdającego z innymi osobami, z wyjątkiem osób udzielających pomocy medycznej. 5. Członkowie zespołu nadzorującego przebieg egzaminu nie mogą udzielać wyjaśnień dotyczących zadań egzaminacyjnych ani ich komentować. 6. W przypadku stwierdzenia niesamodzielnego rozwiązywania zadań egzaminacyjnych przewodniczący zespołu egzaminacyjnego przerywa egzamin danej osoby i prosi o opuszczenie sali egzaminacyjnej. 7. Arkusze egzaminacyjne są zbierane po zakończeniu każdej części egzaminu. Egzamin pisemny z jednego przedmiotu będzie trwał w zależności od przedmiotu nie dłużej niż 3 godziny dla poziomu podstawowego i nie dłużej niż 3 godziny dla poziomu rozszerzonego. Cała sesja egzaminacyjna będzie trwała od początku maja do końca czerwca i odpowiednio od początku stycznia do końca lutego. Sesja będzie się kończyć rozdaniem świadectw dojrzałości. 11

12 12. Jak sprawdzane są prace i ogłaszane wyniki matury? 13. Kiedy egzamin maturalny uznawany jest za zdany? 14. Kiedy egzamin maturalny uznawany jest za niezdany? 15. Czy niezdanie ustnej części jednego ze zdawanych języków przerywa zdawanie dalszej części egzaminu? 16. Czy prace maturalne po sprawdzeniu będą do wglądu dla zdającego? 17. Czy można powtarzać niezdany egzamin? 1. Poszczególne arkusze egzaminacyjne z każdej części egzaminu z danego przedmiotu są sprawdzane i oceniane przez egzaminatorów zewnętrznych, przeszkolonych przez okręgowe komisje egzaminacyjne i wpisanych do ewidencji egzaminatorów. 2. Wynik egzaminu jest wyrażony w procentach. 3. Wynik egzaminu z dodatkowego przedmiotu, o którym mowa w pytaniu 5 pkt c, nie ma wpływu na zdanie egzaminu, ale odnotowuje się go na świadectwie dojrzałości. 4. Komisja okręgowa sporządza listę osób, zawierającą uzyskane przez te osoby wyniki, i przesyła ją do szkoły w celu ogłoszenia. Egzamin jest zdany, jeżeli zdający z każdego z trzech obowiązkowych egzaminów (w przypadku języków zarówno w części ustnej, jak i pisemnej), uzyskał minimum 30% punktów możliwych do uzyskania za dany egzamin na poziomie podstawowym. Warunek zdania egzaminu maturalnego dla osób zdających poziom rozszerzony jest ten sam, ponieważ każdy musi najpierw zdać egzamin na poziomie podstawowym. Egzamin uważa się za niezdany jeżeli: a) zdający z któregokolwiek egzaminu obowiązkowego, lub jego części ustnej lub pisemnej otrzymał mniej niż 30% punktów możliwych do uzyskania, b) w trakcie egzaminu stwierdzono, że zdający pracuje niesamodzielnie i jego egzamin został przerwany, c) w trakcie sprawdzania egzaminator stwierdził niesamodzielność rozwiązywania zadań egzaminacyjnych. Nie przerywa. Zdający przystępuje do kolejnych egzaminów we wcześniej ogłoszonych terminach, natomiast niezdaną część ustną danego egzaminu zdaje w wybranej sesji egzaminacyjnej. Na wniosek zdającego komisja okręgowa udostępnia do wglądu sprawdzone arkusze, w miejscu i czasie określonym przez dyrektora OKE. 1. Absolwent, który nie zdał egzaminu z określonego przedmiotu, może przystąpić ponownie do egzaminu z tego przedmiotu w kolejnych sesjach egzaminacyjnych przez 5 lat. 2. Po upływie 5 lat od daty pierwszego egzaminu absolwent, o którym mowa w pkt 1., zdaje powtórny egzamin w pełnym zakresie. 3. Przy powtórnym egzaminie z przedmiotu wybranego absolwent może wybrać inne przedmioty. 12

13 18. Czy można poprawiać wynik uzyskany na egzaminie? 19. Kiedy można powtórnie przystąpić do egzaminu, jeśli został on przerwany? 20. Kto może być zwolniony z egzaminu z danego przedmiotu? 21. Czy oprócz olimpiad istnieją inne podstawy do zwolnień z egzaminu lub jego części? 22. Jaki wpływ na świadectwo maturalne będą miały oceny uzyskane w szkole ponadgimnazjalnej? 23. Czy zdawanie matury będzie konieczne, aby ukończyć szkołę? 24. Na jakich zasadach zdają egzamin absolwenci niepełnosprawni? Absolwent, który chce podwyższyć wynik egzaminu w części pisemnej z jednego lub kilku przedmiotów, ma prawo przystąpić ponownie do egzaminu w kolejnych sesjach. Absolwent, który nie przystąpił do egzaminu lub przerwał egzamin, ma prawo przystąpić do egzaminu w kolejnych sesjach egzaminacyjnych w styczniu lub maju każdego roku. 1. Laureaci i finaliści olimpiad przedmiotowych są zwolnieni z egzaminu z danego przedmiotu. 2. Laureatom i finalistom olimpiad uprawnienie wymienione w pkt 1. przysługuje także wtedy, gdy przedmiot nie był objęty szkolnym planem nauczania danej szkoły. 3. Osoba zwolniona z egzaminu będzie miała na świadectwie dojrzałości w rubryce danego przedmiotu wpisaną informację o uzyskanym na olimpiadzie tytule. Nic, poza wynikami z olimpiady, nie będzie mogło być podstawą do zwolnienia z egzaminu maturalnego. Oceny uzyskane w szkole ponadgimnazjalnej znajdą się na świadectwie ukończenia szkoły, natomiast na świadectwie dojrzałości będą zamieszczone tylko wyniki egzaminów maturalnych i wyniki olimpiady, o ile będą podstawą zwolnienia z danego egzaminu. Można nie przystąpić do matury, ponieważ nie jest ona egzaminem obowiązkowym. Jedynie te osoby, które będą chciały kontynuować naukę w wyższej uczelni, muszą zdać egzamin maturalny. Podobnie do niektórych szkół policealnych nie wystarczy świadectwo ukończenia szkoły, ale będzie wymagane świadectwo dojrzałości (np. szkoły dla pielęgniarek). 1. Absolwenci niepełnosprawni lub niesprawni czasowo przystępują do egzaminu w powszechnie obowiązujących terminach i według obowiązujących wymagań egzaminacyjnych, przy kryteriach i w formie dostosowanych do rodzaju niesprawności. 2. Za zapewnienie warunków i formy przeprowadzania egzaminu odpowiednich do możliwości zdających o specjalnych potrzebach edukacyjnych odpowiada dyrektor szkoły. 13

14 25. Czy osoby z dysleksją rozwojową będą rozwiązywać inne zadania niż pozostali zdający? 26. W jakich sytuacjach można złożyć odwołanie od egzaminu? 27. Jaka będzie matura absolwentów szkół z ojczystym językiem mniejszości narodowych i uczniów szkół dwujęzycznych? 28. Czy absolwenci szkół mniejszości narodowych, wybierając egzamin z przedmiotów w języku ojczystym, będą rozwiązywać te same zadania co piszący maturę w języku polskim? 29. Czy matura zapewni dostanie się na wybrany kierunek studiów? Na poziomie maturalnym nie przewiduje się różnicowania arkuszy dla osób dyslektycznych. Możliwe będzie zastosowanie odrębnych kryteriów oceniania, stosownie do opinii z odpowiedniej poradni. 1. Jeżeli w trakcie egzaminu w części ustnej lub pisemnej nie były przestrzegane przepisy dotyczące jego przeprowadzenia, absolwent może w terminie 2 dni od daty egzaminu zgłosić zastrzeżenia do dyrektora komisji okręgowej. 2. Dyrektor komisji okręgowej rozpatruje zgłoszone zastrzeżenia w terminie 7 dni od daty ich otrzymania. 3. Rozstrzygnięcia dyrektora komisji okręgowej są ostateczne. Absolwenci szkół lub oddziałów z językiem nauczania mniejszości narodowych oraz absolwenci szkół dwujęzycznych mogą zdawać na egzaminie przedmiot lub przedmioty w języku polskim lub odpowiednio w języku danej mniejszości narodowej, albo w danym języku obcym. Wyboru języka, w którym będzie zdawany przedmiot, absolwent dokonuje wraz z deklaracją wyboru przedmiotu, o którym mowa w pytaniu 4. Absolwenci szkół z językiem wykładowym mniejszości narodowych, którzy zdecydują się pisać maturę w języku ojczystym, otrzymają te same arkusze egzaminacyjne co pozostali uczniowie, przetłumaczone na ich język ojczysty. Nie dotyczy to historii Polski i geografii Polski, które muszą być zdawane w języku polskim. Matura nie daje gwarancji automatycznego dostania się na studia. Warunki rekrutacji na daną uczelnię ustala senat tej uczelni. Ustawa o szkolnictwie wyższym zastrzega, że uczelnie nie będą organizować egzaminów wstępnych dublujących maturę. To znaczy, jeżeli kandydat na studia zdał na maturze egzamin z wymaganego na dany wydział przedmiotu, to jego wynik z egzaminu maturalnego będzie brany pod uwagę w postępowaniu kwalifikacyjnym. 14

15 IV. STRUKTURA I FORMA EGZAMINU Egzamin maturalny z fizyki i astronomii jest egzaminem pisemnym sprawdzającym wiadomości i umiejętności określone w Standardach wymagań egzaminacyjnych i polega na rozwiązaniu zadań egzaminacyjnych zawartych w arkuszach egzaminacyjnych. Opis egzaminu z fizyki i astronomii jako przedmiotu obowiązkowego Fizyka i astronomia wybrana jako przedmiot obowiązkowy może być zdawana na poziomie podstawowym lub rozszerzonym. Wyboru poziomu zdający dokonuje w czasie egzaminu. Zestaw zadań egzaminacyjnych dla egzaminu na poziomie podstawowym i dla części pierwszej egzaminu na poziomie rozszerzonym jest ten sam. 1. Egzamin na poziomie podstawowym trwa 120 minut i polega na rozwiązaniu zadań egzaminacyjnych w Arkuszu I, sprawdzających wiedzę i umiejętność zastosowania tej wiedzy w praktyce. Zadania te obejmują zakres wymagań egzaminacyjnych dla poziomu podstawowego. 2. Egzamin na poziomie rozszerzonym trwa 240 minut i składa się z dwóch części: a) część pierwsza trwa 120 minut i polega na rozwiązaniu arkusza egzaminacyjnego I zawierającego te same zadania egzaminacyjne jak dla poziomu podstawowego, b) część druga trwa 120 minut i polega na rozwiązaniu zadań egzaminacyjnych w Arkuszu II, sprawdzających umiejętność zastosowania wiedzy i poznanych metod badawczych, do rozwiązywania problemów dotyczących treści obejmujących zakres wymagań egzaminacyjnych dla poziomu podstawowego i rozszerzonego. Opis egzaminu z fizyki i astronomii jako przedmiotu dodatkowego Fizyka i astronomia wybrana jako przedmiot dodatkowy zdawana jest na poziomie rozszerzonym. Egzamin trwa 240 minut i składa się z dwóch części: 1) część pierwsza trwa 120 minut i polega na rozwiązaniu zadań egzaminacyjnych (zamkniętych i otwartych) w Arkuszu I, sprawdzających wiedzę i umiejętność zastosowania tej wiedzy w praktyce; zadania te obejmują zakres wymagań egzaminacyjnych dla poziomu podstawowego, 2) część druga trwa 120 minut i polega na rozwiązaniu zadań egzaminacyjnych w Arkuszu II, sprawdzających umiejętność zastosowania wiedzy i poznanych metod badawczych do rozwiązywania problemów dotyczących treści obejmujących zakres wymagań egzaminacyjnych dla poziomu podstawowego i rozszerzonego. Zestaw zadań egzaminacyjnych w arkuszach dla egzaminu maturalnego z fizyki i astronomii wybranej jako przedmiot obowiązkowy oraz wybranej jako przedmiot dodatkowy jest ten sam. 15

16 Zasady oceniania arkuszy egzaminacyjnych 1. Rozwiązania poszczególnych zadań oceniane są na podstawie szczegółowych kryteriów oceniania, jednolitych w całym kraju. 2. Egzaminatorzy zwracają uwagę na: poprawność merytoryczną odpowiedzi (odpowiedzi zdających mogą odbiegać od przyjętych w kryteriach oceniania), poprawność rozwiązania zadań, w których pominięcie cząstkowych obliczeń lub przedstawienia sposobu rozumowania może spowodować utratę punktów. 3. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. 4. Za odpowiedzi do poszczególnych zadań przyznaje się wyłącznie pełne punkty. 5. Ocenianiu podlegają tylko te fragmenty pracy, które dotyczą poleceń. Dodatkowe komentarze nie dotyczące poleceń nie podlegają ocenianiu. 6. Gdy do jednego polecenia zdający poda kilka odpowiedzi (jedną prawidłową, inne nieprawidłowe), to nie otrzyma punktów. 7. Brak rachunku jednostek przy rozwiązaniach zadań obniża punktację. 8. Zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenianiu. 9. Zdający zdał egzamin maturalny, jeżeli z przedmiotu obowiązkowego na poziomie podstawowym otrzymał co najmniej 30% punktów możliwych do uzyskania. 10. Wynik egzaminu ustalony przez komisję okręgową jest ostateczny. 16

17 V. WYMAGANIA EGZAMINACYJNE A. Standardy wymagań egzaminacyjnych Standardy wymagań, będące podstawą przeprowadzania egzaminu maturalnego z fizyki i astronomii, obejmują trzy obszary: I. Wiadomości i rozumienie (zawierający dwa standardy oznaczone cyframi arabskimi z kropką) 1. posługiwanie się pojęciami i wielkościami fizycznymi do opisywania zjawisk 2. na podstawie znanych zależności i praw wyjaśnianie przebiegu zjawisk oraz wyjaśnianie zasady działania urządzeń technicznych II. Korzystanie z informacji III. Tworzenie informacji. W ramach obu standardów obszaru I cyframi arabskimi oznaczono poszczególne treści wynikające z Podstawy programowej z fizyki i astronomii. Natomiast w obszarze II i III cyframi arabskimi oznaczono standardy wynikające z Podstawy programowej. Przedstawiają one umiejętności, które będą sprawdzane na egzaminie maturalnym. Podpunkty oznaczone literami przedstawiają: zakres treści nauczania, na podstawie których może być podczas egzaminu sprawdzany stopień opanowania określonej w standardzie umiejętności, rodzaje informacji do wykorzystywania, typy i rodzaje informacji do tworzenia. Schemat ten dotyczy poziomu podstawowego i rozszerzonego. Przedstawione poniżej standardy wymagań egzaminacyjnych są dosłownym przeniesieniem fragmentu rozporządzenia Ministra Edukacji Narodowej i Sportu z dnia 10 kwietnia 2003 r. zmieniającego rozporządzenie w sprawie standardów wymagań będących podstawą przeprowadzania sprawdzianów i egzaminów. Standardy wymagań egzaminacyjnych I. WIADOMOŚCI I ROZUMIENIE Zdający zna, rozumie i stosuje terminy, pojęcia i prawa oraz wyjaśnia procesy i zjawiska: POZIOM PODSTAWOWY POZIOM ROZSZERZONY 1. posługuje się pojęciami i wielkościami fizycznymi do opisywania zjawisk związanych z: 1) ruchem, jego powszechnością i względnością: a) ruchem i jego względnością, b) maksymalną szybkością przekazu informacji, c) efektami relatywistycznymi, 1) jak na poziomie podstawowym oraz związanych z ruchem i siłami: a) matematycznym opisem ruchu, b) przyczynami zmian ruchu, oporami ruchu, c) energią mechaniczną i zasadami zachowania w mechanice, d) ruchem postępowym i obrotowym, 17

18 2) oddziaływaniami w przyrodzie: a) podstawowymi rodzajami oddziaływań w przyrodzie, b) polami sił i ich wpływem na charakter ruchu, 3) makroskopowymi właściwościami materii a jej budową mikroskopową: a) oscylatorem harmonicznym i przykładami występowania ruchu drgającego w przyrodzie, b) związkami między mikroskopowymi i makroskopowymi właściwościami ciał oraz ich wpływem na właściwości mechaniczne, elektryczne, magnetyczne, optyczne i przewodnictwo elektryczne, 2) jak na poziomie podstawowym oraz związanych z polowym opisem oddziaływań: a) polem grawitacyjnym i ruchem mas w polu grawitacyjnym, b) polem elektrycznym i ruchem cząstek w polu elektrycznym, c) polem magnetycznym i ruchem cząstek w polu magnetycznym, 3) jak na poziomie podstawowym oraz związanych z fizycznymi podstawami mikroelektroniki i telekomunikacji: a) modelami przewodnictwa, własnościami przewodników, dielektryków i półprzewodników, diodą, tranzystorem, b) właściwościami magnetycznymi materii, c) analogowym i cyfrowym zapisem sygnałów, 4) obwodami prądu stałego: a) przemianami energii w obwodach prądu stałego, b) źródłami napięcia, 5) polem elektromagnetycznym: a) indukcją elektromagnetyczną, b) elektrycznymi obwodami drgającymi, obwodami LC, c) falami elektromagnetycznymi i ich właściwościami, 4) porządkiem i chaosem w przyrodzie: a) procesami termodynamicznymi, ich przyczynami i skutkami oraz zastosowaniami, b) drugą zasadą termodynamiki, odwracalnością procesów termodynamicznych, c) konwekcją, przewodnictwem cieplnym, 6) jak na poziomie podstawowym oraz związanych ze zjawiskami termodynamicznymi: a) zasadami termodynamiki, ich statystyczną interpretacją oraz przykładami zastosowań, b) opisem przemian gazowych i przejściami fazowymi, 7) zjawiskami hydrostatycznymi i aerostatycznymi oraz ich zastosowaniem, 18

19 5) światłem i jego rolą w przyrodzie: a) widmem fal elektromagnetycznych, światłem jako falą, b) odbiciem i załamaniem światła, rozszczepieniem światła białego, barwą światła, c) szybkością światła, d) dyfrakcją, interferencją i polaryzacją światła, e) kwantowym modelem światła, zjawiskiem fotoelektrycznym i jego zastosowaniem, f) budową atomu i wynikającą z niej analizą widmową, g) laserami i ich zastosowaniem, 6) energią, jej przemianami i transportem: a) równoważnością masy i energii, b) rozszczepieniem jądra atomowego i jego zastosowaniem, c) rodzajami promieniowania jądrowego i jego zastosowaniami, 7) budową i ewolucją Wszechświata: a) modelami kosmologicznymi i ich obserwacyjnymi podstawami, b) galaktykami i ich układami, c) ewolucją gwiazd, 8) jednością mikro- i makro świata: a) falami materii, b) dualizmem korpuskularno-falowym materii, c) zasadą nieoznaczoności, d) pomiarami w fizyce, 9) narzędziami współczesnej fizyki i ich rolą w badaniu mikro- i makroświata: a) metodami badawczymi współczesnych fizyków, b) obserwatoriami astronomicznymi, 2. na podstawie znanych zależności i praw wyjaśnia przebieg zjawisk oraz wyjaśnia zasadę działania urządzeń technicznych. 2. jak na poziomie podstawowym oraz przewiduje przebieg zjawisk. II. KORZYSTANIE Z INFORMACJI Zdający wykorzystuje i przetwarza informacje: POZIOM PODSTAWOWY 1) odczytuje i analizuje informacje przedstawione w formie: a) tekstu o tematyce fizycznej lub astronomicznej, b) tabeli, wykresu, schematu, rysunku, POZIOM ROZSZERZONY 1) jak na poziomie podstawowym, 19

20 2) uzupełnia brakujące elementy (schematu, rysunku, wykresu, tabeli), łącząc posiadane i podane informacje, 2) jak na poziomie podstawowym, 3) selekcjonuje i ocenia informacje, 3) jak na poziomie podstawowym, 4) przetwarza informacje według podanych zasad: a) formułuje opis zjawiska lub procesu fizycznego, rysuje schemat układu doświadczalnego lub schemat modelujący zjawisko, b) rysuje wykres zależności dwóch wielkości fizycznych (dobiera odpowiednio osie współrzędnych, skalę wielkości i jednostki, zaznacza punkty, wykreśla krzywą), c) oblicza wielkości fizyczne z wykorzystaniem znanych zależności fizycznych. 4) jak na poziomie podstawowym oraz: a) zaznacza niepewności pomiarowe, b) oblicza i szacuje wielkości fizyczne z wykorzystaniem znanych zależności fizycznych. III. TWORZENIE INFORMACJI Zdający rozwiązuje problemy i tworzy informacje: POZIOM PODSTAWOWY 1) interpretuje informacje przedstawione w formie tekstu, tabeli, wykresu, schematu, POZIOM ROZSZERZONY jak na poziomie podstawowym oraz formułuje i uzasadnia opinie i wnioski. 2) stosuje pojęcia i prawa fizyczne do rozwiązywania problemów praktycznych, 3) buduje proste modele fizyczne i matematyczne do opisu zjawisk, 4) planuje proste doświadczenia i analizuje opisane wyniki doświadczeń. 20

21 B. Opis wymagań egzaminacyjnych Z zapisów ustawowych wynika, że informator powinien zawierać szczegółowy opis zakresu egzaminu. Standardy, będące dostateczną wskazówką dla konstruktorów arkuszy egzaminacyjnych, mogą być, naszym zdaniem, niewystarczającą wskazówką dla osób przygotowujących się do egzaminu maturalnego. Dlatego przygotowaliśmy opis wymagań egzaminacyjnych, który uszczegółowia zakres treści oraz rodzaje informacji wykorzystywanych bądź tworzonych w ramach danego standardu, oddzielnie dla każdego obszaru standardów. Schemat ten dotyczy poziomu podstawowego i rozszerzonego. Poniżej prezentujemy szczegółowy opis wymagań egzaminacyjnych z fizyki i astronomii. Wymagania egzaminacyjne dla poziomu podstawowego I. WIADOMOŚCI I ROZUMIENIE Zdający zna, rozumie i stosuje terminy, pojęcia i prawa oraz wyjaśnia procesy i zjawiska: Standard: 1. posługuje się pojęciami i wielkościami fizycznymi do opisywania zjawisk związanych z: Zdający potrafi: Opis wymagań 1) ruchem, jego powszechnością i względnością: a) ruchem i jego względnością, b) maksymalną szybkością przekazu informacji, c) efektami relatywistycznymi, 1) opisywać ruch względem różnych układów odniesienia, 2) rozróżniać pojęcia: przemieszczenia, toru i drogi, 3) obliczać wartości prędkości średniej i chwilowej, przyspieszenia, drogi i czasu w ruchu jednostajnym oraz jednostajnie zmiennym, 4) obliczać wartość prędkości względnej, 5) analizować kinematycznie swobodny spadek i rzuty pionowe, 6) opisywać ruch jednostajny po okręgu, 7) obliczać dylatację czasu w układach poruszających się, 8) obliczać masę, pęd i energię w ujęciu relatywistycznym; 2) oddziaływaniami w przyrodzie: a) podstawowymi rodzajami oddziaływań w przyrodzie, b) polami sił i ich wpływem na charakter ruchu, 1) wyznaczać siłę działającą na ciało w wyniku oddziaływania grawitacyjnego, elektrostatycznego, magnetycznego, 2) zastosować zasady dynamiki do opisu zachowania się ciał, 3) analizować ruchy ciał z uwzględnieniem sił tarcia i oporu, 4) analizować ruch ciał w układzie nieinercjalnym, 5) zastosować zasadę zachowania pędu układu w zjawisku odrzutu i zderzeniach niesprężystych, 6) przedstawiać pola grawitacyjne, elektrostatyczne i magnetyczne za pomocą linii pola, 7) opisywać wpływ pola grawitacyjnego, elektrostatycznego i magnetycznego na ruch ciał, 21

22 3) makroskopowymi własnościami materii a jej budową mikroskopową: a) oscylatorem harmonicznym i przykładami występowania ruchu drgającego w przyrodzie, b) związkami między mikroskopowymi i makroskopowymi właściwościami ciał oraz ich wpływem na właściwości mechaniczne, elektryczne, magnetyczne, optyczne i przewodnictwo elektryczne, 8) analizować I i II prędkość kosmiczną, 9) opisywać własności sił jądrowych; 1) analizować ruch ciał pod wpływem sił sprężystości, 2) opisywać ruch drgający, 3) obliczać okres drgań wahadła matematycznego i sprężynowego, 4) opisywać zjawisko rezonansu mechanicznego, 5) porównywać właściwości mechaniczne ciał stałych, cieczy i gazów oraz wyjaśniać je w oparciu o budowę mikroskopową, 6) porównywać własności elektryczne przewodników, półprzewodników i izolatorów, 7) opisywać zjawisko przewodnictwa elektrycznego metali i jego zależność od temperatury, 8) porównywać własności magnetyczne substancji dia-, para- i ferromagnetycznych; wyjaśniać ich wpływ na pole magnetyczne, 9) podawać przykłady zastosowań w życiu i w technice urządzeń wykorzystujących właściwości mechaniczne, elektryczne i magnetyczne materii; 4) porządkiem i chaosem w przyrodzie: a) procesami termodynamicznymi, ich przyczynami i skutkami oraz zastosowaniami, b) drugą zasadą termodynamiki, odwracalnością procesów termodynamicznych, c) konwekcją, przewodnictwem cieplnym, 5) światłem i jego rolą w przyrodzie: a) widmem fal elektromagnetycznych, światłem jako falą, b) odbiciem i załamaniem światła, rozszczepieniem światła białego, barwą światła, c) szybkością światła, d) dyfrakcją, interferencją i polaryzacją światła, e) kwantowym modelem światła, zjawiskiem fotoelektrycznym i jego zastosowaniem, f) budową atomu i wynikającą z niej analizą widmową, 1) zastosować równanie Clapeyrona i równanie stanu gazu doskonałego do wyznaczania parametrów gazu, 2) opisywać przemianę izobaryczną, izochoryczną i izotermiczną, 3) obliczać zmianę energii cieplnej w przemianach: izobarycznej i izochorycznej oraz pracę w przemianie izobarycznej, 4) zastosować I zasadę termodynamiki, 5) sformułować II zasadę termodynamiki i wnioski z niej wynikające, 6) obliczać sprawność silników cieplnych, 7) podawać przykłady procesów odwracalnych i nieodwracalnych, 8) posługiwać się pojęciem entropii; 1) opisywać widmo światła białego, uwzględniając zależność barwy światła od częstotliwości i długości fali świetlnej, 2) zastosować do obliczeń związek między długością, prędkością rozchodzenia się w danym ośrodku i częstotliwością fali świetlnej, 3) analizować zjawiska odbicia i załamania światła, 4) opisywać zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia światła, 5) wyjaśniać zjawisko rozszczepienia światła, 6) konstruować obrazy w soczewce skupiającej i rozpraszającej dla różnych położeń przedmiotu i określać cechy powstałego obrazu, 7) obliczać ogniskową soczewki, znając promienie krzywizny i współczynnik załamania materiału, z którego jest wykonana, 8) posługiwać się pojęciami: powiększenie i zdolność skupiająca, 22

23 g) laserami i ich zastosowaniem, 6) energią, jej przemianami i transportem: a) równoważnością masy i energii, b) rozszczepieniem jądra atomowego i jego zastosowaniem, c) rodzajami promieniowania jądrowego i jego zastosowaniami, 9) zastosować równanie zwierciadła i soczewki cienkiej do obliczeń wartości odległości przedmiotu i obrazu, ogniskowej, zdolności skupiającej lub współczynnika załamania ośrodka, 10) opisywać sposoby korekcji dalekowzroczności i krótkowzroczności, 11) przedstawiać zastosowanie układu soczewek w budowie podstawowych przyrządów optycznych, 12) opisywać zjawisko dyfrakcji światła, 13) opisywać zjawisko przejścia światła przez siatkę dyfrakcyjną, 14) zastosować zjawisko interferencji do wyznaczenia długości fali świetlnej, 15) opisywać sposoby uzyskiwania światła spolaryzowanego, 16) obliczać kąt Brewstera, 17) opisywać zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne i wyjaśniać je zgodnie z założeniami kwantowego modelu światła, 18) wyjaśniać zasadę działania fotokomórki, 19) podawać podstawowe założenia modelu atomu wodoru wg Bohra, 20) obliczać częstotliwość i długość fali emitowanej przez atom wodoru przy przeskokach elektronu pomiędzy orbitami, 21) wyjaśniać mechanizm powstawania widma emisyjnego i absorpcyjnego oraz przedstawiać zastosowanie analizy widmowej, 22) wyjaśniać zasadę działania lasera i wymieniać jego zastosowania; 1) posługiwać się pojęciami pracy i mocy, 2) posługiwać się pojęciami energii kinetycznej, potencjalnej ciężkości, potencjalnej sprężystości, wewnętrznej, 3) zastosować zasadę zachowania energii mechanicznej dla ruchu prostoliniowego, 4) wskazywać zależność E = mc 2 jako równoważność masy i energii, 5) określać, na podstawie liczby masowej i liczby porządkowej, skład jąder atomowych i izotopów atomów, 6) posługiwać się pojęciami jądrowego niedoboru masy i energii wiązania, 7) analizować reakcję rozszczepienia jąder uranu i reakcję łańcuchową, 8) wymieniać własności promieniowania jądrowego (α, β i γ) i przedstawiać związane z nimi zagrożenia, 9) wymieniać zastosowania promieniowania jądrowego, 10) zastosować zasadę zachowania ładunku i liczby nukleonów do zapisów reakcji jądrowych i przemian jądrowych, 11) zastosować prawo rozpadu, z uwzględnieniem czasu połowicznego zaniku, do analizy przemian jądrowych, 12) opisywać transport energii w ruchu falowym, 13) opisywać zjawisko konwekcji, przewodnictwa i promieniowania cieplnego; 23

24 7) budową i ewolucją Wszechświata: a) modelami kosmologicznymi i ich obserwacyjnymi podstawami, b) galaktykami i ich układami, c) ewolucją gwiazd, 8) jednością mikroi makroświata: a) falami materii, b) dualizmem korpuskularno-falowym materii, c) zasadą nieoznaczoności, d) pomiarami w fizyce, e) zakresem stosowalności teorii fizycznych, f) determinizmem i indeterminizmem w opisie przyrody g) elementami metodologii nauk, 9) narzędziami współczesnej fizyki: a) metodami badawczymi współczesnych fizyków, b) obserwatoriami astronomicznymi, 1) analizować reakcję syntezy termojądrowej i mechanizm wytwarzania energii w Słońcu i w gwiazdach, 2) opisywać strukturę Wszechświata, porównując rozmiary obiektów i odległości między nimi, 3) zastosować prawa Keplera do opisu ruchu planet, 4) analizować, korzystając z diagramu H-R, etapy ewolucji gwiazd i określać aktualną fazę ewolucji Słońca, interpretować położenie gwiazdy na diagramie jako etap ewolucji, 5) opisywać teorię Wielkiego Wybuchu; 1) sformułować hipotezę de Broglie'a, zinterpretować zależność pomiędzy długością fali materii a pędem cząstki, której ona odpowiada, 2) przedstawiać dowody eksperymentalne istnienia fal materii i ich zastosowanie, 3) wyjaśniać, na czym polega dualizm korpuskularnofalowy światła, 4) określać, kiedy pomiar wpływa na stan obiektu, 5) określać przyczyny powstawania niepewności pomiarowych, 6) zinterpretować zasadę nieoznaczoności Heisenberga, 7) opisywać zakres stosowalności praw fizyki na przykładzie mechaniki klasycznej i kwantowej teorii światła, 8) podać przykłady zjawisk potwierdzających deterministyczny opis przyrody, 9) uzasadnić indeterminizm fizyki kwantowej, 10) opisać, na czym polega metoda: indukcyjna, hipotetyczno-dedukcyjna, statystyczna; posługiwać się pojęciami, wielkościami i prawami fizycznymi pozwalającymi na zrozumienie działania urządzeń i narzędzi pracy współczesnego fizyka i astronoma. 2. na podstawie znanych zależności i praw wyjaśnia przebieg zjawisk oraz wyjaśnia zasadę działania urządzeń technicznych. 24

25 II. KORZYSTANIE Z INFORMACJI Zdający wykorzystuje i przetwarza informacje: 1) odczytuje i analizuje informacje przedstawione w formie: a) tekstu o tematyce fizycznej lub astronomicznej, b) tabel, wykresów, schematów i rysunków. 2) uzupełnia brakujące elementy (schematu, rysunku, wykresu, tabeli), łącząc posiadane i podane informacje, 3) selekcjonuje i ocenia informacje, 4) przetwarza informacje według podanych zasad: a) formułuje opis zjawiska lub procesu fizycznego, rysuje schemat układu doświadczalnego lub schemat modelujący zjawisko, b) rysuje wykres zależności dwóch wielkości fizycznych (dobiera odpowiednio osie współrzędnych, skalę wielkości i jednostki, zaznacza punkty, wykreśla krzywą), c) oblicza wielkości fizyczne z wykorzystaniem znanych zależności fizycznych. III. TWORZENIE INFORMACJI Zdający rozwiązuje problemy i interpretuje informacje: 1) interpretuje informacje przedstawione w formie tekstu, tabeli, wykresu, schematu, 2) stosuje pojęcia i prawa fizyczne do rozwiązywania problemów praktycznych, 3) buduje proste modele fizyczne i matematyczne do opisu zjawisk, 4) planuje proste doświadczenia i analizuje opisane wyniki doświadczeń. 25

26 Wymagania egzaminacyjne dla poziomu rozszerzonego Wymagania egzaminacyjne dla poziomu rozszerzonego obejmują również przedstawiony wcześniej zakres wymagań dla poziomu podstawowego. I. WIADOMOŚCI I ROZUMIENIE Zdający zna rozumie i stosuje terminy, pojęcia i prawa oraz wyjaśnia procesy i zjawiska: Standard: 1. posługuje się pojęciami i wielkościami fizycznymi do opisywania zjawisk związanych z: Zdający potrafi: Opis wymagań 1) ruchem i siłami: a) matematycznym opisem ruchu, b) przyczynami zmian ruchu, oporami ruchu, c) energią mechaniczną i zasadami zachowania w mechanice, d) ruchem postępowym i obrotowym, 2) polowym opisem oddziaływań: a) polem grawitacyjnym i ruchem mas w polu grawitacyjnym, b) polem elektrycznym i ruchem cząstek w polu elektrycznym, 1) rozróżniać pojęcia punkt materialny i bryła sztywna, 2) wyznaczać prędkość wypadkową, 3) zastosować zasadę niezależności ruchów do analizy ruchów złożonych, 4) zastosować zasady dynamiki do matematycznego opisu ruchu, 5) zastosować zasadę zachowania pędu i energii do opisu zderzeń sprężystych, 6) uwzględniać siły tarcia i oporu do matematycznego opisu ruchu, 7) zastosować pojęcia: prędkości liniowej, kątowej, przyspieszenia liniowego i kątowego, momentu siły, momentu bezwładności do opisu ruchu obrotowego, 8) zastosować I i II zasadę dynamiki dla ruchu obrotowego, 9) obliczać energię kinetyczną i moment pędu bryły sztywnej, 10) zastosować zasadę zachowania momentu pędu, 11) zastosować zasadę zachowania energii mechanicznej dla ruchu postępowego i obrotowego, 12) opisywać za pomocą równań zależności: położenia, prędkości, przyspieszenia, energii kinetycznej i potencjalnej od czasu i od wychylenia w ruchu drgającym, 13) opisywać zjawiska falowe stosując zasadę Huygensa, 14) opisywać zjawisko dyfrakcji i interferencji fal, 15) opisywać warunki powstawania fal stojących, 16) wyjaśniać zjawisko rezonansu akustycznego, 17) rozróżniać pojęcia natężenia fali akustycznej i poziomu natężenia dźwięku, 18) opisywać zjawisko Dopplera dla fali akustycznej; 1) opisywać pole grawitacyjne i elektrostatyczne za pomocą natężenia pola, 2) rozróżniać pojęcia: natężenia pola grawitacyjnego i przyśpieszenia grawitacyjnego, 3) opisywać stany przeciążenia, niedociążenia i nieważkości, 4) opisywać własności pola magnetycznego za pomocą natężenia pola i indukcji pola magnetycznego, 26

27 c) polem magnetycznym i ruchem cząstek w polu magnetycznym, 5) posługiwać się pojęciami energii potencjalnej masy w polu grawitacyjnym i ładunku w polu elektrostatycznym, 6) posługiwać się pojęciami potencjału grawitacyjnego i elektrostatycznego, 7) opisywać ruch cząstki naładowanej w polu elektrostatycznym i magnetycznym, 8) obliczać wartość pracy i energii mechanicznej w polu grawitacyjnym i elektrostatycznym, 9) opisywać rozkład ładunku elektrycznego na powierzchni i wewnątrz przewodnika oraz zmiany tego rozkładu pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego, 10) opisywać model przewodnictwa elektrycznego w metalach, 11) opisywać wpływ dielektryka na wielkości charakteryzujące pole elektrostatyczne; 3) obwodami prądu stałego: a) przemianami energii w obwodach prądu stałego, b) źródłami napięcia, 4) polem elektromagnetycznym: a) indukcją elektromagnetyczną, b) elektrycznymi obwodami drgającymi, obwodami LC, c) falami elektromagnetycznymi i ich właściwościami, 1) wyjaśniać pojęcia siły elektromotorycznej i oporu wewnętrznego źródła napięcia, 2) zastosować prawo Ohma, I i II prawo Kirchhoffa do obliczeń i analizy obwodów elektrycznych z uwzględnieniem SEM i oporu wewnętrznego ogniwa, 3) obliczać opór przewodnika znając jego opór właściwy i wymiary geometryczne, 4) obliczać opór zastępczy układu oporników, 5) obliczać pracę i moc prądu stałego, 6) obliczać sprawność przetwarzania energii w obwodach prądu stałego, 7) podawać przykłady przemian energii elektrycznej na inne formy energii; 1) posługiwać się pojęciem strumienia indukcji pola magnetycznego, 2) obliczać wartość wektora indukcji pola wytworzonego przez przewodnik prostoliniowy, kołowy i zwojnicę, 3) obliczać wartości siły elektrodynamicznej i siły Lorentza, 4) opisywać wzajemne oddziaływanie przewodników z prądem, 5) opisywać warunki występowania zjawiska indukcji elektromagnetycznej i zjawiska samoindukcji, 6) obliczać wartości SEM indukcji, SEM samoindukcji i indukcyjność zwojnicy, 7) zastosować regułę Lenza do ustalania kierunku przepływu prądu indukcyjnego; 8) opisywać działanie prądnicy prądu przemiennego i transformatora, 9) obliczać wartości skuteczne natężenia prądu przemiennego, i napięcia skutecznego, 10) posługiwać się pojęciem pojemności elektrycznej, 11) obliczać pojemność kondensatora płaskiego znając jego wymiary geometryczne, 12) obliczać pojemność zastępczą układu kondensatorów, 13) obliczać pracę potrzebną do naładowania kondensatora, 27

28 14) uwzględniać zależność natężenia prądu od częstotliwości w obwodach zawierających indukcyjność i pojemność, 15) analizować procesy zachodzące w obwodzie LC, 16) sformułować jakościowo prawa Maxwella, 17) obliczać długości fal elektromagnetycznych w zależności od parametrów obwodu LC, 18) wymieniać własności fal elektromagnetycznych i ich zastosowania; 5) fizycznymi podstawami mikroelektroniki i telekomunikacji: a) modelami przewodnictwa, własnościami przewodników, dielektryków i półprzewodników, diodą, tranzystorem, b) właściwościami magnetycznymi materii, c) analogowym i cyfrowym zapisem sygnałów, 6) zjawiskami termodynamicznymi: a) zasadami termodynamiki, ich statystyczną interpretacją oraz przykładami zastosowań, b) opisem przemian gazowych i przejściami fazowymi, 7) zjawiskami hydrostatycznymi i aerostatycznymi oraz ich zastosowaniem. 2. na podstawie znanych zależności i praw wyjaśnia i przewiduje przebieg zjawisk oraz wyjaśnia zasadę działania urządzeń technicznych. 1) wyjaśniać pasmową teorię przewodnictwa przewodników, izolatorów, półprzewodników samoistnych i domieszkowych, 2) opisywać własności złącza p-n, 3) wyjaśniać działanie diody półprzewodnikowej, 4) wyjaśniać działanie układów prostowniczych, 5) wyjaśniać budowę i działanie tranzystora, 6) wyjaśniać działanie układu wzmacniającego zawierającego tranzystor, 7) wyjaśniać różnice pomiędzy cyfrowym i analogowym zapisem sygnałów; 1) wykorzystać założenia teorii kinetyczno-molekularnej do opisu stanu gazu doskonałego, 2) posługiwać się pojęciami ciepła molowego w przemianach gazowych, 3) interpretować przemianę adiabatyczną, 4) zastosować I i II zasadę termodynamiki, 5) analizować cykle termodynamiczne, 6) posługiwać się pojęciem ciepła właściwego, 7) posługiwać się pojęciem ciepła przemiany fazowej; 1) posługiwać się pojęciem ciśnienia, 2) obliczać ciśnienie hydrostatyczne, 3) zinterpretować prawo Pascala i wymienić jego zastosowania, 4) obliczać siłę wyporu w cieczach i gazach korzystając z prawa Archimedesa. wyjaśnia konieczność eksperymentalnej weryfikacji pojawiających się modeli i teorii fizycznych i astronomicznych. 28

29 II. KORZYSTANIE Z INFORMACJI Zdający wykorzystuje i przetwarza informacje: 1) odczytuje i analizuje informacje podane w formie: a) tekstu o tematyce fizycznej lub astronomicznej, b) tabeli, wykresu, schematu, rysunku. 2) uzupełnia brakujące elementy (schematu, rysunku, wykresu, tabeli), łącząc posiadane i podane informacje, 3) selekcjonuje i ocenia informacje, 4) przetwarza informacje według podanych zasad: a) formułuje opis zjawiska lub procesu fizycznego, rysuje schemat układu doświadczalnego lub schemat modelujący zjawisko, b) rysuje wykres zależności dwóch wielkości fizycznych (dobiera odpowiednio osie współrzędnych, skalę wielkości i jednostki, zaznacza punkty, wykreśla krzywą), c) oblicza wielkości fizyczne z wykorzystaniem znanych zależności fizycznych. d) zaznacza niepewności pomiarowe, e) oblicza i szacuje wielkości fizyczne z wykorzystaniem znanych zależności fizycznych. III. TWORZENIE INFORMACJI Zdający rozwiązuje problemy i interpretuje informacje: 1) interpretuje informacje zapisane w postaci: tekstu, tabel, wykresów i schematów, 2) stosuje pojęcia i prawa fizyczne do rozwiązywania problemów praktycznych, 3) buduje proste modele fizyczne i matematyczne do opisu zjawisk, 4) planuje proste doświadczenia i analizuje opisane wyniki doświadczeń, 5) formułuje i uzasadnia opinie i wnioski. 29

30 30

31 VI. PRZYKŁADOWE ARKUSZE I SCHEMATY OCENIANIA Arkusz egzaminacyjny I 120 minut Arkusz egzaminacyjny II 120 minut 31

32 32

33 Miejsce na naklejkę z kodem (Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy) KOD ZDAJĄCEGO MFA-W1A1-051 EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII Instrukcja dla zdającego Arkusz I Czas pracy 120 minut 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 7 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego przebieg egzaminu. 2. Do arkusza dołączona jest karta wzorów i stałych fizycznych. 3. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia. 4. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 5. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o podaniu jednostek obliczanych wielkości. 6. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 7. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 8. Nie wolno używać korektora. 9. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 10. Brudnopis nie będzie oceniany. 11. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. 12. Do ostatniej kartki arkusza dołączona jest karta odpowiedzi, którą wypełnia egzaminator. Życzymy powodzenia! ARKUSZ I MAJ ROK 2005 Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów (Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy) PESEL ZDAJĄCEGO 33

34 Zadanie 1. (1 pkt) Naprzeciw siebie poruszają się, po prostej drodze, dwa samochody: Fiat o masie 600 kg z prędkością o wartości 20 s m i Polonez o masie 1200 kg z prędkością 10 s m. Wybierz, które z poniższych zdań jest fałszywe. W układzie związanym z drogą: kg m A) całkowity pęd układu Fiat - Polonez równa się s B) całkowity pęd układu Fiat - Polonez jest równy zeru. C) pęd Fiata ma tą samą wartość jak pęd Poloneza. D) pęd Fiata ma przeciwny zwrot niż pęd Poloneza. Zadanie 2. (1 pkt) Uczeń rzucił mały kamyk pionowo do góry. Kamyk wzniósł się na maksymalną wysokość 5 m i został złapany przez ucznia w miejscu, z którego został wyrzucony po upływie 2 s. Wartość prędkości średniej z jaką poruszał się kamyk w czasie trwania całego ruchu, wynosi: A) około 10 s m. B) około 5 s m. C) około 2,5 s m. D) 0 s m. Zadanie 3. (1 pkt) kg Nurek pływa w wodzie o gęstości na głębokości 20 m od powierzchni wody. m Ciśnienie atmosferyczne wynosi 10 5 Pa. Całkowite ciśnienie w miejscu przebywania nurka ma wartość: A) około Pa B) około Pa C) około Pa D) około Pa Zadanie 4. (1 pkt) Wartość siły przyciągania grawitacyjnego między dwoma masami wzrasta dziewięciokrotnie. Odległość między nimi: A) zmalała dziewięciokrotnie. B) zmalała trzykrotnie. C) wzrosła trzykrotnie. D) wzrosła dziewięciokrotnie. Zadanie 5. (1 pkt) Zależność pomiędzy wydłużeniem x, a wartością działającej siły F przedstawia równanie: F = k x k jest tu współczynnikiem proporcjonalności charakterystycznym dla danej sprężyny (stałą sprężyny). Wydłużenie sprężyny o 2 cm powoduje siła o wartości 5N. Wydłużenie sprężyny o 3 cm spowoduje działająca siła o wartości: 5 A) N 6 6. B) N C) 7,5N. D) N. 3 34

35 Zadanie 6. (1 pkt) Gaz doskonały przechodząc ze stanu 1 do stanu 2 wykonał pracę równą: p[pa] 3p 2p p 0 1 V 2V 3V 2 V[m 3 ] A) pv. B) 3 pv. C) 4 pv. D) 6 pv. Zadanie 7. (1 pkt) Na rysunku przedstawiono elektron poruszający się w próżni i wpadający w obszar pola magnetycznego. Elektron, przechodząc przez pole magnetyczne, odchyli się: e V B r A) w płaszczyźnie kartki w dół. B) w płaszczyźnie kartki w górę. C) przed płaszczyznę kartki. D) za płaszczyznę kartki. Znak na rysunku oznacza, że wektor indukcji magnetycznej jest prostopadły do płaszczyzny kartki i zwrócony za płaszczyznę kartki. Zadanie 8. (1 pkt) Promień światła słonecznego podczas zachodu Słońca pada na powierzchnię jeziora. Która z poniższych wielkości charakteryzujących światło słoneczne, nie ulega zmianie podczas przejścia światła z powietrza do wody? A) Prędkość światła. B) Częstotliwość fali świetlnej. C) Długość fali świetlnej. D) Kierunek rozchodzenia się światła. Zadanie 9. (1 pkt) Zakres częstotliwość fal dźwiękowych słyszanych przez ludzkie ucho wynosi od około 20 Hz do Hz. Stosunek długości fal odpowiadających tym częstotliwościom ma wartość: A) około 0,001. B) około 0,1. C) około D) około

36 Zadanie 10. Samochód (3 pkt) Na wykresie przedstawiono zależność pomiędzy wartością prędkości a czasem dla ruchu samochodu osobowego. ν [m/s] t[s] a) Zapisz jakim rodzajem ruchu poruszał się samochód w przedziale czasu (0-5)s. b) Podaj wartość przyśpieszenia samochodu między piątą, a ósmą sekundą ruchu. c) Oblicz drogę przebytą przez samochód w czasie pierwszych ośmiu sekund ruchu. Zadanie 11. Piłeczki (5 pkt) Dwie piłeczki pingpongowe o jednakowych masach m każda zawieszono w jednym punkcie na nitkach o długości l. Następnie piłeczki naelektryzowano jednakowymi ładunkami. Piłeczki oddaliły się na odległość d. Zaznacz na rysunku wszystkie siły działające na piłeczki i wyznacz zależność, za pomocą której będziesz mógł obliczyć ładunek q zgromadzony na każdej z piłeczek. 36

37 Zadanie 12. Elektron w polu magnetycznym (4 pkt) Elektron wpada w obszar jednorodnego pola magnetycznego prostopadle do linii tego pola. 4 Wartość wektora indukcji magnetycznej wynosi 5 10 T. Oblicz okres obiegu tego elektronu. Zadanie 13. Żarówka (2 pkt) W Polsce zmieniono wartość napięcia elektrycznego w sieci z 220 V na 230 V. Oblicz moc jaką ma obecnie dawna żarówka 100 W. Przyjmij, że opór elektryczny świecącej żarówki przy podanych napięciach jest taki sam. Zadanie 14. Oscylator (3 pkt) Wiszący na sprężynie ciężarek wykonuje drgania o okresie 2 sekundy z amplitudą 2 cm. Narysuj wykres zależności wychylenia drgającego ciężarka od czasu. Zadanie 15. Krążek hokejowy (3 pkt) Poruszający się po lodowej tafli krążek hokejowy zatrzymał się po przebyciu 15 m. Oblicz współczynnik tarcia krążka o lód, jeżeli prędkość początkowa krążka wynosiła 3 s m. Zadanie 16. Rozpad promieniotwórczy (4 pkt) Rozpad jądra izotopu pewnego pierwiastka jest badany za pomocą licznika promieniowania. Tło, czyli liczba impulsów dochodzących do licznika z otoczenia wynosi 50 impulsów na minutę. Tabela przedstawia wyniki uzyskanych pomiarów. czas [godz.] ,5 20 Impulsy/minutę

38 Narysuj wykres zależności aktywności źródła promieniowania od czasu i wyznacz czas połowicznego rozpadu badanego izotopu. Zadanie 17. Kulka (4 pkt) o Metalową kulkę zawieszoną na nici o długości 1 m odchylono o kąt 30 od pionu i puszczono swobodnie. Oblicz wartość prędkości kulki w chwili, gdy znajduje się w najniższym położeniu. Pomiń opory ruchu. Zadanie 18. Soczewka (4 pkt) Na osi optycznej cienkiej soczewki płasko-wypukłej o bezwzględnym współczynniku załamania szkła 1,5 i promieniu krzywizny 20 cm ustawiono przedmiot w odległości 60 cm. a) Oblicz zdolność skupiającą tej soczewki. b) Oblicz, w jakiej odległości od soczewki powstanie obraz tego przedmiotu zakładając, że ogniskowa soczewki wynosi 40 cm. Zadanie 19. Fale materii (4 pkt) Oblicz energię kinetyczną protonu, któremu można przypisać falę de Broglie a o długości m. 38

39 Zadanie 20. Pęd (3 pkt) Oblicz stosunek wartości pędu cząsteczki poruszającej się z prędkością o wartości równej 90% prędkości światła, gdy obliczamy go klasycznie do wartości pędu tej cząstki obliczanej relatywistycznie. Zadanie 21. Silnik (2 pkt) Silnik cieplny, pracujący w cyklu Carnota oddaje do chłodnicy 5 3 pobranej energii cieplnej. Oblicz sprawność tego silnika. 39

40 40

41 MODEL ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ARKUSZA I Zadania zamknięte Nr zadania Prawidłowa odpowiedź A B C B C C A B C Liczba punktów Zadania otwarte Numer zadania 10 Samochód Proponowane rozwiązania a) ruch jednostajnie przyśpieszony. b) a = 0 m 2 s c) s = 55 m 3 Punktacja 1p nazwa ruchu, 1p podanie wartości przyśpieszenia, 1p obliczenie drogi. Uwagi Drogę można obliczyć dowolną metodą. x 1p rysunek z rozkładem sił, Można zaznaczyć tylko siłę ciężkości i oddziaływania elektrostatycznego. 11 Piłeczki Fe d tgα = = Q 2x 2 kq d = 2 d mg 2x 5 1p wyznaczenie zależności między siłami oraz d i x, 1p podstawienie wzorów na siły, x = l 2 2 d 4 1p wyznaczenie przyprostokątnej w trójkącie 12 Elektron w polu 3 mgd q = 2 2 d 2k l 4 2 m V = evb r 4 1p wyznaczenie szukanej zależności. 1p zapisanie zależności między siłami, 43

42 magnetycznym 13 Żarówka 14 Oscylator 15 Krążek hokejowy 16 Rozpad promieniotwórczy 2πr V = T 2πm T = eb T = 7,15 10 P1 U P2 = U P 2 109, 3W m V 2 2 µ = s = µ mgs 2 V 2gs µ = 0,03 T = 6 godz. 2 mv mgh = p podstawienie wzoru na prędkość w ruchu po okręgu, 1p wyznaczenie okresu, 1p obliczenie wartości okresu. 1p wyznaczenie mocy żarówki, 1p obliczenie wartości mocy. 1p wyskalowanie osi czasu, 1p wyskalowanie osi wychylenia, 1p poprawne narysowanie wykresu. 1p zapisanie związku między energią kinetyczną, a pracą, 1p wyznaczenie współczynnika tarcia, 1p obliczenie wartości współczynnika tarcia. 1p odjęcie od ilości impulsów tła, 1p wyskalowanie osi, 1p zaznaczenie punktów i narysowanie krzywej, 1p podanie okresu połowicznego rozpadu. 1p zapisanie zasady zachowania energii, Poprawne jest inne rozwiązanie dające taki sam wynik. Przy rozwiązaniu siłami: 1 punkt za zapisanie związku między siłami, 1 punkt za wyznaczenie związku między prędkością a drogą, 1 punkt za wyznaczenie i obliczenie µ. Gdy nie zostanie odjęte tło zdający traci tylko 1 punkt. 17 Kulka h = l 0 l cos30 4 1p wyznaczenie wysokości, 44

43 18 Soczewka 0 V = 2gl(1 cos30 ) D = V = 1, 6 1 f n = n m s p 1 r s 1 D = 2,5 dioptrii y = fx x f y = 1,2 m h p= m V = λ 4 1p wyznaczenie zależności na wartość prędkości, 1p obliczenie wartości prędkości. 1p zapisanie wzoru na zdolność skupiającą soczewki płaskowypukłej, 1p obliczenie zdolności skupiającej tej soczewki, 1p wyznaczenie z równania soczewki odległości od obrazu, 1p obliczenie wartości odległości. 1p zapisanie zależności dla pędu, 19 Fale materii E h V = mλ k 2 h = 2 2m λ 4 1p wyznaczenie wartości prędkości, 1p wyznaczenie energii kinetycznej, 20 Pęd 21 Silnik Ek p p k r η = = 3,3 10 p = p p k r = η = = mv 13 V 1 c 2 2 V 1 c 0,19 = 2 2 J 0,44 3 Q1 Q % Q 1 4 = 10 40% 3 2 1p obliczenie wartości energii kinetycznej. 1p zapisanie wzoru na pęd relatywistyczny, 1p wyznaczenie stosunku pędów, 1p obliczenie wartości ilorazu pędów. 1p zapisanie wzoru na sprawność i wstawienie wartości oddanej energii, 1p obliczenie sprawności silnika. 45

44 46

45 Miejsce na naklejkę z kodem (Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy) KOD ZDAJĄCEGO MFA-W2A1-051 EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII Arkusz II (dla poziomu rozszerzonego) Czas pracy 120 minut ARKUSZ II MAJ ROK 2005 Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 10 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego przebieg egzaminu. 2. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia. 3. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 4. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o podaniu jednostek obliczanych wielkości. 5. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 6. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 7. Nie wolno używać korektora. 8. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 9. Brudnopis nie będzie oceniany. 10. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. 11. Do ostatniej kartki arkusza dołączona jest karta odpowiedzi, którą wypełnia egzaminator. Życzymy powodzenia! Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów (Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy) PESEL ZDAJĄCEGO 47

46 Zadanie 22. Opór zewnętrzny (8 pkt) a) Mając do dyspozycji: amperomierz, woltomierz, opornicę suwakową i ogniwo, narysuj układ pomiarowy, za pomocą którego można wyznaczyć zależność mocy wydzielanej w obwodzie zewnętrznym od oporu zewnętrznego. (1 pkt) b) W poniższej tabeli podano wartości oporu zewnętrznego R, wyniki pomiarów natężenia prądu I, napięcia U oraz obliczone wartości mocy P wydzielanej na oporze zewnętrznym. Tabela zawiera jednak luki. Korzystając z danych podanych w tabeli oblicz i wstaw w puste miejsca brakujące wartości. (2 pkt) R [ Ω] 0 0, I [A] ,2 0,5 U [V] ,8 5,16 5,5 P [ W] ,44 2,75 48

47 c) Wykorzystując dane z tabeli z drugiej części zadania, sporządź wykres zależności mocy wydzielanej w obwodzie zewnętrznym od wartości oporu zewnętrznego. Na podstawie otrzymanego wykresu podaj, dla jakiej wartości oporu zewnętrznego wydajność ogniwa jest największa oraz podaj przybliżoną wartość oporu wewnętrznego tego ogniwa. (5 pkt) Zadanie 23. Układ Słoneczny (6 pkt) W tabeli przedstawiono względne wielkości charakteryzujące niektóre planety Układu Słonecznego. Nazwa planety Masa (w jednostkach masy Ziemi) Promień planety (w jednostkach promienia Ziemi) Odległość od Słońca (w jednostkach promienia orbity Ziemi) Rok (w latach ziemskich) Doba (w dobach ziemskich) Merkury 0,05 0,38 0,39 0,24 59,00 Wenus 0,81 0,95 0,72 0,61 243,00 Ziemia Mars 0,11 0,53 1,52 1,88 1,03 Jowisz ,19 5,20 11,90 0,41 Saturn 95 9,43 9,54 29,90 0,43 Uran 14,6 3,85 19,18 84,00 0,72 Wykaż słuszność trzeciego prawa Keplera. W tym celu: a) Zapisz III prawo Keplera za pomocą wzoru. (1 pkt) 49

48 b) Wykorzystując wzór wyrażający III prawo Keplera zapisz zmienne, jakie powinny znajdować się na osiach układu współrzędnych, aby wykres funkcji mógł być linią prostą. Oś 0X Oś 0Y (1 pkt) c) Wybierz z tabeli trzy planety, oblicz odpowiednie wartości, opisz i wyskaluj osie układu (na rysunku poniżej) oraz zaznacz punkty w narysowanym układzie współrzędnych. (2 pkt) 1 planeta planeta planeta d) Narysuj wykres funkcji. (1 pkt) e) Na podstawie otrzymanego wykresu przeprowadź uzasadnienie słuszności trzeciego prawa Keplera. (1 pkt) 50

49 Zadanie 24. Skocznia narciarska (6 pkt) Poniższy rysunek przedstawia przekrój pewnej skoczni narciarskiej. A Próg skoczni B Tor lotu narciarza B C A, B, C na rysunku oznaczają: A belka startowa, B próg, C miejsce lądowania. Oto wielkości charakteryzujące skocznię oraz skok jaki oddał pewien narciarz: - próg skoczni jest usytuowany poziomo km - wartość prędkości narciarza na progu (tuż przed odbiciem) wynosi 90 h - czas trwania odbicia narciarza od progu wynosi 0,3 s - masa narciarza wynosi 60 kg a) Tuż po odbiciu od progu zawodnik porusza się z prędkością, której wektor jest nachylony o do poziomu pod kątem α = 10 w górę. Oblicz wartość średniej siły nacisku skoczka na podłoże w czasie odbicia od progu. (5 pkt) b) Poniższe rysunki przedstawiają różne możliwe usytuowanie podłoża na zeskoku skoczni narciarskiej. Napisz, który zeskok (A czy B) powinien być stosowany na wszystkich skoczniach. (1 pkt) Tor lotu narciarza Tor lotu narciarza Zeskok A Zeskok B 51

50 Zadanie 25. Chłopiec (11 pkt) Chłopiec (rys.) wprawia w ruch po okręgu kamień o masie 0,4 kg zawieszony na sznurku o długości 1m. Płaszczyzna okręgu zataczanego przez kamień znajduje się na wysokości 1,3 m nad podłożem, a uniesiona pionowo ręka trzymająca sznurek 1,7 m nad podłożem. Widok z góry a) Oblicz pracę, jaką musi wykonać chłopiec, aby płaszczyzna obrotu kamienia znalazła się w odległości h 2 = 1,5 m od podłoża. Przyjmij, że zmiana wartości pracy, jaką wykonuje siła oporu powietrza jest do zaniedbania podczas zmiany płaszczyzny ruchu kamienia oraz, że niewielkie ruchy dłonią, jakie musi wykonać chłopiec, aby rozpędzić kamień, nie wpływają na wartość obliczanej pracy. (8 pkt) b) W pewnej chwili płaszczyzna okręgu, w której poruszał się kamień, znajdowała się na wysokości 1,5 m od podłoża a kamień poruszał się z prędkością o wartości 7 s m. W pobliżu chłopca znajduje się ściana budynku (Mur na rys.). Oblicz, jaka może być najmniejsza odległość między chłopcem a ścianą, aby w przypadku zerwania się sznurka w momencie, gdy kierunek wektora prędkości kamienia jest prostopadły do ściany, kamień w nią nie uderzył. (3 pkt) 52

51 Zadanie 26. Fotokomórka (9 pkt) Natężenie prądu elektrycznego płynącego w obwodzie fotokomórki wynosi 0,1 ma, gdy na pokrytą litem fotokatodę pada fala elektromagnetyczna o długości λ = 337,1 nm emitowana przez laser azotowy. Praca wyjścia elektronów z litu wynosi 2,4 ev. a) Oblicz maksymalną wartość prędkości elektronów po wyjściu z fotokatody. Wynik podaj w m/s. (3 pkt) b) Oblicz wartość napięcia hamowania, przy którym ustaje przepływ elektronów wybijanych z fotokatody. (2 pkt) c) Oblicz moc wiązki laserowej opisanej w zadaniu. Przyjmij, że wszystkie wyemitowane z katody elektrony docierają do anody, oraz że każdy foton wybija jeden elektron. Wynik podaj w watach. (4 pkt) 53

52 Zadanie 27. Spektrograf masowy (10 pkt) Hel jest jednoatomowym chemicznie nieaktywnym gazem. Znane są cztery izotopy helu: 3 He, 4 He, 6 He, 8 He. Dwa pierwsze występują w przyrodzie i są trwałe, pozostałe są nietrwałe. Rozdzielanie izotopów helu i wyznaczanie ich mas odbywa się w spektrografie masowym, którego schemat budowy prezentowany jest na rysunku. Wewnątrz cylindra panuje stałe jednorodne pole magnetyczne, w którym jony izotopów helu poruszają się po okręgach i uderzają w kliszę fotograficzną, na której pozostawiają ślad. Źródło jonów Selektor prędkości Szczelina Cylinder Przesłona ze szczelinami Klisza fotograficzna Tor jonu Wiązka jonów, zanim trafi do wnętrza cylindra, przechodzi przez urządzenie zwane selektorem prędkości (rys. poniżej), w którym istnieją prostopadłe do siebie pola elektryczne i magnetyczne. Natężenie tych pól dobiera się w taki sposób, aby tylko te jony helu, które poruszają się z określoną prędkością nie uległy odchyleniu i mogły przejść przez szczelinę do cylindra. Tor jonu helu E r + B r Szczelina a) Wewnątrz selektora prędkości indukcja pola magnetycznego ma wartość 0,03 T. Wartość 6 m prędkości, z jaką poruszają się jony izotopów helu wynosi 1,2 10. Oblicz wartość s natężenia pola elektrycznego wytworzonego w selektorze. (3 pkt) 54

53 Wpadająca do cylindra wiązka jonów izotopów helu ulega w nim rozdzieleniu na poszczególne grupy jonów o jednakowej masie. Wszystkie jony helu wpadające do cylindra spektrografu mają taki sam ładunek, zatem im większa jest ich masa, tym większy jest promień toru (rys.). Jony helu 6 He 4 He 3 He b) Napisz, czy energia jonów helu zmienia się podczas ich ruchu w cylindrze spektrografu. Krótko uzasadnij swoją odpowiedź. (2 pkt) Aby wyznaczyć masę jonów, bada się położenie śladów, jakie powstają w miejscu ich padania na kliszę fotograficzną. Poniżej na rysunku zaznaczone są tory jonów izotopów helu: 4 He i 6 He w cylindrze spektrografu. 2r 2 Klisza fotograficzna r 6 He 4 He 2r 1 Jony helu 55

54 c) Oblicz masę izotopu helu 6 He wiedząc, że odległość między śladami na kliszy fotograficznej wynosiła r = 0,79 m przy indukcji pola magnetycznego wewnątrz cylindra 6 m równej 63 mt i prędkości jonów równej 1,2 10. Masa jonu izotopu 4 He wynosi s -27 6,65 10 kg. Ładunek jonów helu jest równy ładunkowi protonu. (5 pkt) 56

55 MODEL ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ARKUSZA II Numer zadania 22 Opór zewnętrzny Czynności Punktacja a) Poprawne narysowanie schematu połączeń. 1 1 b) c) Poprawne wyliczenie brakujących wartości R, I, U i P przy wykorzystaniu danych zawartych w tabeli. R 0,2Ω oraz 11Ω I 2 A oraz ~0,86 A U 2 V oraz 3 V P 0 W oraz ~5,76 W Wyskalowanie i opisanie osi wykresu P = f (R). 1 Naniesienie punktów pomiarowych. 1 Sporządzenie wykresu. 1 Odczytanie z wykresu, że dla R = 1Ω wartość wydzielanej mocy jest największa wydajność źródła jest zatem też największa. Podanie wartości oporu wewnętrznego ogniwa jako równej wartości oporu zewnętrznego, przy którym wydajność jest największa. R w = 1Ω. 2 2 RAZEM za zadanie: Uwagi Na schemacie musi zostać umieszczony symbol opornicy suwakowej a nie opornika. 1 pkt za każde cztery poprawnie policzone wartości. Wykres powinien być linią ciągłą wygładzoną. Wystarczy, że zostanie podana informacja, że R w = R, przy którym ogniwo ma największą wydajność. Numer zadania 23 Układ Słoneczny a) b) Czynności Zapisanie wzorem III prawa Keplera T 1 R1 T 2 = 3 lub 1 = const lub 3 T2 R2 R1 2 3 T 1 ~ R1 Wybór współrzędnych: 0X - R 3, 0Y - T 2 (lub odwrotnie). Punktacja Uwagi 57

56 c) d) e) Wybór trzech planet i obliczenie dla nich wartości R 3 i T 2. Wyskalowanie osi współrzędnych i naniesienie punktów w układzie współrzędnych. Narysowanie wykresu funkcji liniowej T 2 ~ R 3 (lub R 3 ~ T 2 ). 1 1 Uzasadnienie słuszności trzeciego prawa Keplera. 1 1 RAZEM za zadanie: Przyznajemy 1 pkt za dobór planet, jeżeli zaznaczone w układzie współrzędnych punkty nie nakładają się na siebie. Numer zadania Czynności Punktacja Uwagi Zapisanie związku siły ze zmianą pędu. p R Q = gdzie R jest reakcją podłoża i jej t wartość jest równa wartości szukanej siły F, z jaką skoczek oddziałuje na próg skoczni podczas odbicia. 1 Równoważne rozwiązanie: R Q = m a v a = t 24 Skocznia narciarska a) Zapisanie wzoru na zmianę pędu. p = m v = m v y ponieważ v = 0 y0 Wyznaczenie składowej pionowej prędkości tuż po odbiciu. v y = v 0 tgα gdzie v 0 jest prędkością skoczka na progu tuż przed odbiciem. Przekształcenie wzorów i obliczenie wartości siły odbicia narciarza od progu skoczni. m v0 tgα F = m g + t F 1470 N Składowa pionowa może mieć wyliczoną wartość lub zapisana za pomocą wzoru. Dopuszczalne zaokrąglenia obliczonych wartości. b) Wybór zeskoku B. 1 1 RAZEM za zadanie: 6 58

57 Numer zadania Czynności Punktacja Uwagi Zauważenie, że wykonana praca jest równa sumie zmiany energii potencjalnej i kinetycznej kamienia lub zmianie jego energii mechanicznej. W = E lub W = E + E m p k 1 25 Chłopiec a) b) Zapisanie wzoru na zmianę energii potencjalnej i kinetycznej. E p = m g ( h 2 h1) 2 2 m v2 m v1 E k = 2 2 Narysowanie rozkładu sił działających na kamień. Skorzystanie ze związku siły dośrodkowej z ciężarem kamienia, powiązanie sił Q i F r z różnicą wysokości (H-h) i długością sznurka w celu wyznaczenia prędkości kamienia. 2 2 F r R 2 g ( l ( H h) ) = oraz v = Q H h H h Obliczenie pracy. W 6, 1 J Zauważenie, że szukana odległość jest równa zasięgowi rzutu poziomego z wysokości 1,5 m i zapisanie wzoru na zasięg. d = v t Wyznaczenie czasu trwania rzutu h t = 2 1 g 8 3 Zdający może wyliczać poszczególne wartości lub przekształcać wzory i policzyć szukaną wartość na końcu. Dopuszczalne zaokrąglenia obliczonych wartości. Obliczenie szukanej odległości. d 4 m 1 RAZEM za zadanie: 11 Numer zadania 26 Fotokomórka a) Czynności Zastosowanie wzoru Einsteina Millicana. E = W + f E k Podstawienie odpowiednich wzorów. h c E f = λ Punktacja Uwagi Dopuszczalne są zaokrąglenia obliczonych wartości. 59

58 b) c) Obliczenie i podanie wartości prędkości fotoelektronów. 2 h c v = W m λ 5 m v 6,7 10 s Zastosowanie zasady zachowania energii. W = el E k Obliczenie i podanie wartości napięcia 2 hamowania. 2 1 m v U = U 1, 3 V 2 e Zastosowanie wzoru na moc. W P = t 1 Zapisanie wzoru na energię fotonów. h c 1 W = N E f = N λ Zastosowanie definicji natężenia prądu oraz związku ilości elektronów z wartością ładunku do wyznaczenia ilości fotonów. 1 4 Q I t I = Q = N e N = t e Obliczenie mocy wiązki laserowej. I h c P = e λ 1 P 0, W lub P 0, 37mW RAZEM za zadanie: Numer zadania 27 Spektrograf masowy a) b) Czynności Wyczytanie z tekstu, że w selektorze prędkości ładunki nie ulegają odchyleniu, czyli siły: elektryczna i magnetyczna równoważą się. Zapisanie wzorów i wyznaczenie natężenia pola elektrycznego: qe = qvb E = vb Obliczenie wartości natężenia pola 4 V elektrycznego. E = 3,6 10 m Stwierdzenie, że siła Lorentza ma charakter siły dośrodkowej czyli zmianie ulega tylko kierunek prędkości a nie jej wartość. Podanie odpowiedzi, że wobec powyższego energia jonów poruszających się w cylindrze nie ulega zmianie. Punktacja Uwagi 60

59 c) Wyliczenie wzoru na promień toru ruchu ładunku w polu magnetycznym: 2 mv mv 2 qvb = skąd: r = r qb Wykorzystanie rysunku z treści zadania do napisania równości: 1 r = 2( r 2 r1 ) 5 Podstawienie wzorów i obliczenie masy jonu. qb r 1 m2 = m1 + 2v Obliczenie wartości masy izotopu helu 6 He. r q B 27 1 m2 = m1 + m2 9,97 10 kg 2 v RAZEM za zadanie: 10 61

60 62

61 VII. INFORMACJE TERMINY Terminy, o których trzeba pamiętać (do sesji maturalnej w maju 2005): maj 2003 r. dyrektor CKE ogłosi listę olimpiad przedmiotowych zwalniających z egzaminów maturalnych, maj 2004 r. dyrektor CKE poda na stronie internetowej Komisji Centralnej szczegółową informację o sposobie dostosowania warunków i formy przeprowadzania egzaminu maturalnego do potrzeb absolwentów z zaburzeniami i odchyleniami rozwojowymi lub ze specyficznymi trudnościami w uczeniu oraz chorych lub niesprawnych czasowo, czerwiec 2004 r. dyrektor CKE określi, jakie środowiska komputerowe, programy użytkowe oraz języki programowania mogą być wybierane na egzaminie, 30 września 2004 r. upływa termin składania przez absolwenta do dyrektora szkoły pisemnej deklaracji: a) jakie przedmioty będzie zdawać na egzaminie, b) na jakim poziomie będzie zdawać egzamin ustny z języka obcego, c) jaki temat wybiera z listy tematów na egzamin ustny z języka polskiego, języków mniejszości narodowej i języka etnicznego, d) wyboru środowiska komputerowego, programów użytkowych i języka programowania przez zdających informatykę, e) o posiadanym zaświadczeniu o dysleksji rozwojowej, f) o chorobie lub niepełnosprawności uprawniającej do szczególnych warunków przeprowadzania egzaminu, grudzień 2004 r. dyrektor CKE ogłosi harmonogram egzaminów maturalnych w maju 2005, luty 2005 r. dyrektor szkoły, w której odbędzie się egzamin, ustali harmonogram egzaminów ustnych, 28 lutego 2005 r. upływa ostateczny termin ewentualnych uzasadnionych zmian w deklaracjach składanych we wrześniu, marzec 2005 r. dyrektor CKE zamieści na stronie internetowej Komisji Centralnej informację o pomocach, z których mogą korzystać zdający w części pisemnej egzaminu maturalnego z poszczególnych przedmiotów, 18 kwietnia 2005 r. rozpoczną się egzaminy ustne, 5 maja 2005 r. rozpoczną się egzaminy pisemne, 30 czerwca 2005 r. ostateczny termin rozdania świadectw dojrzałości. 63

62 Terminy, o których trzeba pamiętać (do sesji maturalnej w styczniu 2006): styczeń 2004 r. dyrektor CKE ogłosi listę olimpiad przedmiotowych zwalniających z egzaminów maturalnych, styczeń 2005 r. dyrektor CKE poda na stronie internetowej Komisji Centralnej szczegółową informację o sposobie dostosowania warunków i formy przeprowadzania egzaminu maturalnego do potrzeb absolwentów z zaburzeniami i odchyleniami rozwojowymi lub ze specyficznymi trudnościami w uczeniu oraz chorych lub niesprawnych czasowo, luty 2005 r. dyrektor CKE określi, jakie środowiska komputerowe, programy użytkowe oraz języki programowania mogą być wybierane na egzaminie, 30 czerwca 2005 r. upływa termin składania przez absolwenta do dyrektora szkoły pisemnej deklaracji: a) jakie przedmioty będzie zdawać na egzaminie, b) na jakim poziomie będzie zdawać egzamin ustny z języka obcego, c) jaki temat wybiera z listy tematów na egzamin ustny z języka polskiego, języków mniejszości narodowej i języka etnicznego, d) wyboru środowiska komputerowego, programów użytkowych i języka programowania przez zdających informatykę, e) o posiadanym zaświadczeniu o dysleksji rozwojowej, f) o chorobie lub niepełnosprawności uprawniającej do szczególnych warunków przeprowadzania egzaminu, lipiec 2005 r. dyrektor CKE ogłosi harmonogram egzaminów maturalnych w styczniu 2006, październik 2005 r. dyrektor szkoły, w której odbędzie się egzamin, ustali harmonogram egzaminów ustnych, październik 2005 r. dyrektor CKE zamieści na stronie internetowej Komisji Centralnej informację o pomocach, z których mogą korzystać zdający w części pisemnej egzaminu maturalnego z poszczególnych przedmiotów, 28 października 2005 r. upływa ostateczny termin ewentualnych uzasadnionych zmian w deklaracjach składanych w czerwcu, 12 grudnia 2005 r. termin rozpoczęcia egzaminów ustnych, 3 stycznia 2006 r. termin rozpoczęcia egzaminów pisemnych, 28 lutego 2006 r. ostateczny termin rozdania świadectw dojrzałości. 64

63 ANEKS PRZYKŁADY ROZWIĄZAŃ ARKUSZY EGZAMINACYJNYCH Arkusz egzaminacyjny I 120 minut Arkusz egzaminacyjny II 120 minut 65

64 66

65 Miejsce na naklejkę z kodem (Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy) KOD ZDAJĄCEGO MFA-W1A1-051 EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI i ASTRONOMII Arkusz I Czas pracy 120 minut ARKUSZ I Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 8 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego przebieg egzaminu. 2. Do arkusza dołączona jest karta wzorów i stałych fizycznych. 3. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia. 4. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 5. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o podaniu jednostek obliczanych wielkości. 6. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 7. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 8. Nie wolno używać korektora. 9. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 10. Brudnopis nie będzie oceniany. 11. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. 12. Do ostatniej kartki arkusza dołączona jest karta odpowiedzi, którą wypełnia egzaminator. Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów Życzymy powodzenia! (Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy) PESEL ZDAJĄCEGO 67

66 68

67 69

68 70

69 71

70 72

71 73

72 74