Matura z fizyki i astronomii 2012

Transkrypt

1 Matura z fizyki i astronomii 2012 Arkusz A1 poziom podstawowy Odpowiedzi do zadań z serwisu filoma.org fizyka matura i zadania na filoma.org

2 D B C D C D A C C B Zadanie 11 a) 3 b) v=ω r=2 π f r=2 3,14 1 Hz 1,5m=9,42 m/s Zadanie mv=(m+m )u u=v m/(m+ M )=600 m/ s 0,01/5,01=1,2 m/ s 12.2 Siła wypadkowa równa jest sile tarcia (M +m)a=μ(m +m) g a=μ g=3m/s 2 a= u t s=ut at 2 2 = u2 2a =0,17 m 12.3 Energia kinetyczna pudła wraz z pociskiem tuż po jego ugrzęźnięciu jest mniejsza początkowej energii kinetycznej pocisku ponieważ część energii kinetycznej pocisku została wykorzystana na pracę przy grzęźnięciu pocisku w piasku. Zadanie wahadło sprężynowe dla masy 0,5kg 0,5 kg T 1 =2 π 7 N / m =1,68 s wahadło sprężynowe dla masy 1kg T 2 =2π 1kg 7 N /m =2,37 s wahadło matematyczne długości 0,5m T 3 =2π 0,5m 9,8m/ s 2=1,42 s Skracając długość wahadła matematycznego, zmniejszać się będzie okres jego drgań, więc nie będzie nigdy w tym przypadku równy 1,68 s lub 2,37 s.

3 13.2 (teraz zawieszamy na sprężynce 3 masy po 500 g każda) T 2 =2π 1,5kg 7 N /m =2,91 s Ciągle jest powyżej T 3, a więc nie da się. Zadanie F =G m m 1 2 =5, N r Powyższy wzór dotyczy oddziaływania mas punktowych lub mas kulistych. W pobliżu zakochanych znajdują się również inne masy mające wpływ na wartość siły z jaką się przyciągają. Zadanie a=0 m/s 2 Siła 0,5 N jest za mała i jest równoważona przez siłę tarcia statycznego między klockiem a stołem T =0,9 N, gdyż przy tej sile klocek jest wprawiany w ruch Siła wypadkowa F w =F T ma=f T m= F T a wybieramy do obliczeń dowolny punkt z wykresu (F,a) i m=1,6 kg Zadanie 16 η=0,9 0,95 0,9=0,77 Zadanie a) plastyk nie jest przewodnikiem, więc po dotknięciu nim elektroskopu, elektrony przejdą tylko z tego miejsca gdzie nastąpił kontakt. b) metal jest przewodnikiem i elektrony będą przechodzić z ujemnie naelektryzowanej pałeczki nie tylko z miejsca dotknięcia, ale również z innych części pałeczki.

4 17.2 b) Zadanie Zimą między końcami przewodu kominowego jest większa różnica temperatur, przez co jest większy ciąg Powietrze przepływa przez przewód kominowy z pokoju na zewnątrz, ponieważ w pokoju jest większa temperatura. Zadanie 19 Włókno wolframowe po rozżarzeniu się zwiększyło swoją temperaturę. Wolfram jest przewodnikiem, a dla przewodników opór elektryczny rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Dlatego zmalało natężenie prądu w obwodzie, gdyż I = U R. Zadanie Światło diody jest przedmiotem, a świecący na ekranie punkcik obrazem. Zatem odległość między diodą a ekranem wynosi x+ y. Pomiędzy diodę a ekran ustawiamy soczewkę w takim położeniu, aby na ekranie był ostry obraz świecącej diody. Wtedy zmierzona linijką odległość diody do soczewki bedzie wynosiła x, a soczewki do ekranu y. Znając x i y 1 wyznaczamy ogniskową soczewki z równania f = 1 x + 1 y f = 1 x + 1 y f ogniskowa x odległość diody od soczewki y odległość ekranu od soczewki 20.3 W celu zwiększenie dokładności należy wykonać kilka pomiarów x i y dla różnych położeń diody względem ekranu i obliczyć średnią wyznaczonych ogniskowych.

5 Zadanie a) Fotony światła nadfioletowego padając na metalowy krążek, wybijają z niego elektrony. Zachodzi zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. b) Krążek będzie elektryzował się dodatnio, gdyż wybijane są ładunki ujemne (elektrony) W miarę ubywania elektronów z powierzchni krążka, wzrasta jego napięcie powierzchniowe, czyli wzrasta również praca wyjścia elektronów z tego metalu. Im metal bardziej naelektryzowany dodatnio, tym trudniej oderwać się od niego kolejnym elektronom Gdybyśmy zamiast światła nadfioletowego użyli mikrofal, krążek ogrzałby się, ale nie naelektryzował. Mikrofale mają większą długość fali, więc mniejszą częstotliwość, a co za tym idzie, mniejszą energię fotonów. Fotony mikrofal nie wybijają więc elektronów z powierzchni krążka i krążek nie elektryzuje się. Zadanie i 22.2 E 2 jest w 1 4 między 0 i E 1 odległości Zadanie Otrzymany obraz dyfrakcyjny świadczy o falowej naturze neutronów

6 23.2 Wnioskiem z wymienionych obserwacji jest to, że neutrony miały ten sam pęd, co kwanty promieniowania rentgenowskiego. Uzasadnienie: Skoro układ plamek (obraz dyfrakcyjny) był identyczny, to ugięcie neutronów i promieniowania rentgenowskiego musiało zachodzić pod tym samym kątem. Tak więc długość fali elektromagnetycznej musiała być taka sama jak długość fali materii rozpraszanych neutronów. Ze wzoru λ = h p wynika, że pędy również musiały być takie same.