WOJEWÓDZKI KONKURS FIZYCZNY

Transkrypt

1 Kod ucznia WOJEWÓDZKI KONKURS FIZYCZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW W ROKU SZKOLNYM 2015/ R. 1. Zestaw konkursowy zawiera 5 zadań. Są to zadania otwarte. Na ich rozwiązanie masz 90 minut. Sprawdź, czy zestaw jest kompletny. 2. Zanim udzielisz odpowiedzi, uważnie przeczytaj treść zadania. 3. Wszystkie odpowiedzi czytelnie i wyraźnie wpisuj w wyznaczonych miejscach. 4. W zadaniach samodzielnie sformułuj odpowiedź i wpisz ją lub wykonaj zadanie zgodnie z instrukcją zawartą w poleceniu. Przedstaw tok rozumowania prowadzący do wyniku. 5. Arkusz wypełniaj długopisem, nie używaj korektora, ołówka ani gumki. Nie komunikuj się z innymi uczestnikami konkursu. 6. Podczas rozwiązywania zadań możesz korzystać z kalkulatora i linijki. 7. Sprawdź wszystkie odpowiedzi przed oddaniem testu. 8. Nie podpisuj testu, zostanie on zakodowany. 9. Brudnopis, dołączony do testu, nie podlega ocenie. 10. W zadaniach rachunkowych przyjmij wartość przyspieszenia ziemskiego = Maksymalnie możesz uzyskać 40 punktów. Punktacja za zadania Zadanie 1. Zadanie 2. Zadanie 3. Zadanie 4. Zadanie 5. Razem 9 p. 7 p. 5 p. 15 p. 4 p. 40 p.

2 Zadanie 1. (9 pkt) Uzwojenie pierwotne transformatora o przekładni równej 5, ma 100 zwojów. Do wtórnego uzwojenia tego transformatora podłączono żarówkę 12 V/0,5 A. a) (1 pkt) Ile zwojów ma uzwojenie wtórne tego transformatora? b) (3 pkt) Do jakiego napięcia powinno być podłączone uzwojenie pierwotne i jaki prąd powinien przez nie płynąć, aby żarówka mogła pracować zgodnie ze swoimi parametrami? 2 z 10

3 c) (2 pkt) Czy żarówka zaświeci, jeśli pierwotne uzwojenie transformatora zostanie połączone z płaską baterią o napięciu 4,5 V? Uzasadnij odpowiedź. d) (2 pkt) Transformatory stosuje się w energetyce do przesyłania energii z elektrowni do zakładów przemysłowych i naszych mieszkań. Prądnice w elektrowni mogą wytworzyć napięcie V. Przy elektrowni znajduje się stacja transformatorów, w której podwyższa się napięcie nawet do V. Dzięki temu w przewodach może płynąć prąd o stosunkowo niewielkim natężeniu, a to pomaga ograniczyć straty energii. Zapisz wzór, na podstawie którego można byłoby oszacować straty energii, przy założeniu, że linie przesyłowe mają określony opór R. Oblicz ile razy wzrosłyby straty, gdyby linią energetyczną przystosowaną do napięcia V przesyłać prąd pod napięciem V? e) (1 pkt) Dlaczego ludzie obawiają się budowy linii przesyłowych energii elektrycznej, szczególnie linii wysokiego napięcia, w pobliżu swoich domów? 3 z 10

4 Zadanie 2. (7 pkt) W laboratorium, w celu ogrzania 0,5 l nafty o 60 C, wlano ją do glinianego naczynia o masie 20 dag i ustawiono na płytce włączonej kuchenki elektrycznej, mającej sprawność 80% i pracującej z mocą 0,8 kw. Jak długo trwało ogrzewanie nafty? Ciepło właściwe nafty wynosi 2,1 10, ciepło właściwe gliny 0,9 10, gęstość nafty z 10

5 Zadanie 3. (5 pkt) Do naczynia z mocno osoloną wodą wrzucono ziemniak o masie 10 g. Ziemniak zanurzył się na głębokość 10 cm, a potem zaczął wypływać. Na powierzchnię wypłynął po 1 s (od chwili, w której zaczął wypływać). Oblicz siłę wyporu działającą na ziemniak. Pomiń opory ruchu. 5 z 10

6 Zadanie 4. (15 pkt) Julia, Karol i Iwo, uczniowie gimnazjum realizowali projekt z optyki. W celu zbadania niektórych zjawisk, jakim ulega światło, wybrali się nad jezioro. Karol nosił okulary o zdolności skupiającej +4 (każda z soczewek okularów), a Iwo o zdolności skupiającej 2 (każda z soczewek okularów). a) (1 pkt) Nazwij wadę wzroku, jaką miał Karol, a jaką Iwo? b) (6 pkt) Julia, używając jednej z soczewek okularów Karola, otrzymała na kartce papieru obraz rosnącej na brzegu jeziora pałki szerokolistnej. Pałka znajdowała się w odległości 1,5 m od soczewki, a wysokość jej obrazu wynosiła 17 cm. W jakiej odległości od soczewki znajdowała się kartka? Jaką wysokość miała pałka (ta jej część, której obraz otrzymano na kartce)? 6 z 10

7 c) (3 pkt) Julia próbowała również, otrzymać obraz pałki na kartce papieru, za pomocą soczewki okularów Iwa. Dlaczego jej się nie udało? Odpowiedz na pytanie i narysuj konstrukcję obrazu wytworzonego przez soczewkę z okularów Iwa. d) (2 pkt) Uczniowie zobaczyli w jeziorze rybę. Uzupełnij poniższy rysunek tak, aby pokazywał jak pobiegnie światło odbite od ryby do oka, oraz gdzie uczniowie będą widzieli rybę. 7 z 10

8 e) (3 pkt) Zaczął padać deszcz i powstała tęcza. Uczniowie wiedzieli, że powstanie tęczy jest wynikiem m. in. rozszczepienia światła na kropelkach wody. Wyszukali także informację, że współczynnik załamania światła czerwonego dla wody wynosi około 1,329, światła fioletowego około 1,343. Zastanawiali się, dlaczego najbardziej załamuje się światło o barwie fioletowej, a najmniej o barwie czerwonej. Odpowiedz na pytanie, które zadali sobie uczniowie. Wykonaj obliczenia, wykorzystując informacje wyszukane przez uczniów, dowodzące prawdziwości twojej odpowiedzi. W obliczeniach przyjmij, że prędkość światła w próżni wynosi z 10

9 Zadanie 5. (4 pkt) Maciek skonstruował zdalnie sterowany model łodzi z silnikiem elektrycznym. Chciał sprawdzić jak model będzie pływał po rzece. Na brzegu prostego odcinka rzeki, słupkami zaznaczył dystans 20 m. Łódź, płynąc z prądem rzeki, osiągała prędkość około 5 względem brzegów rzeki, a pod prąd 3 (również względem brzegów rzeki). W jakim czasie wyznaczoną odległość pokonałoby wrzucone do wody drewienko? Zakładamy, że ruch łodzi i drewienka był prostoliniowy. 9 z 10

10 Brudnopis (nie jest oceniany) 10 z 10