Centralna Komisja Egzaminacyjna EGZAMIN MATURALNY 2012 FIZYKA I ASTRONOMIA POZIOM PODSTAWOWY Kryteria oceniania odpowiedzi MAJ 2012
2 Zadanie 1. (0 1) Obszar standardów D. 100 s Zadanie 2. (0 1) Opis wymaga Obliczenie pr dko ci wzgl dnej (I.1.1.a.4), obliczenie czasu w ruchu jednostajnym (I.1.1.a.3) Odczytanie i analiza informacji przedstawionej w formie wykresu (II.1.b) B. v 0 = 3 m m a = 1,25 2 s s Zadanie 3. (0 1) Zbudowanie modelu fizycznego i matematycznego do opisu zjawiska (III.3) C. v < v 1 < v 2 Zadanie 4. (0 1) Zbudowanie modelu fizycznego i matematycznego do opisu zjawiska (III.3) D. µ(p F sin ) oraz F cos Zadanie 5. (0 1) Zastosowanie poj cia energii potencjalnej i kinetycznej (I.1.6.2) B. jednakowa w ka dym punkcie orbity Zadanie 6. (0 1) Odczytanie i analiza informacji przedstawionej w formie wykresu (II.1.b) D. 4 razy mniejsza
Zadanie 7. (0 1) A. 200 J Obliczenie sprawno ci silnika cieplnego (I.1.4.6) 3 Zadanie 8. (0 1) Wyja nienie zjawiska rozszczepienia wiat a (I.1.5.b.5) C. f n < f < f c Zadanie 9. (0 1) Wyznaczenie si y oddzia ywania magnetycznego na cia o (I.1.2.b.1) C. w gór Zadanie 10. (0 1) Podanie przyk adów zjawisk potwierdzaj cych deterministyczny opis przyrody (I.1.8.f.8) B. rozpadu j dra atomowego Zadanie 11. (0 2) Opis ruchu jednostajnego po okr gu (I.1.1.a.6) Obliczenie wielko ci fizycznych z wykorzystaniem znanych zale no ci (II.4.c) Liczba obrotów ma ego ko a w ci gu sekundy jest równa 3, a warto pr dko ci bicykla wynosi v = 2 75 cm / 1 s = 4,71 m/s. 2 p. podanie poprawnej liczby obrotów na sekund oraz poprawne obliczenie pr dko ci bicykla z jednostk 1 p. podanie poprawnej liczby obrotów na sekund, b dne obliczenie pr dko ci lub b dna jednostka poprawne obliczenie pr dko ci bicykla z jednostk, b dna liczba obrotów na sekund
4 Zadanie 12. (0 5) 12.1. (0 2) Zastosowanie zasady zachowania p du (I.1.2.5) Przyk ady poprawnych odpowiedzi: Korzystamy z zasady zachowania p du w postaci m 1 v 1 = (m 1 + m 2 )v 2 i obliczamy v 2 1,2 m/s. Poniewa masa pud a jest znacznie wi ksza od masy pocisku, wi c mo emy przyj, e czna masa jest w przybli eniu równa masie samego pud a. Korzystamy z zasady zachowania p du w postaci m 1 v 1 = m 2 v 2 i obliczamy v 2 = 1,2 m/s. 2 p. napisanie równania m 1 v 1 = (m 1 + m 2 )v 2 i poprawne obliczenie v 2 z jednostk napisanie równania m 1 v 1 = m 2 v 2 z uzasadnieniem pomini cia masy pocisku i poprawne obliczenie v 2 z jednostk 1 p. napisanie równania m 1 v 1 = (m 1 + m 2 )v 2, b d obliczenia v 2 lub b dna jednostka napisanie równania m 1 v 1 = m 2 v 2 z uzasadnieniem pomini cia masy pocisku, b d obliczenia v 2 lub b dna jednostka napisanie równania m 1 v 1 = m 2 v 2 bez uzasadnienia pomini cia masy pocisku, poprawne obliczenie v 2 z jednostk 12.2. (0 2) Analiza ruchu cia z uwzgl dnieniem si tarcia (I.1.2.3) Przyk ady poprawnych odpowiedzi: Przyrównujemy prac si y tarcia W t = mgs do energii kinetycznej E k = i obliczamy 2 v s = = 17 cm. 2 g Podstawiamy si tarcia F t = mg do II zasady dynamiki, otrzymujemy wzór na 2 2 v v przyspieszenie a = g, a drog wyznaczamy ze wzoru s = = 17 cm. 2a 2 g 2 p. poprawna metoda rozwi zania i poprawne obliczenie drogi z jednostk 1 p. poprawna metoda rozwi zania, b dne obliczenie drogi lub b dna jednostka 12.3. (0 1) Selekcja i ocena informacji (II.3) Energia kinetyczna pud a wraz z pociskiem tu po jego ugrz ni ciu jest mniejsza od pocz tkowej energii kinetycznej pocisku. Przyk ady poprawnych uzasadnie : Wynika to st d, e zderzenie jest niespr yste. Wynika to st d, e podczas ugrz ni cia pocisku cz energii ulega rozproszeniu. Wynika to st d, e E k pocz = 1800 J, a E k ko c 3,6 J. 1 p. poprawna odpowied wraz z uzasadnieniem
Zadanie 13. (0 3) 13.1. (0 2) Obliczenie okresu drga wahad a matematycznego i spr ynowego (I.1.3.a.3) Selekcja i ocena informacji (II.3) 5 Obliczamy maksymalny okres wahad a matematycznego T m = 2 = 1,42 s oraz krótszy z okresów drga wahad a spr ynowego T s = 2 = 1,68 s. Poniewa T m < T s, wi c zbudowanie dwóch wahade o jednakowych okresach jest niemo liwe. 2 p. obliczenia, z których wynika nierówno T m < T s (lub m > s ) oraz poprawny wniosek 1 p. obliczenie T m i T s (lub m i s ), brak stwierdzenia zwrotu nierówno ci lub b dny wniosek 13.2. (0 1) Selekcja i ocena informacji (II.3) Dodatkowy ci arek nie zmieni okresu wahad a matematycznego, a wyd u y okres wahad a spr ynowego, zatem zbudowanie wahade o równych okresach drga b dzie nadal niemo liwe. 1 p. poprawna odpowied wraz z uzasadnieniem Zadanie 14. (0 3) 14.1. (0 2) Z prawa powszechnego ci enia obliczamy F = 6 10 7 N. Wyznaczenie si y oddzia ywania grawitacyjnego na cia o (I.1.2.a.1) = 5,56 10 7 N 2 p. zastosowanie prawa powszechnego ci enia i poprawny wynik z jednostk 1 p. zastosowanie prawa powszechnego ci enia, b dny wynik lub b dna jednostka 14.2. (0 1) Interpretacja informacji przedstawionej w formie tekstu (III.1) Przyk ady poprawnych odpowiedzi: Niemo no dok adnego obliczenia warto ci si y wynika st d, e prawo powszechnego ci enia stosuje si do punktów materialnych. Niemo no dok adnego obliczenia warto ci si y wynika st d, e prawo powszechnego ci enia stosuje si do obiektów kulistych o jednorodnej g sto ci. 1 p. poprawne wyja nienie 0 p. brak poprawnego wyja nienia
6 Zadanie 15. (0 4) 15.1. (0 1) Interpretacja informacji przedstawionej w formie wykresu (III.1) Przyspieszenie jest równe zero, gdy jak mo na odczyta z wykresu si a o warto ci 0,5 N nie wystarcza do ruszenia klocka z miejsca. 1 p. poprawna warto przyspieszenia i poprawne uzasadnienie 15.2. (0 1) Odczytanie i analiza informacji przedstawionej w formie wykresu (II.1.b) Si a tarcia wynosi 0,9 N, gdy je li jest ona równa co do warto ci sile F, to przyspieszenie wynosi 0. 1 p. poprawna warto si y tarcia, poprawna jednostka i poprawne uzasadnienie 15.3. (0 2) Odczytanie i analiza informacji przedstawionej w formie wykresu (II.1.b) Z II zasady dynamiki wynika wzór F = m a. Z odcinka prostej na wykresie odczytujemy F = 5 N 2,5 N = 2,5 N oraz a = 2,5 m/s 2 1 m/s 2 = 1,5 m/s 2 i obliczamy m = = 1,67 kg. 2 p. poprawna metoda obliczenia masy i poprawny wynik z jednostk 1 p. poprawna metoda obliczenia masy, b dny wynik lub b dna jednostka 0 p. brak poprawnej metody obliczenia masy Zadanie 16. (0 2) Interpretacja informacji przedstawionej w formie tekstu (III.1) Obliczenie wielko ci fizycznych z wykorzystaniem znanych zale no ci (II.4.c) Kolejne etapy przemiany energii zachodz ze sprawno ciami 90%, 95% i 90%. Ca kowita sprawno przemiany energii jest iloczynem sprawno ci trzech etapów i wynosi oko o 77%. 2 p. poprawna metoda obliczenia ca kowitej sprawno ci i poprawny wynik 1 p. poprawne obliczenie mocy dostarczonej odbiorcy, brak poprawnego obliczenia sprawno ci
Zadanie 17. (0 3) 17.1. (0 2) Porównanie w asno ci elektrycznych przewodników i izolatorów (I.1.3.b.6) 7 a) Plastik jest izolatorem, wi c adunki s unieruchomione na jego powierzchni, st d wynika konieczno przesuwania pa eczki. b) Metal jest przewodnikiem, adunki z pa eczki metalowej przep yn niezale nie od miejsca dotkni cia. 2 p. poprawne wyja nienie obu opisanych do wiadcze 1 p. poprawne wyja nienie do wiadczenia a) lub b) 17.2. (0 1) Analiza informacji przedstawionej w formie rysunku (II.1.b) b) przej cie pr ta przez obudow. 1 p. zakre lenie b) Zadanie 18. (0 2) 18.1 (0 1) Opis zjawiska konwekcji (I.1.4.c) W zimie ró nica temperatur jest wi ksza, ni latem, dlatego ruch powietrza w przewodach kominowych jest silniejszy. 1 p. poprawne wyja nienie 0 p. brak poprawnego wyja nienia 18.2. (0 1) Opis zjawiska konwekcji (I.1.4.c) Zim powietrze przep ywa z pokoju do przewodu kominowego z powodu ró nicy ci nie wywo anej ró nic temperatur. 1 p. poprawne okre lenie kierunku i poprawne uzasadnienie
8 Zadanie 19. (0 2) Opis zale no ci przewodnictwa elektrycznego metali od temperatury (I.1.3.b.7) Przyczyn pogorszenia si przewodnictwa obwodu (zmniejszenia si nat enia pr du) jest wzrost temperatury w ókna wolframowego po w czeniu zasilania. Wolfram jest metalem, a opór metali ro nie ze wzrostem temperatury. 2 p. poprawny opis zmian temperatury oraz zale no ci przewodnictwa (lub oporu) wolframu od temperatury 1 p. poprawny opis zale no ci przewodnictwa lub oporu wolframu od temperatury, brak poprawnego opisu zmian temperatury poprawny opis zmian temperatury, brak poprawnego opisu zale no ci przewodnictwa wolframu od temperatury Zadanie 20. (0 5) 20.1. (0 3) Zaplanowanie prostego do wiadczenia (III.4) ród o Na ekranie nale y uzyska ostry obraz ród a, a nast pnie zmierzy odleg o ci ród a i ekranu od soczewki. 3 p. 1. poprawny rysunek, 2. stwierdzenie konieczno ci uzyskania ostrego obrazu ród a, 3. zapis o pomiarze odleg o ci ród a i ekranu od soczewki 2 p. dwa spo ród wymienionych wy ej trzech elementów 1 p. jeden spo ród wymienionych wy ej trzech elementów 20.2. (0 1) Zastosowanie równania soczewki (I.1.5.b.9) Ogniskow f obliczymy ze wzoru 1 1 1 xy (lub f = ), gdzie x jest odleg o ci x y f x y przedmiotu od soczewki, a y odleg o ci ekranu od soczewki. 1 p. napisanie wzoru oraz obja nienie symboli x i y
20.3. (0 1) Zaplanowanie prostego do wiadczenia (III.4) Przyk ady poprawnych odpowiedzi: Aby zwi kszy dok adno pomiaru ogniskowej, nale y wykona pomiar kilkakrotnie i obliczy redni. u y przymiaru o wy szej dok adno ci. 9 1 p. podanie jednej z metod poprawy dok adno ci (odpowied ogólnikowa, np. nale y wykona pomiar dok adniej nie jest wystarczaj ca) Zadanie 21. (0 4) 21.1. (0 2) Opis zjawiska fotoelektrycznego (I.1.5.e.17) a) Przyczyn elektryzowania si kr ka jest wybijanie z niego elektronów (lub zjawisko fotoelektryczne) b) Znak adunku kr ka jest dodatni, co wynika z niedoboru elektronów (lub wybijania elektronów). 2 p. poprawna odpowied na oba polecenia a) i b), wraz z uzasadnieniem odpowiedzi b) 1 p. poprawna odpowied na jedno z polece 21.2. (0 1) Analiza wyniku do wiadczenia (III.4) Przyk ady poprawnych odpowiedzi: Dalsze na wietlanie kr ka nie zwi ksza jego adunku z powodu: przyci gania wybitych elektronów przez na adowan g ówk elektroskopu. niedoskona ej izolacji elektroskopu. przewodnictwa powietrza. 1 p. poprawne obja nienie zjawiska 0 p. brak poprawnego obja nienia 21.3. (0 1) Uzupe nienie brakuj cych elementów tabeli (II.2) Gdyby my zamiast wiat a nadfioletowego u yli mikrofal, kr ek ogrza by si, ale nie naelektryzowa. Wynika to st d, e dla mikrofal energia kwantów jest mniejsza od pracy wyj cia (lub energia kwantów jest mniejsza, ni poprzednio). 1 p. poprawny wybór i uzasadnienie
10 Zadanie 22. (0 2) 22.1. (0 1) Opis budowy atomu wodoru (I.1.5.f.19) 0 E 1 p. narysowanie linii poziomej na wysoko ci 1 4 E 1 E 1 22.2. (0 1) Opis przej elektronu pomi dzy orbitami (I.1.5.f.20) 0 E E 1 1 p. poprawne zilustrowanie przej cia elektronu na ni szy poziom Zadanie 23. (0 3) 23.1. (0 1) Przedstawienie eksperymentalnych dowodów istnienia fal materii (I.1.8.a.2) Fotografia 1 wiadczy o falowej naturze neutronów. 1 p. poprawny opis natury neutronów, b d cej przyczyn powstawania obrazu
23.2. (0 2) Interpretacja zale no ci mi dzy d ugo ci fali materii a p dem cz stki (I.1.8.a.1) Analiza informacji przedstawionej w formie rysunku (II.1.b) Wnioskiem z wymienionych obserwacji jest to, e neutrony mia y ten sam p d, co kwanty promieniowania rentgenowskiego. Wynika to st d, e jednakowe k ty dyfrakcji wiadcz o jednakowej d ugo ci fali, co zgodnie ze wzorem de Broglie a dowodzi jednakowej warto ci p du. 2 p. poprawny wybór i poprawne uzasadnienie 1 p. poprawny wybór, b dne uzasadnienie lub brak uzasadnienia brak poprawnego wyboru, zapis o jednakowej d ugo ci fali w obu sytuacjach 11