Matura z fizyki - zobacz odpowiedzi
2010-05-20 14:01:44
Egzamin maturalny z fizyki jest jednym z ostatnich, z którymi zmierzyli się maturzyści. Sprawdźcie odpowiedzi już teraz!
Poniższe odpowiedzi nie są oficjalnymi udzielonymi przez Centralną Komisję Egzaminacyjną. Są to rozwiązania przykładowe opracowane przez redakcję dlaStudenta.pl!
POZIOM PODSTAWOWY
1. Po przelocie samolotu powstaje smuga kondensacyjna spalin, tworząc na niebie ślad (rysunek). Ślad ten przedstawia:
A. tor
2. Czas, po którym pierwsza kulka uderzyła w stół w porównaniu z czasem, jaki upłynął między uderzeniami kolejnych kulek o powierzchnię stołu jest:
D. taki sam jak czasy między upadkiem kulek k1 i k2 oraz k2 i k3.
3. Satelita ten:
B. będzie dalej poruszał się po tej samej orbicie wokół Ziemi.
4. Wskutek tego rozpadu powstaje jądro pierwiastka, którego liczba protonów w jądrze wynosi:
B. 28.
5. W półprzewodnikach domieszkowych typu n, w stosunku do półprzewodników samoistnych, mamy do czynienia z:
D. nadmiarem elektronów.
6. Spośród przedstawionych poniżej zestawów jednostek wybierz ten, który zawiera tylko podstawowe jednostki układu SI.
C. metr, kilogram, sekunda
7. Po ustaleniu się stanu równowagi prawdą jest, że nitki, na których zawieszone są kulki:
B. odchyliły się od pionu i kąt odchylenia nitki dla kulki k1 jest większy niż kąt odchylenia nitki dla kulki k2.
8. Wartość siły elektrodynamicznej działającej wewnątrz zwojnicy na przewodnik wynosi:
A. 0 N.
9. Jeżeli kąty α, β, γ spełniają warunek: α > γ > β, to bezwzględne współczynniki załamania ośrodków spełniają
warunek:
C. n1 < n3 < n2.
10. Gwiazdami należącymi do typów K i M mogą być:
D. czerwone olbrzymy.
11.1. Uzupełnij/dokończ zdanie:
Zjawisko swobodnego spadku w ziemskim polu grawitacyjnym występuje wtedy, gdy prędkość początkowa jest równa zero oraz na kamień nie działają inne siły oprócz grawitacji.
11.2. Wykonaj wykres ilustrujący zależność wysokości, na jakiej znajduje się kamień, od czasu spadania. Na wykresie nanieś 5 wartości liczbowych wysokości (w przedziale czasu 0–2 s). Wykonaj niezbędne obliczenia.
t [s] 0 - 0,5 - 1 - 1,5 - 2
h [m] 20 - 18,75 - 15 - 8,75 - 0
12. Oblicz wartość siły F3.
F3 = 50 N
13.1. Narysuj wektory wszystkich sił działających na klocek. Oznacz je i zapisz ich nazwy. Rysunek wykonaj z zachowaniem skali, zaznaczając punkty przyłożenia sił.
F - siła zewnętrzna działająca na klocek (3 N)
T - siła tarcia (3 N)
R - siła reakcji podłoża
Q - siła ciężkości
13.2. Wykaż, wykonując odpowiednie obliczenia, że spośród czterech par materiałów wymienionych w poniższej tabeli, klocek i podłoże, po którym sie porusza, wykonane są z drewna.
μ = 3 N: 1 kg x 10 m/s2 = 0,3 - klocek i podłoże wykonane są z drewna
14.1. Zaznacz na wykresie pracę użyteczną (wykonaną przez silnik) w jednym cyklu.
Pole ograniczone punktami A, B, C, D równe jest pracy użytecznej silnika.
14.2. Zapisz nazwę przemiany jakiej podlega gaz/para na odcinku A–B.
przemiana izobaryczna
14.3. Oblicz teoretyczną sprawność silnika Carnota pracującego przy tych samych temperaturach, co opisany silnik parowy.
n = 0,4
15.1. Uzupełnij poniższe zdanie, wpisując właściwe określenie spośród niżej podanych.
Opisane w zadaniu pole elektrostatyczne jest polem centralnym.
15.2. Korzystając z informacji zawartych na powyższym wykresie, oblicz wartość ładunku, który jest źródłem pola elektrostatycznego.
Q = 10 -12 C
16.1. Oblicz, ile razy energia jednego kwantu promieniowania wysyłanego przez błękitny laser jest większa od energii jednego kwantu wysyłanego przez laser czerwony.
1,5 razy większa
16.2. Ustal najwyższy rząd widma, który można uzyskać za pomocą takiej siatki dyfrakcyjnej.
n = 4,94
17.1. Oblicz zdolność skupiającą zwierciadła.
Z = 1 D
17.2. Oblicz promień krzywizny tego zwierciadła.
r = 2m
17.3. Narysuj konstrukcję ilustrującą powstawanie obrazu w sytuacji opisanej w treści zadania. Zapisz cechy otrzymanego obrazu.
Cechy obrazu: pozorny, prosty, powiększony
18.1. Ustal, analizując wykres, z jakiego materiału wykonano fotokatodę. Podkreśl w tabeli obok wykresu nazwę tego materiału.
Potas
18.2. Wyprowadź wzór, za pomocą którego można obliczyć wartości liczbowe konieczne do wykonania powyższego wykresu.
V2 = 2 (Ef - W) / m
19.1. Korzystając z podanych informacji, uzupełnij poniższe równania reakcji.
2 10 n + 239 94 Pu -> 241 94 Pu -> 241 95 Am + 0 -1 e + Ve
241 95 Am -> 4 2 α + 237 93 Np
19.2. Zapisz, jaka własność promieniowania alfa pozwala na bezpieczne użycie izotopu ameryku 241Am w czujnikach dymu montowanych w pomieszczeniach, w których przebywają ludzie.
Mały zasięg promieniowania i słaba przenikliwość
20.1. Uzupełnij poniższe zdania, wpisując właściwe dokończenia spośród niżej podanych.
W akceleratorze pole elektryczne przyspiesza jony, a pole magnetyczne zakrzywia tor ruchu jonów.
20.2. Oblicz wartość prędkości, jaką uzyskał jon przyspieszany w akceleratorze, jeśli wartość stosunku p/p0 wynosi 5/4
V = 3/5 c
21. Ustal i podkreśl w zamieszczonej poniżej tabeli, w którym miejscu wpływ ruchu obrotowego Ziemi wokół własnej osi na ciężar ciała jest największy.
Na równiku
22.1. Oblicz stosunek ciśnień hydrostatycznych p1/p2 wywieranych na dna naczyń 1 i 2 w sytuacjach przed otwarciem i po otwarciu zaworu, gdy ustali się stan równowagi.
Przed otwarciem zaworu: p1/p2 = 1/2
Po otwarciu zaworu: p1'/p2' = 1
22.2. Zapisz nazwę i treść prawa, do którego należy się odwołać, aby wyjaśnić, dlaczego poziomy cieczy w obu naczyniach po otwarciu zaworu wyrównały się.
Prawo Pascala - jeżeli na płyn (ciecz lub gaz) w zbiorniku zamkniętym wywierane jest ciśnienie zewnętrzne, to ciśnienie wewnątrz zbiornika jest wszędzie jednakowe i równe ciśnieniu zewnętrznemu
POZIOM ROZSZERZONY
1.1. Narysuj wektory sił działających na balon podczas wznoszenia ze stałą prędkością, oznacz i zapisz ich nazwy, uwzględniając siłę oporu. Zachowaj właściwe proporcje długości wektorów.
Fw - siła wyporu (do góry)
Fo - siła oporu powietrza (w dół)
Fg - siła grawitacji (w dół)
1.2. Ustal i zapisz nazwę przemiany, jakiej ulega wodór podczas wznoszenia się balonu.
Wodór ulega przemianie izochorycznej spowodowanej stałą objętością powłoki.
1.3. Wykaż, wykonując odpowiednie przekształcenia, że dokładną wartość ciężaru balonu na wysokości h nad powierzchnią Ziemi można obliczyć z podanego wzoru.
F= GMzm / (Rz + h)2 = mg X Rz2 / (Rz + h)2
1.4. Wyjaśnij, dlaczego wartość siły wyporu maleje podczas wznoszenia balonu. Przyjmij, że wartość przyspieszenia ziemskiego podczas wznoszenia balonu praktycznie nie ulega zmianie.
Wartość siły wyporu maleje wraz ze spadkiem ciśnienia powietrza.
1.5. Oblicz ciśnienie powietrza na tej wysokości. W obliczeniach powietrze potraktuj jak gaz doskonały o masie molowej równej 29 g/mol.
pV = 6247 hPa
1.6. Oblicz, na jakiej wysokości nad powierzchnią Ziemi znajduje się balon, jeżeli ciśnienie powietrza na tej wysokości jest 16 razy mniejsze od ciśnienia na powierzchni Ziemi.
h = 20 km
2.1. Oblicz pracę prądu elektrycznego podczas ogrzewania wody w czajniku do momentu jej zagotowania.
W = 300 kJ
2.2. Oblicz sprawność ogrzewania wody w czajniku.
n = 73 %
2.3. Przeanalizuj dane w tabeli i zapisz wniosek dotyczący związku względnej straty energii z masą zagotowywanej wody.
Względna strata energii zmniejsza się wraz ze wzrostem masy zagotowanej wody, co spowodowane jest wzrostem sprawności ogrzewania wody.
2.4. Narysuj wykres zależności sprawności ogrzewania wody w czajniku od jej masy.
Sprawność ogrzewania wody % (n) 57 - 69 - 76 - 79 - 81 - 82
Masa wody (kg) 0,25 - 0,50 - 0,75 - 1,00 - 1,25 - 1,50
2.5. Wykaż, korzystając z danych w tabeli (lub zawartych na wykresie), że bezwzględne straty dostarczonej do czajnika energii rosną wraz z masą ogrzewanej wody.
Przy wzroście sprawności ogrzewania wody na mase ogrzewanej wody bezwzględne starty energii czajnika rosną.
3.1. Oblicz maksymalne napięcie na uzwojeniu pierwotnym.
U max = 325,3 V
3.2. Zapisz nazwę zjawiska, dzięki któremu energia elektryczna jest przekazywana z uzwojenia pierwotnego do wtórnego.
Indukcja elektromagnetyczna
3.3. Uzupełnij poniższe zdanie, wybierając i wpisując właściwą nazwę materiału.
Materiał z którego wykonano rdzeń transformatora to ferromagnetyk.
3.4. Zapisz, na którym uzwojeniu transformatora (pierwotnym czy wtórnym) nawinięto więcej zwojów i oblicz, ile razy więcej.
Na uzwojeniu pierwotnym transformatora jest 2 razy więcej zwojów.
3.5. Przeanalizuj schemat elektryczny zamieszczony na poprzedniej stronie i uzupełnij zdania, wybierając i wpisując właściwe dokończenia.
Jeżeli diody w danej chwili spolaryzowane są w kierunku zaporowym, to oporniki połączone są szeregowo.
Jeżeli diody w danej chwili spolaryzowane są w kierunku przewodzenia, to oporniki połączone są równolegle.
3.6. Oblicz ładunek elektryczny zgromadzony na kondensatorze w chwili, gdy napięcie na jego okładkach wynosi 163 V.
C = 12,225 mC
3.7. Wykaż, że napięcie miedzy punktami M i N po pewnym czasie osiągnęło wartość równą 163 V. Wyjaśnij, dlaczego po naładowaniu kondensator nie będzie się rozładowywał.
U MN = U 2sk x √2 = 162,6 V
Prąd będzie płynął jedynie w kierunku przewodzenia diody, przez co kondensator będzie cały czas naładowany, podczas gdy w kierunku zaporowym opór jest nieskończony, zatem prąd nie połynie i kondensator się nie rozładuje.
4.1. Oblicz zdolność skupiającą tej soczewki.
z = 10 D
4.2. Oblicz średnicę obrazu Słońca otrzymanego przy użyciu powyższej soczewki, wiedząc, że tarczę Słońca widać pod kątem 0,01 radiana.
d = 1 mm
4.3. Oblicz długość promieni krzywizn tej soczewki, jeżeli wykonano ją ze szkła o bezwzględnym współczynniku załamania równym 1,5, a iloraz promieni krzywizn wynosi 1,2.
R = 11 cm, r = 9,17 cm
4.4. Wykaż, że użycie takiej soczewki do zapalenia drewna powoduje 900–krotny wzrost natężenia oświetlenia drewna.
E obrazu / E soczewki = d2 soczewki / d2 obrazu = (d soczewki / 1/30d soczewki)2 = 900
4.5. Zakładając, że każdy żołnierz dysponuje jedną tarczą oraz że promienie świetlne padające ze Słońca i odbite od tarcz są wiązkami równoległymi, oszacuj minimalną liczbę żołnierzy, którzy mogliby tego dokonać. Zapisz warunek, jaki musi być spełniony, aby ich działania mogły spowodować oczekiwany skutek.
Minimalna liczba żołnierzy to 900, którzy muszą jednak tak umiejscowić tarcze, aby odbijające się od nich promienie padały na jeden punkt statku.
5.1. Zapisz nazwy dwóch zasad zachowania, jakie są spełnione podczas rejestrowania fotonów.
zasada zachowania energii, zasada zachowania ładunku
5.2. Określ prawdziwość zdań, wpisując w odpowiednich miejscach wyraz: prawda lub fałsz.
Pomiar energii wydzielonej w kalorymetrze umożliwia wyznaczenie długości fali fotonu gamma rejestrowanego w teleskopie LAT. Prawda
Teleskop LAT umożliwia śledzenie torów fotonów przy pomocy detektorów krzemowych. Fałsz
5.3. Oblicz maksymalną liczbę fotonów, jaka może być zarejestrowana w ciągu jednej sekundy przez teleskop LAT.
106 fotonów
5.4. Oblicz największą długość fali odpowiadającą fotonom rejestrowanych w teleskopie.
λ = 6,2 x 10-14 m
5.5. Oblicz okres obiegu satelity GLAST wokół Ziemi.
T = 5721 s
5.6. Zapisz nazwę urządzenia, które dostarcza energii elektrycznej do urządzeń satelity podczas przebywania satelity w cieniu Ziemi.
akumulator
5.7. Wyjaśnij pojęcie czarna dziura.
obiekt astronomiczny, który tak silnie oddziałuje grawitacyjnie na swoje otoczenie, że nawet światło nie może uciec z jego powierzchni
6.1. Oblicz stosunek objętości części wynurzonej (Vwyn) do objętości części zanurzonej (Vzan) sześcianu pływającego w wodzie.
Vwyn/Vzan = 1/9
6.2. Oblicz najmniejszą wartość siły, której należałoby użyć, aby cały sześcian znalazł się pod powierzchnią wody.
F = 0,125 N
6.3. Napisz, czy zanurzenie sześcianu w słonej wodzie zmieni się w porównaniu z jego zanurzeniem w wodzie słodkiej.
Zanurzenie sześcianu zmaleje ze względu na to, że wzrośnie siła wyporu spowodowana większą gęstością słonej wody.
6.4. Oblicz wartość siły wyporu, z jaką olej działa na zanurzony w nim klocek.
Fw = 0,7 N
