{"paper":{"id":"fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona","subject":"fizyka","category":"probna","year":2004,"month":"grudzien","level":"rozszerzona","variant":null,"exam_pdf":"fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona/fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona.pdf","key_pdf":"fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona-odpowiedzi/fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona-odpowiedzi.pdf","question_count":5,"source_label":"Fizyka · Matura próbna · grudzień 2004 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura próbna"},"questions":[{"id":"fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona/zad/24","paper_id":"fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona","number":"24","points":10,"ptype":"open","subject":"fizyka","category":"probna","year":2004,"month":"grudzien","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 24. (10 pkt) TERMOMETR OPOROWY\nW tabeli przedstawiono wyniki pomiarów oporu elektrycznego zwojnicy miedzianej\nprzy różnych temperaturach jej otoczenia.\nPomiarów dokonano z dokładnością: ∆t = ±1°C, ∆R = ±1Ω.\na) (4 pkt) Wykorzystując dane zamieszczone w tabeli i korzystając z umieszczonej niżej siat-\nki, sporządź wykres zależności oporu elektrycznego zwojnicy od jej temperatury, równej\ntemperaturze otoczenia. Nanieś na wykres niepewności wyznaczenia temperatury i oporu.\nUwaga: przed rozpoczęciem skalowania wykresu przeczytaj dokładnie całe zadanie.\nTemperatura t (°C)\n20\n30\n40\n50\n60\nOpór elektryczny R (Ω)\n86\n90\n93\n96\n100\nPróbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii\nArkusz egzaminacyjny II\nb) (1 pkt) Na podstawie wykresu wyznacz opór elektryczny zwojnicy w temperaturze 0°C.\nc) (3 pkt) Ogólne równanie prostej na wykresie ma postać Rt = R0(1+αt). Na podstawie wy-\nkresu wyznacz wartość współczynnika α.\nd) (2 pkt) Zwojnicę opisaną w zadaniu zanurzono do wody i wyznaczono jej opór - wynosił\non wtedy 105 Ω. Wyznacz temperaturę wody.\nPróbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii\nArkusz egzaminacyjny II","answer":null,"answer_text":"Zadanie 24.\nd)\nObliczenie temperatury zwojnicy t ≈75 °C.\nUwaga: wyniki mogą się nieco różnić - muszą wynikać z wykresu.\n1\n2\nRazem za zadanie 24.\n10 p.\na)\nNapisanie, że okres obiegu musi być równy okresowi obrotu Ziemi dooko-\nła osi, kierunek obrotu zgodny z kierunkiem obrotu Ziemi, płaszczyzna\norbity musi leżeć w płaszczyźnie równika.\nZa podanie 2 elementów - 1 p, za podanie tylko 1 elementu - 0 p.\n2\n2\nZapisanie zależności promienia okręgu i okresu obiegu\n1\nPodstawienie wartości liczbowych, w tym okresu obrotu Ziemi\n1\nb)\nObliczenie wartości prędkości liniowej υ ≈ 3000 m/s\n1\n3\nUstalenie, że oba obiekty mają prędkość 3,08 km/s\n1\nZapisanie\nzasady\nzachowania\npędu\ndla\ntego\nprzypadku:\nυ\n⋅\nυ\nυ\n)\n2\n3\n(\n2\n1\n1\nm\nm\nm\n1\nc)\nObliczenie prędkości końcowej po zderzeniu υ =1/3 υ1 ≈ 1 km/s\n1\n3\nStwierdzenie, że na orbicie stacjonarnej prędkość musi wynosić około 3,08\nkm/s a bryła ma prędkość za małą.\n1","solution":null,"image":"img/fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona/zad-24.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":2,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Matura próbna · grudzień 2004 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura próbna"},{"id":"fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona/zad/25","paper_id":"fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona","number":"25","points":10,"ptype":"open","subject":"fizyka","category":"probna","year":2004,"month":"grudzien","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 25. (10 pkt) SATELITY\nDo celów telekomunikacji wykorzystywane są tzw. satelity\ngeostacjonarne, które krążąc dookoła Ziemi pozornie „wi-\nszą” nad wybranym punktem powierzchni Ziemi.\na) (2 pkt) Jakie muszą być okres i kierunek obiegu takiego\nsatelity i jak musi być położona jego orbita w stosunku do\nrównika?\nb) (3 pkt) Wykaż, że jeżeli promień orbity takiego satelity wynosi 42 300 km, to prędkość\nz jaką krąży, wynosi około 3,08 km/s.\nPróbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii\nArkusz egzaminacyjny II\nc) (3 pkt) W wyniku błędu obsługi inna firma ulokowała na takiej samej orbicie satelitę tele-\nkomunikacyjnego o masie dwa razy mniejszej i poruszającego się w przeciwną stronę.\nW wyniku zderzenia oba obiekty utworzyły jedną bryłę. Oblicz prędkość tej bryły tuż po zde-\nrzeniu.\nd) (2 pkt) Dlaczego utworzona w wyniku zderzenia bryła nie może poruszać się po orbicie\nstacjonarnej? Czy prędkość, z jaką porusza się bryła, jest prędkością orbitalną dla orbity leżą-\ncej dalej czy bliżej Ziemi? Odpowiedzi uzasadnij.\nPróbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii\nArkusz egzaminacyjny II","answer":null,"answer_text":"Zadanie 25.\nd) Skorzystanie ze wzoru na prędkość orbitalną i napisanie wniosku, że prędkość\nokoło 1 km/s jest prędkością orbitalną dla odległości od Ziemi większej niż dla\norbity stacjonarnej.\n1\n2\nRazem za zadanie 25.\n10 p.\n75\n80\n85\n90\n95\n100\n105\n0\n10\n20\n30\n40\n50\n60\n70\nR [Ω]\nt [°C]\nPróbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii - Arkusz egzaminacyjny II - grudzień 2004\nNr zad.\nZdający otrzymuje punkty za:\nliczba punk-\ntów\nNapisanie, że jeżeli światło świeci na fotokomórkę, to w wyniku zjawiska\nfotoelektrycznego płynie w obu układach prąd elektryczny powodujący\nwytworzenie pola magnetycznego w rdzeniu.\n1\nNapisanie, że w wyniku przepływu prądu żelazna blaszka zostanie w obu\nukładach przyciągnięta do rdzenia.\n1\nNapisanie, że w efekcie w układzie I styki przekaźnika zamkną obwód i\nżarówki będą świecić. W układzie II styki przekaźnika otworzą obwód i\nżarówki przestaną świecić.\n1\na)\nStwierdzenie, że zgodnie z założeniami działa tylko obwód II - kiedy jest\njasno, to żarówki nie świecą.\n1\n4\nObliczenie, że praca wyjścia 2 eV to 3,2⋅10-19 J.\n1\nUzyskanie zależności\nW\nhc\ng =\nλ\ni podstawienie odp. wartości\n1\nb)\nObliczenie λg ≈ 620 nm\n1\n3\nNapisanie, ze\nsk\nU\nU\n⋅\n2\n0\n1\nc)\nObliczenie Usk ≈ 325 V\n1\n2\nUzyskanie zależności Isk = Pcałk/Usk\n1","solution":null,"image":"img/fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona/zad-25.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":4,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Matura próbna · grudzień 2004 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura próbna"},{"id":"fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona/zad/26","paper_id":"fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona","number":"26","points":11,"ptype":"open","subject":"fizyka","category":"probna","year":2004,"month":"grudzien","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 26. (11 pkt) FOTOKOMÓRKA\nPo lekcji o budowie i zasadzie działania fotokomórki nauczyciel fizyki polecił uczniom za-\nprojektowanie układu, który włączałby oświetlenie, kiedy zapada zmrok i wyłączał, kiedy\nzaczyna się dzień. Adam zaprojektował I układ, a Alek II układ. Poniższy rysunek przedsta-\nwia oba układy. Opis przy układzie I dotyczy także układu II.\na) (4 pkt) Napisz, który z układów działa zgodnie z założeniami. Opisz działanie obu ukła-\ndów, gdy światło świeci na fotokomórkę i gdy przestaje świecić.\nI układ\n-U +\n∼\n⊗\n⊗\n⊗\nII układ\n-U +\n∼\n⊗\n⊗\n⊗\nblaszka żelazna\noś obrotu\nstyki przekaźnika\nPróbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii\nArkusz egzaminacyjny II\nb) (3 pkt) Katoda fotokomórki pokryta jest cezem, dla którego praca wyjścia elektronu wyno-\nsi 2 eV. Wykaż, że światło o długości fali λ < 600 nm (a więc światło widzialne) spowoduje\ndziałanie takiej fotokomórki.\nc) (2 pkt) Napięcie w obwodzie z żarówkami ma wartość skuteczną równą 230 V. Oblicz\nmaksymalną wartość napięcia między zaciskami żarówek.\nd) (2 pkt) W obwodzie włączono 3 żarówki o mocy 100 W każda. Oblicz skuteczne natężenie\nprądu płynącego między stykami przekaźnika.\nPróbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii\nArkusz egzaminacyjny II","answer":null,"answer_text":"Zadanie 26.\nd) Obliczenie Isk ≈ 1,3 A\n1\n2\nRazem za zadanie 26.\n11 p.\nZastosowanie wzoru\nd\n∆T\nS\nU\nt\nQ\n⋅\n⋅\ni podstawienie prawidłowe wartości\nliczbowych\n1\na)\nObliczenie, że Q/t ≈ 51700 J\n1\n2\nZapisanie zależności\n∆t\nc\nm\n∆t\nc\nm\nQ\nalum\nkal\nwody\nwody\n1\nb)\nObliczenie ilości ciepła Q ≈ 34 000 J.\n1\n2\nStwierdzenie, że zarówno woda jak i powietrze mają małą wartość współ-\nczynnika przewodzenia ciepła i są izolatorami\n1\nCiepło przechodzi z otoczenia do ścianki naczynia i otoczenie się przy tym\noziębia.\n1\nNapływ ciepła z dalszego otoczenia jest utrudniony, gdyż powietrze jest\nizolatorem cieplnym\n1\nCiepło przekazane do wody nie może się rozchodzić dalej, bo woda ma\nsłabe przewodnictwo\n1\nSposobem na szybsze przekazywanie ciepła może być mieszanie zarówno\npowietrza jak i wody w naczyniu.\n1\n5","solution":null,"image":"img/fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona/zad-26.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":6,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Matura próbna · grudzień 2004 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura próbna"},{"id":"fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona/zad/27","paper_id":"fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona","number":"27","points":9,"ptype":"open","subject":"fizyka","category":"probna","year":2004,"month":"grudzien","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 27. (9 pkt) OGRZEWANIE WODY\nDo doświadczeń mających na celu wyznaczanie ciepła właściwego substancji jest\nużywane naczynie wykonane z aluminium. Masa tego naczynia wynosi 120 g,\npole powierzchni całkowitej (jest to walec) wynosi 0,047 m2. Ścianki naczynia\nmają grubość 1 mm.\na) (2 pkt) Wykaż, że przy różnicy temperatur między otoczeniem a wnętrzem\nnaczynia równej 5°C, w ciągu 1 sekundy przez całą powierzchnię kalorymetru przechodzi\nciepło w ilości 51700 J. Współczynnik przewodzenia ciepła dla aluminium wynosi\nK\nm\nW\n220\nU\n⋅\nb) (2 pkt) Do naczynia nalewamy 785 g wody o takiej temperaturze, że po chwili (potrzebnej\nna wyrównanie temperatur wody i naczynia) uzyskujemy temperaturę wody i naczynia\nrówną 10 °C. Wykaż, że ilość energii cieplnej potrzebnej do tego, aby naczynie i woda\nw nim zawarta ogrzały się do temperatury otoczenia, czyli 20°C, wynosi około 34000 J.\nCiepło właściwe aluminium wynosi\nK\nkg\nJ\n900\n⋅\n, ciepło właściwe wody jest równe\nK\nkg\nJ\n4200\n⋅\nPróbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii\nArkusz egzaminacyjny II\nc) (5 pkt) Z poprzednich punktów wynika, że ciepło potrzebne do ogrzania wody i naczynia\no 10°C niewiele się różni od ilości ciepła przekazanego przez otoczenie do wnętrza naczynia\nw czasie 1 sekundy przy różnicy temperatur 5°C (przy ogrzewaniu tego naczynia różnica tem-\nperatur malała od początkowej wartości 10°C do końcowej równej zero - możemy więc przy-\njąć, że w czasie ogrzewania średnia różnica temperatur wynosiła 5°C). Mogłoby z tego wyni-\nkać, że czas ogrzewania wody w naczyniu tym sposobem powinien być bardzo krótki. Wszy-\nscy wiemy jednak, że tak nie jest. W poniższej tabeli zestawione są niektóre dane dotyczące\nwody, aluminium i powietrza. Wykorzystaj te dane i podaj z uzasadnieniem dwa powody, które\nznacznie wydłużają czas ogrzewania wody w naczyniu przez otoczenie na drodze przewodze-\nnia cieplnego. Zaproponuj sposób na skrócenie tego czasu.\nSubstancja\nCiepło właściwe\nWspółczynnik przewodze-\nnia ciepła U\nPowietrze\n1020\nK\nkg\nJ\n⋅\n0,02\nK\nm\nW\n⋅\nWoda\n4200\nK\nkg\nJ\n⋅\n0,54\nK\nm\nW\n⋅\nAluminium\n900\nK\nkg\nJ\n⋅\n220\nK\nm\nW\n⋅\nwoda\npowietrze\naluminium\nPróbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii\nArkusz egzaminacyjny II","answer":null,"answer_text":"Zadanie 27.\nc)\nUwaga: niektórzy zdający mogą znać przebieg krzywej ostygania i podać ten fakt\njako wyjaśnienie dłuższego czasu przekazywania ciepła. Na początku, kiedy róż-\nnica temperatur jest duża, energia przekazywana jest szybciej, potem ta szybkość\nmaleje. Odpowiedź taką również należy uznać.\nRazem za zadanie 27.\n9 p.\nZapisanie zależności na moment bezwładności układu\n2\npręta\nmalpy\n2\npręta\npręta\n2\nl\nm\nl\nm\n12\n1\nI\n\n\n\n\n\n\n1\na)\nObliczenie całkowitego momentu bezwładności\n2\nm\nkg\n6\n13\nI\n⋅\n1\n2\nZada ie 28.\nb) Stwierdzenie, że można zastosować zasadę zachowania pędu I1ω1 = I2 ω2\n= const\n1\n2\nPróbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii - Arkusz egzaminacyjny II - grudzień 2004\nNr zad.\nZdający otrzymuje punkty za:\nliczba punk-\ntów\nStwierdzenie, że po przejściu małpki na środek pręta zmalał moment pędu\nWykorzystanie zasady zachowania pędu i pokazanie, że zmniejszenie\nmomentu bezwładności prowadzi do zwiększenia prędkości kątowej\n1\nPrzekształcenie zapisanej zasady zachowania momentu pędu i otrzymanie\nzależności\n1\n2\n1\n2\nI\nI\nT\nT =\n1\nPodstawienie prawidłowych wartości do wzoru\n1\nc)\nObliczenie nowego okresu obrotu T ≈ 0,77 s\n1\n3\nPrzekształcenie zapisanej zasady zachowania momentu pędu do postaci\n2\n1\n2\n2\n1\n2\nr\nr\nT\nT =\n1\nPodstawienie do powyższego wzoru danych\n1\nd)\nObliczenie, że T2 ≈ 0,026 s\n1\n3\nRazem za zadanie 28.\n10 p.\nRazem za cały arkusz\n50 p.","solution":null,"image":"img/fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona/zad-27.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":8,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Matura próbna · grudzień 2004 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura próbna"},{"id":"fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona/zad/28","paper_id":"fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona","number":"28","points":10,"ptype":"open","subject":"fizyka","category":"probna","year":2004,"month":"grudzien","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 28. (10 pkt) MAŁPKA I PULSAR\nNa jednym z końców obracającej się wokół pio-\nnowej osi cienkościennej rurki siedzi małpka. Rur-\nka ma długość 2 m, jej masa wynosi 0,5 kg, małp-\nka ma masę 2 kg. Oś obrotu przechodzi przez śro-\ndek rurki.\na) (2 pkt) Oblicz wartość momentu bezwładności pręta z małpką siedzącą na końcu pręta.\nPrzyjmij, że rozmiary małpki są niewielkie w stosunku do długości pręta.\nb) (2 pkt) W pewnej chwili pręt z małpką sie-\ndzącą na końcu został wprawiony w powolny\nruch obrotowy tak, że wykonywał jeden obrót\nna 10 sekund. Małpka nie była z tego zbyt za-\ndowolona i przeszła na środek pręta. Pręt\nz siedzącą na środku małpką zaczął wirować\nszybciej, mimo że nikt do niego nie podchodził.\nDlaczego pręt zaczął wirować szybciej, gdy małpka przeszła na jego środek?\nPróbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii\nArkusz egzaminacyjny II\nc) (3 pkt) Oblicz okres obrotu pręta, jeżeli małpka siedzi na jego środku.\nd) (3 pkt) Pulsary są gwiazdami neutronowymi o średnicy rzędu 20 - 100 km powstałymi\nw toku ewolucji gwiazd o masach większych od masy Słońca. Jądro gwiazdy gwałtownie\nzmniejsza swój promień, a materia poza jądrem zostaje wyrzucona w przestrzeń. Powstały\nobiekt składa się głównie z neutronów i bardzo szybko wiruje. Okres jednego obrotu jest rzę-\ndu nawet jednej setnej sekundy. Sprawdź (wykonując obliczenia), czy zmniejszenie promie-\nnia jądra gwiazdy ze 100 000 km do 10 km (przy zachowaniu stałej masy jądra) prowadzi do\nzmniejszenia okresu obrotu z 30 dni do setnych części sekundy.\nPróbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii\nArkusz egzaminacyjny II\nBRUDNOPIS","answer":null,"answer_text":null,"solution":null,"image":"img/fizyka-2004-grudzien-probna-rozszerzona/zad-28.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":10,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Matura próbna · grudzień 2004 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura próbna"}]}