{"id":"informator-maturalny-fizyka-2008/zad/21","paper_id":"informator-maturalny-fizyka-2008","number":"21","points":null,"ptype":"true_false","subject":"fizyka","category":"informator-maturalny","year":2008,"month":null,"level":null,"text":"Zadanie 21. Energia wiązania (4 pkt)\nWykres przedstawia przybliżoną zależność energii wiązania jądra przypadającej na jeden\nnukleon od liczby masowej jądra.\n21.1 (2 pkt)\nOblicz wartość energii wiązania jądra izotopu radonu (Rn) zawierającego 86 protonów\ni 134 neutrony. Wynik podaj w megaelektronowoltach.\n21.2 (2 pkt)\nWyjaśnij krótko pojęcie jądrowego niedoboru masy („deficytu masy”). Zapisz formułę\nmatematyczną pozwalającą obliczyć wartość niedoboru masy, jeśli znana jest energia\nwiązania jądra.\n45\nOCENIANIE ARKUSZA DLA POZIOMU PODSTAWOWEGO\nZadania zamknięte\nNr zadania\n1\n2\n3\n4\n5\n6\n7\n8\n9\n10\nPrawidłowa\nodpowiedź\nA\nD\nB\nC\nD\nC\nA\nA lub B\nC\nB\nLiczba\npunktów\n1\n1\n1\n1\n1\n1\n1\n1\n1\n1\nZad.\nWykonana czynność\nPunktacja\nZapisanie zależności pomiędzy siłami działającymi na klocek\nN\nT\nF\nF\nF\n1\nOkreślenie wartości siły tarcia działającej na klocek\ng\nm\nFT\n⋅\n⋅\n= μ\n1\n11.1\nObliczenie maksymalnej wartości siły (F = 6 N ).\n1\n3\nOkreślenie siły wypadkowej działającej na klocek po usunięciu nitki\nw\nT\nF\nF\nF\n1\n11.2\nZastosowanie\nII\nzasady\ndynamiki\ni\nobliczenie\nwartości\nprzyspieszenia klocka (a = 4,5 m/s2 ).\n1\n2\nWykazanie, że czas spadania kropli (∆t = 1 s).\n1\n12.1\nWykazanie, że wartość prędkości końcowej kropli (\n=10m/s\nv\n).\n1\n2\nOpisanie i wyskalowanie osi wykresu.\n1\n12.2\nNarysowanie wykresu dla co najmniej 3 kropli.\n1\n2\n13.1\nZapisanie uzasadnienia np.: ciężar zwisającej części rolety maleje\ni dlatego wartość siły, z jaką trzeba ciągnąć za sznurek zmniejsza\nsię.\n1\n1\nUwzględnienie w rozwiązaniu zmiany położenia środka ciężkości\npodczas wciągania rolety\n1\n2\nh\nl\n1\n13.2\nObliczenie wykonanej pracy (\nJ\nW = 20\n).\n1\n2\nRAZEM\n12\n46\nUdzielenie odpowiedzi przeczącej.\n1\n14.1\nZapisanie uzasadnienia np.: okres drgań wahadła matematycznego\ng\nl\nT\nπ\n2\nnie zależy od masy.\n1\n2\nObliczenie okresu drgań (T = 2,51 s).\n1\n14.2\nOkreślenie i zapisanie liczby pełnych drgań (n = 3).\n1\n2\nZapisanie odpowiedzi twierdzącej.\n1\n15\nZapisanie uzasadnienia np.: odwołanie się do zależności\nr\nM\nG\nv\n⋅\n1\n2\nUwzględnienie w rozwiązaniu informacji, że połowa energii\nkinetycznej doprowadziła do nagrzania pocisku.\n1\nZapisanie\nzależności\numożliwiającej\nobliczenie\nprzyrostu\ntemperatury\n2\n4 w\nT\nc\nΔ\n= v\n1\n16.1\nObliczenie maksymalnego przyrostu temperatury pocisku\n(Δt = 50oC lub ΔT = 50 K).\n1\n3\n16.2\nZapisanie wyjaśnienia np.: reszta energii kinetycznej zostaje\nzużyta na wykonanie pracy (np.: wydrążenie kanału w piasku,\nspłaszczenie pocisku).\n1\n1\nNarysowanie wektora prędkości\nprotonu.\n1\n17.1\nPowołanie się w wyjaśnieniu na regułę lewej dłoni lub inną\npoprawną regułę.\n1\n2\nZapisanie równania\nm\nr\nBq\nv umożliwiającego określenie promienia\nokręgu.\n1\nUwzględnienie w rozwiązaniu zależności pomiędzy prędkościami\nprotonów.\n1\n17.2\nWykazanie, że\n1\n2\n3\nr\nr\n1\n3\nRAZEM\n15\n47\n18.1\nNarysowanie biegu\npromieni świetlnych na\nrysunku oraz zaznaczenie\npołożenia ognisk.\n1\n1\nZastosowanie zależności\n1\n2\n1\n1\n1\n1\ns\np\nn\nf\nn\nr\nr\n⎛\n⎞⎛\n⎞\n⋅\n⎜\n⎟⎜\n⎟\n⎜\n⎟⎝\n⎠\n⎝\n⎠\nlub zapisanie\nformuły 1\n2\n1\ns\np\nn\nf\nn\nr\n⎛\n⎞⎛\n⎞\n⋅\n⎜\n⎟⎜\n⎟\n⎜\n⎟⎝\n⎠\n⎝\n⎠\n1\n18.2\nObliczenie ogniskowej (f = 12,5 cm).\n1\n2\nUwzględnienie w rozwiązaniu drogi przebytej przez dźwięk, od\nmomentu klaśnięcia w dłonie do chwili usłyszenia przez słuchacza\ndźwięku odbitego od ściany.\n1\nZastosowanie równania na drogę w ruchu jednostajnym po linii\nprostej.\n1\n19\nObliczenie odległości i zapisanie odpowiedzi - aby słuchacz\nusłyszał echo odległość od ściany powinna być większa niż 17 m.\n1\n3\nZastosowanie w rozwiązaniu równania stanu gazu doskonałego lub\nrównania Clapeyrona.\n1\nObliczenie, np. ciśnienia azotu w temperaturze 77oC (p = 1400 kPa)\n1\n20\nUstalenie i zapisanie prawidłowego wniosku (zawór nie otworzy\nsię).\n1\n3\nOdczytanie z wykresu właściwej energii wiązania (8 MeV/nukleon).\n1\n21.1\nObliczenie energii wiązania jądra izotopu radonu (E = 1760 MeV).\n1\n2\nPodanie znaczenia pojęcia niedoboru masy jądra atomowego jako\nróżnicy pomiędzy masą składników jądra i rzeczywistą masą jądra.\n1\n21.2\nZapisanie formuły pozwalającej obliczyć niedobór masy jądra\natomowego\n2\nE\nm\nc\nΔ\n1\n2\nRAZEM\n13\nF2\nF1\n49\ndysleksja\nEGZAMIN MATURALNY\nZ FIZYKI I ASTRONOMII\nPOZIOM ROZSZERZONY\nCzas pracy 150 minut\nInstrukcja dla zdającego\n1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron (zadania\n1 -5). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu\nnadzorującego egzamin.\n2. Rozwiązania\ni\nodpowiedzi\nzapisz\nw\nmiejscu\nna\nto\nprzeznaczonym przy każdym zadaniu.\n3. W\nrozwiązaniach\nzadań\nrachunkowych\nprzedstaw\ntok\nrozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz\npamiętaj o jednostkach.\n4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym\ntuszem/atramentem.\n5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl.\n6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie.\n7. Możesz korzystać z karty wybranych wzorów i stałych\nfizycznych, linijki oraz kalkulatora.\n8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający.\nNie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej\ndla egzaminatora.\n9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL.\nZamaluj\npola odpowiadające cyfrom numeru PESEL.\nBłędne zaznaczenie otocz kółkiem\ni zaznacz właściwe.\nŻyczymy powodzenia!\nZa rozwiązanie\nwszystkich zadań\nmożna otrzymać\nłącznie\n60 punktów\nWypełnia zdający przed\nrozpoczęciem pracy\nPESEL ZDAJĄCEGO\nKOD\nZDAJĄCEGO\nMiejsce\nna naklejkę\nz kodem szkoły\n50\nZadanie 1. Wahadło balistyczne (12 pkt)\nNa rysunku poniżej przedstawiono schematycznie urządzenie do pomiaru wartości prędkości\npocisków wystrzeliwanych z broni palnej. Podstawowym elementem takiego urządzenia jest\ntzw. wahadło balistyczne będące (w dużym uproszczeniu) zawieszonym na linkach klockiem,\nw którym grzęzną wystrzeliwane pociski. Po trafieniu pociskiem wahadło wychyla się\nz położenia równowagi i możliwy jest pomiar jego energii kinetycznej.\nPunkty na wykresie przedstawiają zależność energii kinetycznej klocka wahadła\nz pociskiem (który w nim ugrzązł) tuż po uderzeniu pocisku, od masy klocka. Pomiary\nwykonano dla 5 klocków o różnych masach (linia przerywana przedstawia zależność\nteoretyczną). Wartość prędkości pocisku, tuż przed trafieniem w klocek wahadła, za każdym\nrazem wynosiła 500 m/s, a odległość od środka masy klocka wahadła do punktu zawieszenia\nwynosiła 1 m. W obliczeniach pomiń masę linek mocujących klocek wahadła.\n1.1 (2 pkt)\nOszacuj wartość średniego przyspieszenia pocisku (w m/s2) podczas grzęźnięcia w klocku.\nZałóż, że trwa ono 0,2 ms.\n1.2 (3 pkt)\nWykaż, analizując wykres, że masa pocisku jest równa 0,008 kg.\nlinki\nwahadło\npocisk\nvG\n200\n800\n400\n600\n1000\n1200\n10\n0\n2\n4\n6\n8\n0\nmasa wahadła wyrażona jako\nwielokrotność masy pocisku\nenergia kinetyczna wahadła z pociskiem\nE, J\n51\n1.3 (3 pkt)\nOblicz wartość prędkości klocka z pociskiem bezpośrednio po zderzeniu w sytuacji, gdy masa\nklocka była 499 razy większa od masy pocisku.\n1.4 (4 pkt)\nOblicz, jaka powinna być masa klocka wahadła, aby po wychyleniu z położenia równowagi\nwahadła o 60º, zwolnieniu go, a następnie trafieniu pociskiem w chwili przechodzenia\nwahadła przez położenie równowagi, wahadło zatrzymało się w miejscu. Do obliczeń\nprzyjmij, że masa pocisku wynosi 0,008 kg. W obliczeniach możesz skorzystać z podanych\nponiżej wartości funkcji trygonometrycznych.\nsin 30° = cos 60° = 2\n1 = 0,50\nsin 60° = cos 30° = 2\n3 ≈ 0,87\n52\nZadanie 2. Ogrzewacz wody (13 pkt)\nTurystyczny ogrzewacz wody zasilany jest z akumulatora samochodowego. Element grzejny\nwykonano na bocznej powierzchni szklanego naczynia mającego kształt walca. Element\ngrzejny tworzy kilka zwojów przewodzącego materiału w postaci paska o szerokości 4 mm\ni grubości 0,1 mm. Całkowita długość elementu grzejnego wynosi 0,628 m. Opór elektryczny\nelementu grzejnego jest równy 0,60 Ω. Siła elektromotoryczna akumulatora wynosi 12,6 V,\na jego opór wewnętrzny jest równy 0,03 Ω.\n2.1 (1 pkt)\nZaznacz poprawną odpowiedź: za przewodzenie prądu w metalach (np. miedzi) odpowiadają:\ntylko\nelektrony\ntylko\ndziury\njony dodatnie\ni elektrony\njony dodatnie i jony\nujemne\n2.2 (3 pkt)\nOblicz moc elementu grzejnego wykorzystywanego w ogrzewaczu w sytuacji opisanej\nw treści zadania.\n2.3 (2 pkt)\nWykaż, że opór właściwy elementu grzejnego ma wartość około 3,8·10-7 Ω·m.\n53\n2.4 (1 pkt)\nZapisz, jak zależy opór elektryczny metali od temperatury.\n2.5 (3 pkt)\nOszacuj, ile razy wydłuży się czas potrzebny do zagotowania wody, jeżeli napięcie na\nzaciskach elementu grzejnego zmaleje o 20%. Załóż, że opór elektryczny elementu grzejnego\njest stały, a straty ciepła w obu sytuacjach są pomijalne.\n54\n2.6 (2 pkt)\nOgrzewacz może być zasilany ze źródła prądu przemiennego poprzez układ prostowniczy.\nDo zacisków A i B układu doprowadzono z transformatora napięcie przemienne. Narysuj na\nschemacie, w miejscach zaznaczonych prostokątami, brakujące elementy półprzewodnikowe\ntak, aby przez grzałkę płynął prąd wyprostowany dwupołówkowo*). Oznacz na schemacie za\npomocą strzałki kierunek przepływu prądu przez grzałkę.\n*) wyprostowany dwupołówkowo - prąd płynie przez grzałkę w obu półokresach\n2.7 (1 pkt)\nWyjaśnij, dlaczego transformatory działają jedynie przy dołączeniu ich do źródła napięcia\nprzemiennego.\nZadanie 3. Soczewka (12 pkt)\nW pracowni szkolnej za pomocą cienkiej szklanej soczewki\ndwuwypukłej o jednakowych promieniach krzywizny,\nzamontowanej na ławie optycznej, uzyskiwano obrazy\nświecącego przedmiotu. Tabela zawiera wyniki pomiarów\nodległości od soczewki przedmiotu x i ekranu y, na którym\nuzyskiwano\nostre\nobrazy\nprzedmiotu.\nBezwzględne\nwspółczynniki załamania powietrza oraz szkła wynoszą\nodpowiednio 1 i 1,5.\n3.1 (2 pkt)\nSpośród podanych w tabelce wartości położenia przedmiotu i obrazu wybierz tę parę położeń,\ndla której powiększenie jest największe. Odpowiedź uzasadnij.\nx (m)\n∆x = ± 0,02 m\ny (m)\n∆y = ± 0,02 m\n0,11\n0,80\n0,12\n0,60\n0,15\n0,30\n0,20\n0,20\n0,30\n0,15\n0,60\n0,12\n0,80\n0,11\ngrzałka\nA\nB\n55\n3.2 (3 pkt)\nOblicz promień krzywizny soczewki wiedząc, że jeśli przedmiot był w odległości 0,3 m od\nsoczewki to obraz rzeczywisty powstał w odległości 0,15 m od soczewki.\n3.3 (4 pkt)\nNaszkicuj wykres zależności y(x). Zaznacz niepewności pomiarowe. Wykorzystaj dane\nzawarte w tabeli.\n56\n3.4 (3 pkt)\nGdy wartość x rośnie, y dąży do pewnej wartości, która jest wielkością charakterystyczną dla\nsoczewki. Podaj nazwę tej wielkości fizycznej oraz oblicz jej wartość.\nZadanie 4. Fotoefekt (11 pkt)\nW pracowni fizycznej wykonano doświadczenie mające na celu badanie zjawiska\nfotoelektrycznego i doświadczalne wyznaczenie wartości stałej Plancka. W oparciu o wyniki\npomiarów sporządzono poniższy wykres. Przedstawiono na nim zależność maksymalnej\nenergii kinetycznej uwalnianych elektronów od częstotliwości światła padającego na\nfotokomórkę.\n4.1 (1 pkt)\nZapisz nazwę własności światła, którą potwierdza zjawisko fotoelektryczne.\n57\n4.2 (1 pkt)\nOdczytaj z wykresu i zapisz wartość częstotliwości granicznej promieniowania dla tej\nfotokatody.\n4.3 (2 pkt)\nOblicz, korzystając z wykresu, pracę wyjścia elektronów z fotokatody. Wynik podaj\nw elektronowoltach.\n4.4 (3 pkt)\nOblicz doświadczalną wartość stałej Plancka, wykorzystując tylko dane odczytane z wykresu\noraz zależność\nk\nE\nW\nh\n⋅ν\n58\n4.5 (4 pkt)\nNarysuj schemat układu elektrycznego pozwalającego wyznaczyć doświadczalnie wartość\nnapięcia hamowania fotoelektronów. Masz do dyspozycji elementy przedstawione poniżej\noraz przewody połączeniowe.\nZadanie 5. Laser (12 pkt)\nLaser o mocy 0,1 W emituje w próżni monochromatyczną wiązkę światła o długości fali\n633 nm i kołowym przekroju.\n5.1 (1 pkt)\nZapisz, co oznacza użyte w treści zadania określenie „monochromatyczna”.\n5.2 (5 pkt)\nOszacuj liczbę fotonów zawartych w elemencie wiązki światła o długości jednego metra.\nV\nμA\nR\nA\nK\n59\n5.3 (3 pkt)\nOblicz wartość siły, jaką wywierałaby ta wiązka światła laserowego padająca w próżni\nprostopadle na wypolerowaną metalową płytkę. Do obliczeń przyjmij, że w ciągu jednej\nsekundy na powierzchnię płytki pada 1017 fotonów. Załóż, że płytka odbija w całości padające\nna nią promieniowanie.\n5.4 (2 pkt)\nOblicz najwyższy rząd widma, jaki można zaobserwować po skierowaniu tej wiązki\nprostopadle na siatkę dyfrakcyjną posiadającą 400 rys/mm.\n5.5 (1 pkt)\nZapisz nazwę właściwości światła, którą potwierdza doświadczenie opisane w zadaniu 5.4.\n60\nOCENIANIE ARKUSZA DLA POZIOMU ROZSZERZONEGO\nZad.\nWykonana czynność\nPunktacja\nSkorzystanie z definicji przyspieszenia i zamiana jednostek (z ms na s).\n1\n1.1\nObliczenie wartości przyspieszenia pocisku (a = 2,5·106 m/s2).\n1\n2\nNp. zauważenie (odczytanie z wykresu), że energia kinetyczna pocisku\ndla zerowej masy klocka wahadła jest równa 1 kJ.\n1\nZastosowanie zależności\n2\n2\nk\nm\nE\n⋅\nv\ni wyznaczenie z niej masy pocisku\n2\n2\nk\nE\nm = v\n1\n1.2\nObliczenie masy pocisku (m = 0,008 kg ).\n1\n3\nUwzględnienie w rozwiązaniu, że masa wahadła po zderzeniu jest równa\nsumie mas klocka i pocisku.\n1\nZapisanie zasady zachowania pędu dla układu pocisk - klocek\n(\n)\np\np\np\nk\nk\nm\nm\nm\nv\nv\ni\nwyznaczenie\nwartości\nprędkości\nklocka\np\nk\nm\nm\np\nk\np\nv\nv\nm\n1\n1.3\nObliczenie wartości prędkości klocka (v = 1 m/s ).\n1\n3\nZastosowanie zasady zachowania energii dla ruchu klocka i wyznaczenie\nwartości prędkości klocka w momencie zderzenia\n2\n2\n2\nm\nmgh\ngh\n⇒\nk\nk\nv\nv\n1\nZauważenie, że w opisanej sytuacji\n1\n2\nh\nl\nlub h = l(1-cosα).\n1\nZastosowanie zasady zachowania pędu dla zderzenia klocka z pociskiem\ni wyznaczenie masy klocka\nk\np\np\nk\nk\nk\np\np\nm\nm\nm\nm\nv\nv\nv\nv\n⇒\n1\n1.4\nObliczenie masy klocka (m = 1,27 kg ≈ 1,3 kg).\n1\n4\nRAZEM za zadanie:\n12\n61\nZad.\nWykonana czynność\nPunktacja\n2.1\nZaznaczenie prawidłowej odpowiedzi - tylko elektrony.\n1\n1\nZastosowanie prawa Ohma dla obwodu do wyznaczenia np. natężenia\nprądu\nw\nz\nR\nR\nI\nε\n1\nZastosowanie wzoru na moc np.\nR\nI\nP\n2\n1\n2.2\nObliczenie mocy elementu grzejnego (P = 240 W).\n1\n3\nZastosowanie formuły określającej opór właściwy\nR S\nl\nρ =\n1\n2.3\nWykazanie, że opór właściwy wynosi ρ≈3,8·10-7 Ω·m.\n1\n2\n2.4\nZapisanie prawidłowej zależności - opór elektryczny metali rośnie\nwraz ze wzrostem temperatury.\n1\n1\nUwzględnienie zależności pomiędzy napięciami w obu przypadkach\nU2 = 0,8U1.\n1\nZauważenie, że prace wykonane przez prąd elektryczny w obu\nprzypadkach są równe.\n1\n2.5\nOszacowanie wydłużenia czasu potrzebnego na doprowadzenie wody do\ntemperatury wrzenia\n(\n)\n2\n1\n2\n1\n0,8\nU\nU\n≈\n2\n1\nΔt\n1,56\n1,6\nΔt\n1\n3\nNarysowanie\nprawidłowo\npołączonych\nelementów półprzewodnikowych - diod.\n1\n2.6\nZaznaczenie prawidłowego kierunku przepływu\nprądu płynącego przez grzałkę.\n1\n2\n2.7\nPrawidłowe uzasadnienie np. jedynie zmienny strumień pola\nmagnetycznego może spowodować zajście zjawiska indukcji\nelektromagnetycznej w uzwojeniu wtórnym transformatora.\n1\n1\nRAZEM za zadanie:\n13\nI\n62\nZad.\nWykonana czynność\nPunktacja\nPrawidłowy wybór pary wartości x = 0,11 m i y = 0,8 m.\n1\n3.1\nPrawidłowe uzasadnienie odpowiedzi np. powiększenie obrazu\nobliczamy z zależności\ny\np= x - zatem największą wartość p\nuzyskamy dla wybranej pary wartości.\n1\n2\nZastosowanie zależności 1\n1\n1\nx\ny\nf\n1\nZastosowanie zależności\n1\n2\n1\n1\n1\n1\ns\np\nn\nf\nn\nr\nr\n⎛\n⎞⎛\n⎞\n⎛\n⎞=\n⋅\n⎜\n⎟⎜\n⎟\n⎜\n⎟\n⎜\n⎟\n⎝\n⎠\n⎝\n⎠\n⎝\n⎠\n1\n3.2\nObliczenie promienia krzywizny soczewki\n(r = 10 cm = 0,1 m).\n1\n3\nOpisanie i wyskalowanie osi wykresu.\n1\nNaniesienie punktów pomiarowych.\n1\nZaznaczenie niepewności pomiarowych.\n1\n3.3\nNaszkicowanie wykresu na podstawie położenia punktów pomiarowych.\n1\n4\nZapisanie odpowiedzi - ogniskowa soczewki.\n1\nZastosowanie równania soczewki 1\n1\n1\nx\ny\nf\n1\n3.4\nObliczenie ogniskowej soczewki ( f = 0,1 m).\n1\n3\nRAZEM za zadanie:\n12\n63\nZad.\nWykonana czynność\nPunktacja\n4.1\nZapisanie prawidłowej odpowiedzi - własności korpuskularne.\n1\n1\n4.2\nOdczytanie z wykresu i zapisanie wartości częstotliwości granicznej\n(ν = 4,84·1014 Hz).\n1\n1\nZastosowanie zależności\nk\nh\nW\nE\nν⋅\ni zauważenie, że w opisanej\nsytuacji energia fotoelektronów jest równa 0.\n1\n4.3\nObliczenie pracy wyjścia elektronu (W ≈ 2 eV).\n1\n2\nZastosowanie zależności\nk\nh\nW\nE\nν⋅\n1\nUwzględnienie danych z wykresu dla dwóch par punktów pomiarowych\n⎩\n⎨\n⎧\n2\n2\n1\n1\nk\nk\nE\nW\nh\nE\nW\nh\nν\nν\n1\n4.4\nObliczenie doświadczalnej wartości stałej Plancka (h ≈6,6·10-34 J·s).\n1\n3\nNarysowanie\namperomierza\nwłączonego\nszeregowo,\nmierzącego\nnatężenie prądu płynącego przez fotokomórkę.\n1\nNarysowanie woltomierza włączonego równoległe, mierzącego napięcie\nna fotokomórce.\n1\nNarysowanie potencjometru (opornicy suwakowej) pozwalającego\nregulować napięcie pomiędzy elektrodami fotokomórki.\n1\n4.5\nNarysowanie fotokomórki w obwodzie o prawidłowo spolaryzowanych\nelektrodach; anoda połączona z biegunem ujemnym.\n1\n4\nRAZEM za zadanie:\n11\n64\nZad.\nWykonana czynność\nPunktacja\n5.1\nPodanie prawidłowego wyjaśnienie pojęcia - o jednej długości fali.\n1\n1\nWyrażenie energii wyemitowanych fotonów poprzez moc lasera\nt\nP\nW\nΔ\n1\nZastosowanie zależności opisującej energię fotonu\nλ\nc\nh\nE f =\n1\nUwzględnienie, że\nf\nE\nn\nW\n⋅\n1\nZastosowanie zależności t = s/c.\n1\n5.2\nObliczenie liczby fotonów (n ≈ 1·109 fotonów).\n1\n5\nZastosowanie uogólnionej postaci II zasady dynamiki Newtona dla\nzderzenia fotonu z płytką\np\nF\nt\nΔ\n= Δ .\n1\nUwzględnienie dwukrotnej zmiany pędu fotonu przy odbiciu od płytki.\n1\n5.3\nObliczenie wartości siły wywieranej na płytkę (F = 2,1·10-10 N).\n1\n3\nZauważenie, że w równaniu\nλ\nα\n⋅\n⋅\nn\nsin\nd\nw opisanej sytuacji\nsin\n1\nα →.\n1\n5.4\nObliczenie wartości n oraz określenie maksymalnego rzędu widma\n(nmax = 3).\n1\n2\n5.5\nUdzielenie prawidłowej odpowiedzi - własności falowe.\n1\n1\nRAZEM za zadanie:\n12\nCentralna Komisja Egzaminacyjna\nul Łucka 11, 00-842 Warszawa\ntel. 022 656 38 00, fax 022 656 37 57\nwww.cke.edu.pl ckesekr@cke.edu.pl\nOKE Gdańsk\nul. Na Stoku 49, 80-874 Gdańsk,\ntel. (0-58) 320 55 90, fax.320 55 91\nwww.oke.gda.pl komisia@oke.gda.pl\nOKE Łódź\nul. Praussa 4, 94-203 Łódź\ntel. (0-42) 634 91 33 s: 664 80 50/51/52\nfax. 634 91 54\nwww.komisia.pl komisja@komisja.pl\nOKE Jaworzno\nul. Mickiewicza 4, 43-600 Jaworzno\ntel.(0-32) 616 33 99 w.101\nfax.616 33 99 w.108, www.oke.jaw.pl\noke@oke.jaw.pl\nOKE Poznań\nul. Gronowa 22, 61-655 Poznań\ntel.(0-61) 852 13 07, 852 13 12, fax. 852 14 41\nwww.oke.poznan.pl\nsekretariat@oke.poznan.pl\nOKE Kraków\nal. F. Focha 39, 30-119 Kraków\ntel.(0-12) 618 12 01/02/03, fax.427 28 45\nwww.oke.krakow.pl oke@oke.krakow.pl\nOKE Warszawa\nul. Grzybowska 77, 00-844 Warszawa\ntel. (0-22) 457 03 35, fax. 457 03 45\nwww.oke.waw.pl info@oke.waw.pl\nOKE Łomża\nul. Nowa 2, 18-400 Łomża\nTel/fax. (0-86) 216 44 95\nwww.okelomza.com\nsekretariat@oke.lomza.com\nOKE Wrocław\nul. Zielińskiego 57, 53-533 Wrocław\ntel. sek. (0-71) 785 18 52, fax. 785 18 73\nwww.oke.wroc.pl sekret@oke.wroc.pl\nOKE\nGDAŃSK\nOKE\nŁOMŻA\nOKE\nWARSZAWA\nOKE\nKRAKÓW\nOKE\nJAWORZNO\nOKE\nŁÓDŹ\nOKE\nWROCŁAW\nOKE\nPOZNAŃ","answer":"A","answer_text":null,"solution":null,"image":"img/informator-maturalny-fizyka-2008/zad-21.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":44,"source":"ocr","answer_source":"ocr","answer_text_source":null,"solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Informator maturalny · 2008","subject_label":"Fizyka","category_label":"Informator maturalny","text_html":"

Zadanie 21. Energia wiązania (4 pkt)
Wykres przedstawia przybliżoną zależność energii wiązania jądra przypadającej na jeden
nukleon od liczby masowej jądra.
21.1 (2 pkt)
Oblicz wartość energii wiązania jądra izotopu radonu (Rn) zawierającego 86 protonów
i 134 neutrony. Wynik podaj w megaelektronowoltach.
21.2 (2 pkt)
Wyjaśnij krótko pojęcie jądrowego niedoboru masy („deficytu masy”). Zapisz formułę
matematyczną pozwalającą obliczyć wartość niedoboru masy, jeśli znana jest energia
wiązania jądra.
45
OCENIANIE ARKUSZA DLA POZIOMU PODSTAWOWEGO
Zadania zamknięte
Nr zadania
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Prawidłowa
odpowiedź
A
D
B
C
D
C
A
A lub B
C
B
Liczba
punktów
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Zad.
Wykonana czynność
Punktacja
Zapisanie zależności pomiędzy siłami działającymi na klocek
N
T
F
F
F
1
Określenie wartości siły tarcia działającej na klocek
g
m
FT
⋅
⋅
= μ
1
11.1
Obliczenie maksymalnej wartości siły (F = 6 N ).
1
3
Określenie siły wypadkowej działającej na klocek po usunięciu nitki
w
T
F
F
F
1
11.2
Zastosowanie
II
zasady
dynamiki
i
obliczenie
wartości
przyspieszenia klocka (a = 4,5 m/s2 ).
1
2
Wykazanie, że czas spadania kropli (∆t = 1 s).
1
12.1
Wykazanie, że wartość prędkości końcowej kropli (
=10m/s
v
).
1
2
Opisanie i wyskalowanie osi wykresu.
1
12.2
Narysowanie wykresu dla co najmniej 3 kropli.
1
2
13.1
Zapisanie uzasadnienia np.: ciężar zwisającej części rolety maleje
i dlatego wartość siły, z jaką trzeba ciągnąć za sznurek zmniejsza
się.
1
1
Uwzględnienie w rozwiązaniu zmiany położenia środka ciężkości
podczas wciągania rolety
1
2
h
l
1
13.2
Obliczenie wykonanej pracy (
J
W = 20
).
1
2
RAZEM
12
46
Udzielenie odpowiedzi przeczącej.
1
14.1
Zapisanie uzasadnienia np.: okres drgań wahadła matematycznego
g
l
T
π
2
nie zależy od masy.
1
2
Obliczenie okresu drgań (T = 2,51 s).
1
14.2
Określenie i zapisanie liczby pełnych drgań (n = 3).
1
2
Zapisanie odpowiedzi twierdzącej.
1
15
Zapisanie uzasadnienia np.: odwołanie się do zależności
r
M
G
v
⋅
1
2
Uwzględnienie w rozwiązaniu informacji, że połowa energii
kinetycznej doprowadziła do nagrzania pocisku.
1
Zapisanie
zależności
umożliwiającej
obliczenie
przyrostu
temperatury
2
4 w
T
c
Δ
= v
1
16.1
Obliczenie maksymalnego przyrostu temperatury pocisku
(Δt = 50oC lub ΔT = 50 K).
1
3
16.2
Zapisanie wyjaśnienia np.: reszta energii kinetycznej zostaje
zużyta na wykonanie pracy (np.: wydrążenie kanału w piasku,
spłaszczenie pocisku).
1
1
Narysowanie wektora prędkości
protonu.
1
17.1
Powołanie się w wyjaśnieniu na regułę lewej dłoni lub inną
poprawną regułę.
1
2
Zapisanie równania
m
r
Bq
v umożliwiającego określenie promienia
okręgu.
1
Uwzględnienie w rozwiązaniu zależności pomiędzy prędkościami
protonów.
1
17.2
Wykazanie, że
1
2
3
r
r
1
3
RAZEM
15
47
18.1
Narysowanie biegu
promieni świetlnych na
rysunku oraz zaznaczenie
położenia ognisk.
1
1
Zastosowanie zależności
1
2
1
1
1
1
s
p
n
f
n
r
r
⎛
⎞⎛
⎞
⋅
⎜
⎟⎜
⎟
⎜
⎟⎝
⎠
⎝
⎠
lub zapisanie
formuły 1
2
1
s
p
n
f
n
r
⎛
⎞⎛
⎞
⋅
⎜
⎟⎜
⎟
⎜
⎟⎝
⎠
⎝
⎠
1
18.2
Obliczenie ogniskowej (f = 12,5 cm).
1
2
Uwzględnienie w rozwiązaniu drogi przebytej przez dźwięk, od
momentu klaśnięcia w dłonie do chwili usłyszenia przez słuchacza
dźwięku odbitego od ściany.
1
Zastosowanie równania na drogę w ruchu jednostajnym po linii
prostej.
1
19
Obliczenie odległości i zapisanie odpowiedzi - aby słuchacz
usłyszał echo odległość od ściany powinna być większa niż 17 m.
1
3
Zastosowanie w rozwiązaniu równania stanu gazu doskonałego lub
równania Clapeyrona.
1
Obliczenie, np. ciśnienia azotu w temperaturze 77oC (p = 1400 kPa)
1
20
Ustalenie i zapisanie prawidłowego wniosku (zawór nie otworzy
się).
1
3
Odczytanie z wykresu właściwej energii wiązania (8 MeV/nukleon).
1
21.1
Obliczenie energii wiązania jądra izotopu radonu (E = 1760 MeV).
1
2
Podanie znaczenia pojęcia niedoboru masy jądra atomowego jako
różnicy pomiędzy masą składników jądra i rzeczywistą masą jądra.
1
21.2
Zapisanie formuły pozwalającej obliczyć niedobór masy jądra
atomowego
2
E
m
c
Δ
1
2
RAZEM
13
F2
F1
49
dysleksja
EGZAMIN MATURALNY
Z FIZYKI I ASTRONOMII
POZIOM ROZSZERZONY
Czas pracy 150 minut
Instrukcja dla zdającego

\n
  1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron (zadania
\n

1 -5). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu
nadzorującego egzamin.

\n
  1. Rozwiązania
\n

i
odpowiedzi
zapisz
w
miejscu
na
to
przeznaczonym przy każdym zadaniu.

\n
  1. W
\n

rozwiązaniach
zadań
rachunkowych
przedstaw
tok
rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz
pamiętaj o jednostkach.

\n
  1. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym
\n

tuszem/atramentem.

\n
  1. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl.
  2. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie.
  3. Możesz korzystać z karty wybranych wzorów i stałych
\n

fizycznych, linijki oraz kalkulatora.

\n
  1. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający.
\n

Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej
dla egzaminatora.

\n
  1. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL.
\n

Zamaluj
pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL.
Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie
wszystkich zadań
można otrzymać
łącznie
60 punktów
Wypełnia zdający przed
rozpoczęciem pracy
PESEL ZDAJĄCEGO
KOD
ZDAJĄCEGO
Miejsce
na naklejkę
z kodem szkoły
50
Zadanie 1. Wahadło balistyczne (12 pkt)
Na rysunku poniżej przedstawiono schematycznie urządzenie do pomiaru wartości prędkości
pocisków wystrzeliwanych z broni palnej. Podstawowym elementem takiego urządzenia jest
tzw. wahadło balistyczne będące (w dużym uproszczeniu) zawieszonym na linkach klockiem,
w którym grzęzną wystrzeliwane pociski. Po trafieniu pociskiem wahadło wychyla się
z położenia równowagi i możliwy jest pomiar jego energii kinetycznej.
Punkty na wykresie przedstawiają zależność energii kinetycznej klocka wahadła
z pociskiem (który w nim ugrzązł) tuż po uderzeniu pocisku, od masy klocka. Pomiary
wykonano dla 5 klocków o różnych masach (linia przerywana przedstawia zależność
teoretyczną). Wartość prędkości pocisku, tuż przed trafieniem w klocek wahadła, za każdym
razem wynosiła 500 m/s, a odległość od środka masy klocka wahadła do punktu zawieszenia
wynosiła 1 m. W obliczeniach pomiń masę linek mocujących klocek wahadła.
1.1 (2 pkt)
Oszacuj wartość średniego przyspieszenia pocisku (w m/s2) podczas grzęźnięcia w klocku.
Załóż, że trwa ono 0,2 ms.
1.2 (3 pkt)
Wykaż, analizując wykres, że masa pocisku jest równa 0,008 kg.
linki
wahadło
pocisk
vG
200
800
400
600
1000
1200
10
0
2
4
6
8
0
masa wahadła wyrażona jako
wielokrotność masy pocisku
energia kinetyczna wahadła z pociskiem
E, J
51
1.3 (3 pkt)
Oblicz wartość prędkości klocka z pociskiem bezpośrednio po zderzeniu w sytuacji, gdy masa
klocka była 499 razy większa od masy pocisku.
1.4 (4 pkt)
Oblicz, jaka powinna być masa klocka wahadła, aby po wychyleniu z położenia równowagi
wahadła o 60º, zwolnieniu go, a następnie trafieniu pociskiem w chwili przechodzenia
wahadła przez położenie równowagi, wahadło zatrzymało się w miejscu. Do obliczeń
przyjmij, że masa pocisku wynosi 0,008 kg. W obliczeniach możesz skorzystać z podanych
poniżej wartości funkcji trygonometrycznych.
sin 30° = cos 60° = 2
1 = 0,50
sin 60° = cos 30° = 2
3 ≈ 0,87
52
Zadanie 2. Ogrzewacz wody (13 pkt)
Turystyczny ogrzewacz wody zasilany jest z akumulatora samochodowego. Element grzejny
wykonano na bocznej powierzchni szklanego naczynia mającego kształt walca. Element
grzejny tworzy kilka zwojów przewodzącego materiału w postaci paska o szerokości 4 mm
i grubości 0,1 mm. Całkowita długość elementu grzejnego wynosi 0,628 m. Opór elektryczny
elementu grzejnego jest równy 0,60 Ω. Siła elektromotoryczna akumulatora wynosi 12,6 V,
a jego opór wewnętrzny jest równy 0,03 Ω.
2.1 (1 pkt)
Zaznacz poprawną odpowiedź: za przewodzenie prądu w metalach (np. miedzi) odpowiadają:
tylko
elektrony
tylko
dziury
jony dodatnie
i elektrony
jony dodatnie i jony
ujemne
2.2 (3 pkt)
Oblicz moc elementu grzejnego wykorzystywanego w ogrzewaczu w sytuacji opisanej
w treści zadania.
2.3 (2 pkt)
Wykaż, że opór właściwy elementu grzejnego ma wartość około 3,8·10-7 Ω·m.
53
2.4 (1 pkt)
Zapisz, jak zależy opór elektryczny metali od temperatury.
2.5 (3 pkt)
Oszacuj, ile razy wydłuży się czas potrzebny do zagotowania wody, jeżeli napięcie na
zaciskach elementu grzejnego zmaleje o 20%. Załóż, że opór elektryczny elementu grzejnego
jest stały, a straty ciepła w obu sytuacjach są pomijalne.
54
2.6 (2 pkt)
Ogrzewacz może być zasilany ze źródła prądu przemiennego poprzez układ prostowniczy.
Do zacisków A i B układu doprowadzono z transformatora napięcie przemienne. Narysuj na
schemacie, w miejscach zaznaczonych prostokątami, brakujące elementy półprzewodnikowe
tak, aby przez grzałkę płynął prąd wyprostowany dwupołówkowo*). Oznacz na schemacie za
pomocą strzałki kierunek przepływu prądu przez grzałkę.
*) wyprostowany dwupołówkowo - prąd płynie przez grzałkę w obu półokresach
2.7 (1 pkt)
Wyjaśnij, dlaczego transformatory działają jedynie przy dołączeniu ich do źródła napięcia
przemiennego.
Zadanie 3. Soczewka (12 pkt)
W pracowni szkolnej za pomocą cienkiej szklanej soczewki
dwuwypukłej o jednakowych promieniach krzywizny,
zamontowanej na ławie optycznej, uzyskiwano obrazy
świecącego przedmiotu. Tabela zawiera wyniki pomiarów
odległości od soczewki przedmiotu x i ekranu y, na którym
uzyskiwano
ostre
obrazy
przedmiotu.
Bezwzględne
współczynniki załamania powietrza oraz szkła wynoszą
odpowiednio 1 i 1,5.
3.1 (2 pkt)
Spośród podanych w tabelce wartości położenia przedmiotu i obrazu wybierz tę parę położeń,
dla której powiększenie jest największe. Odpowiedź uzasadnij.
x (m)
∆x = ± 0,02 m
y (m)
∆y = ± 0,02 m
0,11
0,80
0,12
0,60
0,15
0,30
0,20
0,20
0,30
0,15
0,60
0,12
0,80
0,11
grzałka
A
B
55
3.2 (3 pkt)
Oblicz promień krzywizny soczewki wiedząc, że jeśli przedmiot był w odległości 0,3 m od
soczewki to obraz rzeczywisty powstał w odległości 0,15 m od soczewki.
3.3 (4 pkt)
Naszkicuj wykres zależności y(x). Zaznacz niepewności pomiarowe. Wykorzystaj dane
zawarte w tabeli.
56
3.4 (3 pkt)
Gdy wartość x rośnie, y dąży do pewnej wartości, która jest wielkością charakterystyczną dla
soczewki. Podaj nazwę tej wielkości fizycznej oraz oblicz jej wartość.
Zadanie 4. Fotoefekt (11 pkt)
W pracowni fizycznej wykonano doświadczenie mające na celu badanie zjawiska
fotoelektrycznego i doświadczalne wyznaczenie wartości stałej Plancka. W oparciu o wyniki
pomiarów sporządzono poniższy wykres. Przedstawiono na nim zależność maksymalnej
energii kinetycznej uwalnianych elektronów od częstotliwości światła padającego na
fotokomórkę.
4.1 (1 pkt)
Zapisz nazwę własności światła, którą potwierdza zjawisko fotoelektryczne.
57
4.2 (1 pkt)
Odczytaj z wykresu i zapisz wartość częstotliwości granicznej promieniowania dla tej
fotokatody.
4.3 (2 pkt)
Oblicz, korzystając z wykresu, pracę wyjścia elektronów z fotokatody. Wynik podaj
w elektronowoltach.
4.4 (3 pkt)
Oblicz doświadczalną wartość stałej Plancka, wykorzystując tylko dane odczytane z wykresu
oraz zależność
k
E
W
h
⋅ν
58
4.5 (4 pkt)
Narysuj schemat układu elektrycznego pozwalającego wyznaczyć doświadczalnie wartość
napięcia hamowania fotoelektronów. Masz do dyspozycji elementy przedstawione poniżej
oraz przewody połączeniowe.
Zadanie 5. Laser (12 pkt)
Laser o mocy 0,1 W emituje w próżni monochromatyczną wiązkę światła o długości fali
633 nm i kołowym przekroju.
5.1 (1 pkt)
Zapisz, co oznacza użyte w treści zadania określenie „monochromatyczna”.
5.2 (5 pkt)
Oszacuj liczbę fotonów zawartych w elemencie wiązki światła o długości jednego metra.
V
μA
R
A
K
59
5.3 (3 pkt)
Oblicz wartość siły, jaką wywierałaby ta wiązka światła laserowego padająca w próżni
prostopadle na wypolerowaną metalową płytkę. Do obliczeń przyjmij, że w ciągu jednej
sekundy na powierzchnię płytki pada 1017 fotonów. Załóż, że płytka odbija w całości padające
na nią promieniowanie.
5.4 (2 pkt)
Oblicz najwyższy rząd widma, jaki można zaobserwować po skierowaniu tej wiązki
prostopadle na siatkę dyfrakcyjną posiadającą 400 rys/mm.
5.5 (1 pkt)
Zapisz nazwę właściwości światła, którą potwierdza doświadczenie opisane w zadaniu 5.4.
60
OCENIANIE ARKUSZA DLA POZIOMU ROZSZERZONEGO
Zad.
Wykonana czynność
Punktacja
Skorzystanie z definicji przyspieszenia i zamiana jednostek (z ms na s).
1
1.1
Obliczenie wartości przyspieszenia pocisku (a = 2,5·106 m/s2).
1
2
Np. zauważenie (odczytanie z wykresu), że energia kinetyczna pocisku
dla zerowej masy klocka wahadła jest równa 1 kJ.
1
Zastosowanie zależności
2
2
k
m
E
⋅
v
i wyznaczenie z niej masy pocisku
2
2
k
E
m = v
1
1.2
Obliczenie masy pocisku (m = 0,008 kg ).
1
3
Uwzględnienie w rozwiązaniu, że masa wahadła po zderzeniu jest równa
sumie mas klocka i pocisku.
1
Zapisanie zasady zachowania pędu dla układu pocisk - klocek
(
)
p
p
p
k
k
m
m
m
v
v
i
wyznaczenie
wartości
prędkości
klocka
p
k
m
m
p
k
p
v
v
m
1
1.3
Obliczenie wartości prędkości klocka (v = 1 m/s ).
1
3
Zastosowanie zasady zachowania energii dla ruchu klocka i wyznaczenie
wartości prędkości klocka w momencie zderzenia
2
2
2
m
mgh
gh
⇒
k
k
v
v
1
Zauważenie, że w opisanej sytuacji
1
2
h
l
lub h = l(1-cosα).
1
Zastosowanie zasady zachowania pędu dla zderzenia klocka z pociskiem
i wyznaczenie masy klocka
k
p
p
k
k
k
p
p
m
m
m
m
v
v
v
v
⇒
1
1.4
Obliczenie masy klocka (m = 1,27 kg ≈ 1,3 kg).
1
4
RAZEM za zadanie:
12
61
Zad.
Wykonana czynność
Punktacja
2.1
Zaznaczenie prawidłowej odpowiedzi - tylko elektrony.
1
1
Zastosowanie prawa Ohma dla obwodu do wyznaczenia np. natężenia
prądu
w
z
R
R
I
ε
1
Zastosowanie wzoru na moc np.
R
I
P
2
1
2.2
Obliczenie mocy elementu grzejnego (P = 240 W).
1
3
Zastosowanie formuły określającej opór właściwy
R S
l
ρ =
1
2.3
Wykazanie, że opór właściwy wynosi ρ≈3,8·10-7 Ω·m.
1
2
2.4
Zapisanie prawidłowej zależności - opór elektryczny metali rośnie
wraz ze wzrostem temperatury.
1
1
Uwzględnienie zależności pomiędzy napięciami w obu przypadkach
U2 = 0,8U1.
1
Zauważenie, że prace wykonane przez prąd elektryczny w obu
przypadkach są równe.
1
2.5
Oszacowanie wydłużenia czasu potrzebnego na doprowadzenie wody do
temperatury wrzenia
(
)
2
1
2
1
0,8
U
U
≈
2
1
Δt
1,56
1,6
Δt
1
3
Narysowanie
prawidłowo
połączonych
elementów półprzewodnikowych - diod.
1
2.6
Zaznaczenie prawidłowego kierunku przepływu
prądu płynącego przez grzałkę.
1
2
2.7
Prawidłowe uzasadnienie np. jedynie zmienny strumień pola
magnetycznego może spowodować zajście zjawiska indukcji
elektromagnetycznej w uzwojeniu wtórnym transformatora.
1
1
RAZEM za zadanie:
13
I
62
Zad.
Wykonana czynność
Punktacja
Prawidłowy wybór pary wartości x = 0,11 m i y = 0,8 m.
1
3.1
Prawidłowe uzasadnienie odpowiedzi np. powiększenie obrazu
obliczamy z zależności
y
p= x - zatem największą wartość p
uzyskamy dla wybranej pary wartości.
1
2
Zastosowanie zależności 1
1
1
x
y
f
1
Zastosowanie zależności
1
2
1
1
1
1
s
p
n
f
n
r
r
⎛
⎞⎛
⎞
⎛
⎞=
⋅
⎜
⎟⎜
⎟
⎜
⎟
⎜
⎟
⎝
⎠
⎝
⎠
⎝
⎠
1
3.2
Obliczenie promienia krzywizny soczewki
(r = 10 cm = 0,1 m).
1
3
Opisanie i wyskalowanie osi wykresu.
1
Naniesienie punktów pomiarowych.
1
Zaznaczenie niepewności pomiarowych.
1
3.3
Naszkicowanie wykresu na podstawie położenia punktów pomiarowych.
1
4
Zapisanie odpowiedzi - ogniskowa soczewki.
1
Zastosowanie równania soczewki 1
1
1
x
y
f
1
3.4
Obliczenie ogniskowej soczewki ( f = 0,1 m).
1
3
RAZEM za zadanie:
12
63
Zad.
Wykonana czynność
Punktacja
4.1
Zapisanie prawidłowej odpowiedzi - własności korpuskularne.
1
1
4.2
Odczytanie z wykresu i zapisanie wartości częstotliwości granicznej
(ν = 4,84·1014 Hz).
1
1
Zastosowanie zależności
k
h
W
E
ν⋅
i zauważenie, że w opisanej
sytuacji energia fotoelektronów jest równa 0.
1
4.3
Obliczenie pracy wyjścia elektronu (W ≈ 2 eV).
1
2
Zastosowanie zależności
k
h
W
E
ν⋅
1
Uwzględnienie danych z wykresu dla dwóch par punktów pomiarowych
⎩
⎨
⎧
2
2
1
1
k
k
E
W
h
E
W
h
ν
ν
1
4.4
Obliczenie doświadczalnej wartości stałej Plancka (h ≈6,6·10-34 J·s).
1
3
Narysowanie
amperomierza
włączonego
szeregowo,
mierzącego
natężenie prądu płynącego przez fotokomórkę.
1
Narysowanie woltomierza włączonego równoległe, mierzącego napięcie
na fotokomórce.
1
Narysowanie potencjometru (opornicy suwakowej) pozwalającego
regulować napięcie pomiędzy elektrodami fotokomórki.
1
4.5
Narysowanie fotokomórki w obwodzie o prawidłowo spolaryzowanych
elektrodach; anoda połączona z biegunem ujemnym.
1
4
RAZEM za zadanie:
11
64
Zad.
Wykonana czynność
Punktacja
5.1
Podanie prawidłowego wyjaśnienie pojęcia - o jednej długości fali.
1
1
Wyrażenie energii wyemitowanych fotonów poprzez moc lasera
t
P
W
Δ
1
Zastosowanie zależności opisującej energię fotonu
λ
c
h
E f =
1
Uwzględnienie, że
f
E
n
W
⋅
1
Zastosowanie zależności t = s/c.
1
5.2
Obliczenie liczby fotonów (n ≈ 1·109 fotonów).
1
5
Zastosowanie uogólnionej postaci II zasady dynamiki Newtona dla
zderzenia fotonu z płytką
p
F
t
Δ
= Δ .
1
Uwzględnienie dwukrotnej zmiany pędu fotonu przy odbiciu od płytki.
1
5.3
Obliczenie wartości siły wywieranej na płytkę (F = 2,1·10-10 N).
1
3
Zauważenie, że w równaniu
λ
α
⋅
⋅
n
sin
d
w opisanej sytuacji
sin
1
α →.
1
5.4
Obliczenie wartości n oraz określenie maksymalnego rzędu widma
(nmax = 3).
1
2
5.5
Udzielenie prawidłowej odpowiedzi - własności falowe.
1
1
RAZEM za zadanie:
12
Centralna Komisja Egzaminacyjna
ul Łucka 11, 00-842 Warszawa
tel. 022 656 38 00, fax 022 656 37 57
www.cke.edu.pl ckesekr@cke.edu.pl
OKE Gdańsk
ul. Na Stoku 49, 80-874 Gdańsk,
tel. (0-58) 320 55 90, fax.320 55 91
www.oke.gda.pl komisia@oke.gda.pl
OKE Łódź
ul. Praussa 4, 94-203 Łódź
tel. (0-42) 634 91 33 s: 664 80 50/51/52
fax. 634 91 54
www.komisia.pl komisja@komisja.pl
OKE Jaworzno
ul. Mickiewicza 4, 43-600 Jaworzno
tel.(0-32) 616 33 99 w.101
fax.616 33 99 w.108, www.oke.jaw.pl
oke@oke.jaw.pl
OKE Poznań
ul. Gronowa 22, 61-655 Poznań
tel.(0-61) 852 13 07, 852 13 12, fax. 852 14 41
www.oke.poznan.pl
sekretariat@oke.poznan.pl
OKE Kraków
al. F. Focha 39, 30-119 Kraków
tel.(0-12) 618 12 01/02/03, fax.427 28 45
www.oke.krakow.pl oke@oke.krakow.pl
OKE Warszawa
ul. Grzybowska 77, 00-844 Warszawa
tel. (0-22) 457 03 35, fax. 457 03 45
www.oke.waw.pl info@oke.waw.pl
OKE Łomża
ul. Nowa 2, 18-400 Łomża
Tel/fax. (0-86) 216 44 95
www.okelomza.com
sekretariat@oke.lomza.com
OKE Wrocław
ul. Zielińskiego 57, 53-533 Wrocław
tel. sek. (0-71) 785 18 52, fax. 785 18 73
www.oke.wroc.pl sekret@oke.wroc.pl
OKE
GDAŃSK
OKE
ŁOMŻA
OKE
WARSZAWA
OKE
KRAKÓW
OKE
JAWORZNO
OKE
ŁÓDŹ
OKE
WROCŁAW
OKE
POZNAŃ

","solutions":[]}