Fizyka · Matura próbna · styczeń 2009 (rozszerzona)

Zadanie 1. Wahadło Foucaulta (12 pkt) Wahadło Foucaulta to wahadło, które ma możliwość drgań w dowolnej płaszczyźnie pionowej. Nazwa wahadła upamiętnia jego wynalazcę, Jeana Bernarda Léona Foucaulta, który 8 stycznia 185

Zadanie 1.1 (2 pkt) Oblicz okres drgań wahadła zbudowanego przez Foucaulta, stosując przybliżenie wahadła matematycznego. Przyjmij wartość przyspieszenia ziemskiego równą 10 m/s2.

Zadanie 1.2 (3 pkt) Oszacuj względną różnicę (Δω/ω), jaką uzyskamy, obliczając wartość prędkości kątowej dla wahadła zbudowanego przez Foucaulta z uproszczonej zależności (2) zamiast z zależności (1). Przyjmij, że amplit

Zadanie 1.3 (5 pkt) Naszkicuj wykres ilustrujący zależność okresu obrotu płaszczyzny drgań wahadła Foucaulta ( obr T , w godzinach) od szerokości geograficznej (ϕ ). W tym celu dokonaj odpowiednich obliczeń. Wyniki wpisz

Zadanie 1.4 (2 pkt) Wyjaśnij, dlaczego dla długotrwałego działania wahadła konieczna jest duża długość wahadła i duża masa ciężarka. Próbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii Poziom rozszerzony 4

Zadanie 2. Lampa oscyloskopowa (12 pkt) Lampa oscyloskopowa to urządzenie, w którym strumień elektronów, emitowany w próżni przez katodę, uformowany w wąską wiązkę i przyspieszony, trafia w ekran pokryty substancją świec

Zadanie 2.1 (2 pkt) Oblicz wartość prędkości końcowej elektronu przyspieszonego napięciem 15 kV. Efekty relatywistyczne pomiń.

Zadanie 2.2 (3 pkt) Oceny dopuszczalności nierelatywistycznego traktowania elektronu w lampie oscyloskopowej można dokonać, obliczając stosunek p/po, gdzie po i p to wartości pędu uzyskane za pomocą odpowiednio wzoru kla

Zadanie 2.3 (1 pkt) Wyjaśnij, dlaczego emisja elektronów w lampie oscyloskopowej jest możliwa dopiero po rozgrzaniu katody. Próbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii Poziom rozszerzony 5

Zadanie 2.4 (3 pkt) Oblicz liczbę fotonów wysyłanych przez świecący ekran w ciągu 1 sekundy. Przyjmij, że każdy z padających elektronów wyzwala jeden foton, oraz, że natężenie prądu w wiązce wynosi 25 μA.

Zadanie 2.5 (3 pkt) W niektórych lampach wiązka elektronów odchylana jest odpowiednio zmieniającym się polem magnetycznym. Zapisz, wzdłuż której z osi (X, Y, Z) i w którą stronę powinien być skierowany wektor indukcji ma

Zadanie 3. Gejzer (12 pkt) Gejzer to podziemny zbiornik połączony z powierzchnią gruntu wąskim kanałem. Zbiornik wraz z kanałem wypełniony jest wodą podgrzewaną energią z wnętrza Ziemi. Duże ciśnienie wody w zbiorniku ge

Zadanie 3.1 (2 pkt) Odczytaj z wykresu i zapisz temperaturę wrzenia wody dla ciśnienia 1000 kPa. Odczytaj i zapisz temperaturę wrzenia wody dla ciśnienia 800 kPa.

Zadanie 3.2 (3 pkt) Oblicz ciśnienie w gejzerze na głębokości 90 m pod poziomem gruntu tuż przed wybuchem. Przyjmij, że kanał jest całkowicie wypełniony wodą. dopływ wód gruntowych kanał gorące skały Próbny egzamin matur

Zadanie 3.3 (2 pkt) Oblicz średnią moc, z jaką energia z wnętrza Ziemi przekazywana jest wodzie znajdującej się w gejzerze. Przyjmij, że masa wody w zbiorniku gejzera wynosi 350 ton, a temperatura wody w zbiorniku wzrast

Zadanie 3.4 (2 pkt) Oszacuj wartość prędkości, z jaką woda wypływa z otworu tego gejzera. Opory ruchu pomiń.

Zadanie 3.5 (3 pkt) Wykaż, że podczas jednej erupcji gejzer Old Faithful wyrzuca około 40 000 litrów gorącej wody. Otwór wylotowy ma pole powierzchni przekroju poprzecznego równe około 0,0055 m2. Dla uproszczenia przyjmi

Zadanie 4. Mars (12 pkt) W tabeli zamieszczono podstawowe dane dotyczące czwartej planety Układu Słonecznego. Mars Promień planety ~ 0,5 RZ (RZ - promień Ziemi) Odległość od Słońca w peryhelium 206 500 000 km Masa planet

Zadanie 4.1 (1 pkt) Oblicz, jak długo trwa marsjański rok wyrażony w latach ziemskich.

Zadanie 4.2 (3 pkt) Podaj, w którym punkcie eliptycznej orbity prędkość planety osiąga wartość największą. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do odpowiedniego prawa i podając jego treść. Próbny egzamin maturalny z fizyki

Zadanie 4.3 (2 pkt) Oblicz wartość przyspieszenia grawitacyjnego będącego skutkiem pola grawitacyjnego Marsa na powierzchni tej planety.

Zadanie 4.4 (4 pkt) Wykaż, że promień orbity satelity stacjonarnego krążącego wokół Marsa wynosi około 20 tys. km.

Zadanie 4.5 (2 pkt) Wykaż, że wartość natężenia pola grawitacyjnego wewnątrz jednorodnej planety można obliczać z zależności 4 ( ) 3 r G r γ π ρ ⋅ ⋅ ⋅, gdzie: ρ - gęstość planety, r - odległość od środka planety. Przyjmi

Zadanie 5. Dwa zwierciadła (12 pkt) Lusterko dentystyczne jest małym zwierciadłem sferycznym o promieniu krzywizny równym 12 cm. Umożliwia ono obserwację powiększonego i pozornego obrazu zęba.

Zadanie 5.1 (1 pkt) Ustal i zapisz, czy lusterko dentystyczne jest zwierciadłem wklęsłym czy wypukłym, oraz, czy obraz, który w nim powstaje jest odwrócony.

Zadanie 5.2 (2 pkt) Oblicz zdolność skupiającą tego lusterka.

Zadanie 5.3 (4 pkt) Przy pewnym ustawieniu lusterka obserwowano pozorny, dwukrotnie powiększony obraz zęba. a) Oblicz odległość zęba i jego obrazu od zwierciadła. (2 pkt) Próbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii Po

Zadanie 5.4 (2 pkt) Ustal i zapisz, która krzywa (A, B czy C) dotyczy sytuacji obrazu powstającego w lustrze na skrzyżowaniu. Odpowiedź uzasadnij. Zmienna x to odległość przedmiotu, a zmienna y to odległość obrazu od zwi

Zadanie 5.5 (3 pkt) Metalowe zwierciadło rozgrzewa się w słońcu latem do wysokich temperatur. Względna zmiana wymiarów liniowych zwierciadła (Δl/l0) pomiędzy temperaturą 0 oC i 50 oC jest równa 0,1%. Oblicz współczynnik