Fizyka · Matura · maj 2010 (rozszerzona)

Zadanie 1. Balon (10 pkt) Z powierzchni Ziemi wypuszczono balon stratosferyczny mający szczelną, nierozciągliwą powłokę wypełnioną wodorem. Związek ciśnienia atmosferycznego z odległością od powierzchni Ziemi można opisa

Zadanie 1.1 (2 pkt) Narysuj wektory sił działających na balon podczas wznoszenia ze stałą prędkością, oznacz i zapisz ich nazwy, uwzględniając siłę oporu. Zachowaj właściwe proporcje długości wektorów.

Zadanie 1.2 (1 pkt) Ustal i zapisz nazwę przemiany, jakiej ulega wodór podczas wznoszenia się balonu.

Zadanie 1.3 (2 pkt) Wykaż, wykonując odpowiednie przekształcenia, że dokładną wartość ciężaru balonu na wysokości h nad powierzchnią Ziemi można obliczyć ze wzoru ( )2 2 h R R g m F Z Z ⋅ ⋅ gdzie: RZ - promień Ziemi, g -

Zadanie 1.4 (1 pkt) Wyjaśnij, dlaczego wartość siły wyporu maleje podczas wznoszenia balonu. Przyjmij, że wartość przyspieszenia ziemskiego podczas wznoszenia balonu praktycznie nie ulega zmianie.

Zadanie 1.5 (2 pkt) Na maksymalnej wysokości osiągniętej przez balon gęstość powietrza wynosi około 0,1 kg/m3, a jego temperatura -55 ºC. Oblicz ciśnienie powietrza na tej wysokości. W obliczeniach powietrze potraktuj ja

Zadanie 1.6 (2 pkt) 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. Nr zadania 1.1 1.2 1.3 1.4 1

Zadanie 2. Czajnik elektryczny (10 pkt) Do czajnika elektrycznego, w którym grzałka ma moc 2000 W, wlano 0,6 kg wody o temperaturze 13 °C. Czajnik włączono do prądu elektrycznego i woda ogrzewała się aż do zagotowania pr

Zadanie 2.1 (2 pkt) Oblicz pracę prądu elektrycznego podczas ogrzewania wody w czajniku do momentu jej zagotowania.

Zadanie 2.2 (2 pkt) Oblicz sprawność ogrzewania wody w czajniku. W obliczeniach przyjmij, że ciepło właściwe wody jest równe K kg J ⋅ 4200 i nie zmienia się podczas ogrzewania wody. Informacja do zadań 2.3, 2.4 i 2.5 W p

Zadanie 2.3 (1 pkt) Przeanalizuj dane w tabeli i zapisz wniosek dotyczący związku względnej straty energii z masą zagotowywanej wody. poziom rozszerzony 5

Zadanie 2.4 (3 pkt) Narysuj wykres zależności sprawności ogrzewania wody w czajniku od jej masy.

Zadanie 2.5 (2 pkt) Wykaż, korzystając z danych w tabeli (lub zawartych na wykresie), że bezwzględne straty dostarczonej do czajnika energii rosną wraz z masą ogrzewanej wody. Nr zadania 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Maks. liczba

Zadanie 3. Transformator (10 pkt) Transformator zasilono prądem przemiennym o napięciu skutecznym U1 = 230 V, otrzymując na uzwojeniu wtórnym napięcie skuteczne U2 = 115 V. Do uzwojenia wtórnego dołączono układ składając

Zadanie 3.1 (1 pkt) Oblicz maksymalne napięcie na uzwojeniu pierwotnym.

Zadanie 3.2 (1 pkt) Zapisz nazwę zjawiska, dzięki któremu energia elektryczna jest przekazywana z uzwojenia pierwotnego do wtórnego.

Zadanie 3.3 (1 pkt) Uzupełnij poniższe zdanie, wybierając i wpisując właściwą nazwę materiału. (ferromagnetyk, paramagnetyk, diamagnetyk). Materiał z którego wykonano rdzeń transformatora to

Zadanie 3.4 (2 pkt) Zapisz, na którym uzwojeniu transformatora (pierwotnym czy wtórnym) nawinięto więcej zwojów i oblicz, ile razy więcej. ~ U1 U2 D1 D2 R3 R2 R1 poziom rozszerzony 7

Zadanie 3.5 (2 pkt) Przeanalizuj schemat elektryczny zamieszczony na poprzedniej stronie i uzupełnij zdania, wybierając i wpisując właściwe dokończenia. (szeregowo, równolegle) Jeżeli diody w danej chwili spolaryzowane s

Zadanie 3.6 (1 pkt) Oblicz ładunek elektryczny zgromadzony na kondensatorze w chwili, gdy napięcie na jego okładkach wynosi 163 V.

Zadanie 3.7 (2 pkt) 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. Nr zadania 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3

Zadanie 4. Soczewka (10 pkt) W słoneczny dzień zapalono kawałek suchego drewna, używając szklanej soczewki skupiającej o średnicy 3 cm i ogniskowej 10 cm. Użycie takiej soczewki spowodowało 900-krotny wzrost natężenia oś

Zadanie 4.1 (1 pkt) Oblicz zdolność skupiającą tej soczewki.

Zadanie 4.2 (1 pkt) Oblicz średnicę obrazu Słońca otrzymanego przy użyciu powyższej soczewki, wiedząc, że tarczę Słońca widać pod kątem 0,01 radiana.

Zadanie 4.3 (3 pkt) 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. poziom rozszerzony 9

Zadanie 4.4 (3 pkt) Średnica obrazu Słońca uzyskanego przy pomocy soczewki opisanej w zadaniu jest 30 razy mniejsza od średnicy soczewki. Wykaż, że użycie takiej soczewki do zapalenia drewna powoduje 900-krotny wzrost na

Zadanie 4.5 (2 pkt) Według legendy wojska greckie, zgodnie z radą Archimedesa, podpaliły drewniany okręt rzymski, kierując na niego promienie Słońca odbite od płaskich, wypolerowanych, idealnie odbijających światło tarcz

Zadanie 5. Satelita GLAST (10 pkt) GLAST (Gamma-ray Large Area Space Telescope) jest kosmicznym obserwatorium promieniowania gamma. Krąży po kołowej orbicie okołoziemskiej o promieniu 6920 km z prędkością około 7,6 km/s.

Zadanie 5.1 (2 pkt) Zapisz nazwy dwóch zasad zachowania, jakie są spełnione podczas rejestrowania fotonów. 1 2

Zadanie 5.2 (2 pkt) Określ prawdziwość zdań, wpisując w odpowiednich miejscach wyraz: prawda lub fałsz. Pomiar energii wydzielonej w kalorymetrze umożliwia wyznaczenie długości fali fotonu γ rejestrowanego w teleskopie L

Zadanie 5.3 (1 pkt) Oblicz maksymalną liczbę fotonów, jaka może być zarejestrowana w ciągu jednej sekundy przez teleskop LAT. poziom rozszerzony 11

Zadanie 5.4 (2 pkt) Oblicz największą długość fali odpowiadającą fotonom rejestrowanych w teleskopie. W obliczeniach przyjmij, że 1 eV = 1,6·10-19 J.

Zadanie 5.5 (1 pkt) Oblicz okres obiegu satelity GLAST wokół Ziemi.

Zadanie 5.6 (1 pkt) Zapisz nazwę urządzenia, które dostarcza energii elektrycznej do urządzeń satelity podczas przebywania satelity w cieniu Ziemi.

Zadanie 5.7 (1 pkt) Wyjaśnij pojęcie czarna dziura. Nr zadania 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 Maks. liczba pkt 2 2 1 2 1 1 1 Wypełnia egzaminator Uzyskana liczba pkt poziom rozszerzony 12

Zadanie 6. Siła wyporu (10 pkt) Drewniany sześcian o gęstości 3 900 m kg i boku a = 5 cm umieszczono w naczyniu z wodą o gęstości 3 1000 m kg .

Zadanie 6.1 (3 pkt) Oblicz stosunek objętości części wynurzonej (Vwyn) do objętości części zanurzonej (Vzan) sześcianu pływającego w wodzie.

Zadanie 6.2 (3 pkt) Oblicz najmniejszą wartość siły, której należałoby użyć, aby cały sześcian znalazł się pod powierzchnią wody. Vwyn Vzan poziom rozszerzony 13

Zadanie 6.3 (1 pkt) Sześcian, opisany w treści zadania, włożono do naczynia zawierającego wodę słoną. Napisz, czy zanurzenie sześcianu w słonej wodzie zmieni się w porównaniu z jego zanurzeniem w wodzie słodkiej. Odpowie

Zadanie 6.4 (3 pkt) Do naczynia z wodą i pływającym w niej klockiem dolano oleju o gęstości 3 850 m kg , w taki sposób, że górna krawędź klocka zrównała się z powierzchnią oleju. Stwierdzono wtedy, że w wodzie znalazła s