Fizyka · Matura · maj 2011 (rozszerzona)

Zadanie 1. Kopalnia (7 pkt) W zboczu góry rozpoczęto budowę kopalni - wykonano poziomy tunel i pionowy szyb wentylacyjny (rys.).

Zadanie 1.1 (2 pkt) Ustal i zaznacz strzałkami na rysunku, w którą stronę odbywa się ruch powietrza w tunelu i szybie w lecie, jeżeli na zewnątrz góry temperatura jest równa 25 °C, a wewnątrz tunelu i szybu 10 °C. Podaj

Zadanie 1.2 (2 pkt) Pod ciśnieniem p i w temperaturze 25 ºC gęstość powietrza jest równa 1,20 kg/m3. Traktując powietrze jako gaz doskonały, oblicz jego gęstość pod tym samym ciśnieniem p i w temperaturze 10 ºC.

Zadanie 1.3 (3 pkt) W tunelu zainstalowano szczelną zaporę przeciwpożarową i przepływ powietrza ustał. Wysokość szybu jest równa 200 m, a średnia gęstość powietrza w szybie wynosi 1,3 kg/m3. Oblicz ciśnienie słupa powiet

Zadanie 2. Mars (11 pkt) Statek kosmiczny o masie 50 t po wyłączeniu silników przeleciał w pobliżu Marsa. W pewnej chwili t0 statek przelatywał na wysokości 500 km nad powierzchnią planety. Masa Marsa wynosi 6,4·1023 kg,

Zadanie 2.1 (2 pkt) Oblicz wartość przyspieszenia swobodnego spadku na powierzchni Marsa.

Zadanie 2.2 (3 pkt) Oblicz prędkość ucieczki statku (minimalną prędkość początkową, jaką statek musiałby uzyskać na podanej wysokości 500 km, aby oddalić się z wyłączonymi silnikami na dowolnie dużą odległość od Marsa).

Zadanie 2.3 (3 pkt) Narysuj, oznacz i opisz wszystkie siły działające na astronautę w końcowej fazie lądowania. Długości wektorów powinny przedstawiać zależności między ich wartościami. Narysuj siłę wypadkową (oznacz ją

Zadanie 2.4 (1 pkt) Masa astronauty wynosi 80 kg, a natężenie pola grawitacyjnego Marsa ma wartość 3,7 N/kg. Oblicz wartość siły nacisku astronauty na fotel.

Zadanie 2.5 (2 pkt) Na Marsie natężenie pola grawitacyjnego jest mniejsze, niż na Ziemi. Astronauci dokonują tam pomiaru okresu drgań pionowych ciężarka na sprężynie (wahadła sprężynowego) i okresu drgań ciężarka zawiesz

Zadanie 3. Luneta Keplera (11 pkt) Uczniowie zbudowali lunetę Keplera z dwóch szklanych soczewek dwuwypukłych - obiektywu o ogniskowej 50 cm i okularu o ogniskowej 5 cm. Prawe ognisko obiektywu i lewe ognisko okularu się

Zadanie 3.1 (2 pkt) Uzupełnij poniższe zdania. W pierwszym z nich wpisz odpowiednio lewo lub prawo, pomijając ewentualne przesunięcie pionowe. Gdy przedmiot P oddala się od lunety, obraz O przesuwa się w , a obraz O' prz

Zadanie 3.2 (1 pkt) Opisz, czym różni się obraz nieba widziany przez lunetę od obrazu widzianego przez lunetę odwróconą (gdy patrzymy od strony obiektywu).

Zadanie 3.3 (2 pkt) Okular jest soczewką symetryczną i wykonaną ze szkła o współczynniku załamania 1,5 względem powietrza. Oblicz promień krzywizny powierzchni tej soczewki. Nr zadania 2.3 2.4 2.5 3.1 3.2 3.3 Maks. liczb

Zadanie 3.4 (2 pkt) Na opisaną lunetę o średnicy obiektywu 7 cm pada wiązka równoległa do osi. Wykonaj odpowiedni rysunek i wykaż, że minimalna średnica okularu niezbędna do tego, aby cała wiązka wpadająca do obiektywu t

Zadanie 3.5 (2 pkt) Średnica obiektywu lunety wynosi 7 cm, a średnica okularu wynosi 7 mm (patrz zadanie 3.4). Średnica okularu jest równa średnicy źrenicy oka przystosowanego do widzenia w ciemności. Jeśli gwiazda leżąc

Zadanie 3.6 (2 pkt) Oko ludzkie jest najbardziej wrażliwe na światło o długości fali 550 nm, a jego czułość (minimalna energia wywołująca wrażenie świetlne) wynosi 7·10-18 J. Oblicz minimalną liczbę fotonów o długości fa

Zadanie 4. Dioda (10 pkt) Diody są elementami półprzewodnikowymi przewodzącymi prąd elektryczny w zasadzie w jedną stronę. W celu wyznaczenia zależności natężenia prądu, płynącego przez diodę krzemową, od napięcia elektr

Zadanie 4.1 (1 pkt) Uzupełnij schemat, dorysowując symbole amperomierza i woltomierza oraz niezbędne połączenia.

Zadanie 4.2 (3 pkt) Przedstaw na jednym wykresie zależność I(U) dla obu temperatur. Oznacz obie krzywe. 0,5 0,5 0,6 0,6 Nr zadania 3.4 3.5 3.6 4.1 4.2 Maks. liczba pkt 2 2 2 1 3 Wypełnia egzaminator Uzyskana liczba pkt A

Zadanie 4.3 (1 pkt) Według prawa Ohma dwie wielkości fizyczne są do siebie proporcjonalne. Zapisz ich nazwy.

Zadanie 4.4 (1 pkt) Czy wyniki w tabeli są - dla ustalonej temperatury diody - zgodne z prawem Ohma? Podaj i uzasadnij odpowiedź.

Zadanie 4.5 (1 pkt) Oszacuj przybliżoną wartość natężenia prądu płynącego w kierunku przewodzenia przez diodę o temperaturze 100 ºC, gdy napięcie na niej wynosi 0,74 V.

Zadanie 4.6 (3 pkt) Czy ze wzrostem temperatury opór diody w kierunku przewodzenia rośnie, czy maleje? Podaj odpowiedź, uzasadnij ją na podstawie danych z tabeli (lub wykresów) i objaśnij mikroskopową przyczynę tej zależ

Zadanie 5. Sonda New Horizons (10 pkt) Sonda New Horizons została wystrzelona w 2006 roku w celu zbadania między innymi Jowisza i Plutona. Do zasilania sondy w energię elektryczną użyto generatora radioizotopowego z 11 k

Zadanie 5.1 (1 pkt) Uzupełnij schemat reakcji rozpadu plutonu. 238 94 Pu U →

Zadanie 5.2 (1 pkt) Uzupełnij schemat przemian energii zachodzących w generatorze radioizotopowym, wpisując w prostokątach, we właściwej kolejności, literę odpowiadającą danemu rodzajowi energii. A - energia elektryczna

Zadanie 5.3 (1 pkt) Wyjaśnij, odwołując się do praw fizyki jądrowej, dlaczego moc generatora maleje z upływem czasu.

Zadanie 5.4 (2 pkt) Energia oddawana w formie ciepła przez preparat tylko w części może być przekształcana w energię elektryczną. Podaj nazwę prawa fizycznego, z którego wynika to stwierdzenie. Zapisz, dokąd i w jakiej f

Zadanie 5.5 (3 pkt) Sprawnością generatora nazywamy stosunek wytwarzanej energii elektrycznej do ciepła oddawanego przez preparat. Czy dla generatora sondy New Horizons z upływem lat sprawność rośnie, maleje, czy pozosta

Zadanie 5.6 (2 pkt) Energia kinetyczna cząstki α emitowanej podczas rozpadu plutonu (238Pu) wynosi 5,5 MeV, a prędkość cząstki, obliczona na podstawie wzoru E = 1 2 mv2, wynosi około 16300 km/s. Wybierz i podkreśl w tabe

Zadanie 6. Prądnica (11 pkt) Uczniowie nawinęli izolowany drut miedziany na pudełko od zapałek P, które osadzili na obracającej się osi z dwoma przewodzącymi pierścieniami P1 i P2. Do tych pierścieni podłączyli końce naw

Zadanie 6.1 (2 pkt) Uzupełnij poniższe zdania, wpisując w wolne miejsca wyrażenia dotyczące zasady działania i przemian energetycznych zachodzących w opisanej wyżej prądnicy. Prądnica skonstruowana przez uczniów do wytwa

Zadanie 6.2 (1 pkt) Lewy magnes M1 ma na swojej lewej powierzchni biegun S, a na prawej (niewidocznej) biegun N. Który biegun powinien być na lewej powierzchni magnesu M2, aby prądnica działała najlepiej?

Zadanie 6.3 (1 pkt) a b c Na którym wykresie - a, b czy c - prawidłowo przedstawiono przebieg czasowy napięcia na wyjściu prądnicy (tzn. między blaszkami S1 i S2)? Zaznacz właściwy podpis.

Zadanie 6.4 (1 pkt) Czy w takim położeniu pudełka, jakie zostało przedstawione na rysunku w informacji do zadania, napięcie ma wartość maksymalną, czy równą zero, czy równą wartości skutecznej? Zapisz i uzasadnij odpowie

Zadanie 6.5 (3 pkt) Pudełko P ma długość 5 cm i szerokość 2,5 cm, a liczba nawiniętych zwojów jest równa 100. Pole magnetyczne w obszarze zajmowanym przez wirnik można uznać za jednorodne, a jego indukcja ma wartość 0,3

Zadanie 6.6 (2 pkt) Do działającej prądnicy uczniowie dołączyli opornik, a następnie zastąpili go zwojnicą, której opór (zmierzony w obwodzie prądu stałego) był równy oporowi opornika. W obu sytuacjach uczniowie zmierzyl

Zadanie 6.7 (1 pkt) Czy po wsunięciu żelaznego rdzenia do zwojnicy (zob. poprzedni punkt) wartość skuteczna natężenia prądu wzrosła, zmalała, czy pozostała bez zmiany? Zapisz i uzasadnij odpowiedź. Nr zadania 6.5 6.6 6.7