Fizyka · Matura · maj 2012 (rozszerzona)

Zadanie 1. Krążek i ciężarek (12 pkt) Krążek o momencie bezwładności 0,01 kg·m2 obracał się bez tarcia wokół swojej osi z prędkością kątową 32 rad/s. Na ten krążek spadł ciężarek o masie 0,6 kg, upuszczony bez prędkości

Zadanie 1.1 (3 pkt) Napisz nazwę zasady zachowania, która pozwala wyznaczyć wspólną prędkość kątową krążka i ciężarka. Oblicz wartość tej prędkości kątowej.

Zadanie 1.2 (3 pkt) Współczynnik tarcia ciężarka o krążek wynosi 0,3. Ponadto zakładamy, że można pominąć efekty uderzenia przy upadku (tzn. przyjąć, że wysokość spadku była bardzo mała). Korzystając z powyższych informa

Zadanie 1.3 (4 pkt) Początkowo ciężarek znajdował się na wysokości 40 cm nad krążkiem. Oblicz całkowitą energię mechaniczną układu: a) w sytuacji początkowej b) po upadku ciężarka oraz zmniejszeniu prędkości kątowej krąż

Zadanie 1.4 (2 pkt) Doświadczenie opisane w informacji wstępnej wykonano kilkakrotnie, zmieniając wysokość spadku ciężarka. Naszkicuj wykres zależności wydzielonego ciepła Q od wysokości spadku h. Na wykresie nie nanoś w

Zadanie 2. Jednostki (9 pkt) Międzynarodowy Układ Jednostek Miar SI składa się z jednostek podstawowych i jednostek pochodnych. Do jednostek podstawowych należą m.in. metr, sekunda, amper, kelwin, kandela, mol.

Zadanie 2.1 (1 pkt) Napisz nazwę jednostki podstawowej niewymienionej powyżej. Napisz nazwę wielkości fizycznej wyrażającej się w tych jednostkach.

Zadanie 2.2 (1 pkt) Wyraź jednostkę mocy w jednostkach podstawowych układu SI. Nr zadania 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 2.2 Maks. liczba pkt 3 3 4 2 1 1 Wypełnia egzaminator Uzyskana liczba pkt h Q 0 Poziom rozszerzony 4

Zadanie 2.3 (3 pkt) Jednostki naturalne to układ jednostek zaproponowanych przez Maxa Plancka i będących kombinacjami uniwersalnych stałych fizycznych: stałej Plancka  (tzw. kreślonej - zdefiniowanej jako  = 2 h , h -

Zadanie 2.4 (2 pkt) Przepływ cieczy przez cienkie rurki zależy między innymi od współczynnika lepkości, oznaczanego symbolem η. Wzór wyrażający masę cieczy m przepływającej w czasie t przez rurkę o długości l i promieniu

Zadanie 2.5 (2 pkt) Każda jednostka układu SI ma swój wzorzec. Definicja ampera jest następująca: Jeden amper jest to natężenie prądu, który płynąc w dwóch równoległych, prostoliniowych, nieskończenie długich przewodach

Zadanie 3. Prąd przemienny (10 pkt) Do źródła napięcia przemiennego o regulowanej częstotliwości dołączono kondensator. W obwód włączono amperomierz i mierzono wartość skuteczną natężenia prądu.

Zadanie 3.1 (2 pkt) Zwiększono częstotliwość zmian napięcia, nie zmieniając jego amplitudy. Czy wartość skuteczna natężenia prądu wzrosła, zmalała, czy nie zmieniła się? Napisz odpowiedź i ją uzasadnij. Nr zadania 2.3 2.

Zadanie 3.2 (3 pkt) Wykonując konieczne obliczenia, wykaż, że powyższa wartość natężenia prądu (36 mA) jest zgodna z pozostałymi danymi.

Zadanie 3.3 (2 pkt) Kondensator miał pojemność nominalną 45 nF z tolerancją 5% (tzn. rzeczywista wartość pojemności mogła się różnić od nominalnej o nie więcej niż 5%), a pozostałe wielkości można uznać za bezbłędne. Wyn

Zadanie 3.4 (1 pkt) W opisanym wyżej obwodzie zamiast kondensatora włączono długi, prostoliniowy miedziany drut i zmierzono wartość skuteczną natężenia prądu. Następnie ten drut nawinięto na tekturową rurkę i ponownie zm

Zadanie 3.5 (2 pkt) W układach rezonansowych odbiorników radiowych zwojnice nawijane są na rdzeniu ferrytowym (jest to materiał ferromagnetyczny). Wyjaśnij, jak i dlaczego wsunięcie takiego rdzenia wpływa na częstotliwoś

Zadanie 4. Dźwięki w powietrzu (9 pkt) Dwa głośniki G1 i G2 są podłączone do tego samego generatora sygnału harmonicznego (sinusoidalnego) o częstotliwości 2200 Hz. Głośniki ustawiono w odległości 1,7 m od siebie, a mikr

Zadanie 4.1 (3 pkt) Wykaż, wykonując obliczenia, że efektem nałożenia na siebie fal dźwiękowych w B jest ich wzmocnienie.

Zadanie 4.2 (1 pkt) W punkcie B natężenie dźwięku jest duże. W którym kierunku należy przesunąć mikrofon, aby na jak najkrótszej drodze przejść do punktu, gdzie natężenie dźwięku jest małe? Narysuj strzałkę od B we właśc

Zadanie 4.3 (2 pkt) Zmieniono biegunowość przyłączenia głośnika G2 do generatora. Po tej zmianie, gdy membrana G1 porusza się w przód, membrana G2 cofa się i odwrotnie. Opisz zmianę natężenia dźwięku w punktach B i C i p

Zadanie 4.4 (2 pkt) Wybierz poprawne zakończenie poniższego zdania, podkreślając właściwe wyrażenie. Gdy zwiększono częstotliwość sygnału generatora, odległość od punktu, w którym dźwięk jest wzmocniony, do najbliższego

Zadanie 4.5 (1 pkt) Wybierz poprawne zakończenie poniższego zdania, podkreślając właściwe wyrażenie. Gdy zwiększono odległość między głośnikami G1 i G2, odległość od punktu, w którym dźwięk jest wzmocniony, do najbliższe

Zadanie 5. Silnik cieplny (12 pkt) Istnieje wiele typów silników cieplnych. Silnik Stirlinga wyróżnia się tym, że wewnątrz silnika nie występuje spalanie paliwa, a czynnikiem roboczym (gazem podlegającym przemianom) jest

Zadanie 5.1 (2 pkt) Oblicz temperaturę powietrza w punkcie D cyklu.

Zadanie 5.2 (2 pkt) Oblicz ciśnienie powietrza w punkcie B cyklu.

Zadanie 5.3 (2 pkt) W palniku spalany jest spirytus. Oblicz moc cieplną palnika, który w ciągu godziny spala 30 cm3 paliwa o gęstości 0,83 g/cm3 i cieple spalania 25 kJ/g. Wynik podaj w watach.

Zadanie 5.4 (2 pkt) Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując nazwy przemian B→C i D→A oraz rodzaj zmiany energii wewnętrznej gazu dla wszystkich przemian (rośnie lub maleje lub nie zmienia się). Przemiana Nazwa przemiany Ener

Zadanie 5.5 (2 pkt) Naszkicuj cykl pracy silnika w układzie zmiennych p-T. Oznacz poszczególne etapy cyklu. Na wykresie nie nanoś wartości liczbowych.

Zadanie 5.6 (2 pkt) a) Oblicz liczbę moli gazu, który podlegał opisanym przemianom. b) Przyjmując temperaturę w punkcie D równą 340 K oraz ciepło molowe powietrza przy stałej objętości CV = 21 J mol K  , oblicz ciepło d

Zadanie 6. Licznik Geigera-Müllera (8 pkt) Detekcja promieniowania jądrowego jest możliwa dzięki zdolności cząstek promieniowania do jonizacji materii. Na tej zasadzie działa licznik Geigera-Müllera, który jest zbudowany

Zadanie 6.1 (1 pkt) Wyjaśnij krótko, na czym polega zjawisko jonizacji materii. Poziom rozszerzony 11 Informacja do zadań 6.2-6.3 Rysunek przedstawia schemat budowy licznika. Wewnątrz licznika znajduje się elektron A ora

Zadanie 6.2 (1 pkt) Na powyższym rysunku narysuj wektory sił elektrostatycznych działających na elektron A i jon B.

Zadanie 6.3 (1 pkt) Elektron A i jon B znajdują się w tej samej odległości od anody. Która z tych cząstek zacznie się poruszać z większym przyspieszeniem, czy też przyspieszenia będą jednakowe? Napisz odpowiedź i ją uzas

Zadanie 6.4 (2 pkt) Oblicz prędkość, jaką osiągnie początkowo spoczywający elektron przyspieszony w próżni napięciem 500 V. Pomiń efekty relatywistyczne. Nr zadania 5.5 5.6 6.1 6.2 6.3 6.4 Maks. liczba pkt 2 2 1 1 1 2 Wy

Zadanie 6.5 (1 pkt) Wykonując odpowiednie obliczenia, ustal i napisz, czy poniższe stwierdzenie jest prawdziwe. Liczba cząstek przechodzących przez materiał pochłaniający jest odwrotnie proporcjonalna do grubości x warst

Zadanie 6.6 (2 pkt) Oblicz stosunek liczby cząstek pochłoniętych do liczby cząstek przechodzących dla każdej kolejnej warstwy o ustalonej grubości 1 cm. Wyniki wpisz do poniższej tabeli. Obliczenia od x = 0 do x = 1 cm o