Fizyka · Matura · maj 2014 (rozszerzona)

Zadanie 1. Spadające ciała (7 pkt) Na ciała spadające w powietrzu działa siła oporu zależna od prędkości. Wartość tej siły najczęściej obliczamy ze wzoru Fop = ஼ ଶ ρv2S, gdzie  jest gęstością ośrodka (powietrza), v to p

Zadanie 1.1 (3 pkt) Piłeczka pingpongowa ma masę 2,5 g, a jej promień wynosi 1,7 cm. Gęstość powietrza jest równa 1,3 kg/m3. Oblicz prędkość, przy której taka piłeczka będzie spadać ruchem jednostajnym.

Zadanie 1.2 (4 pkt) Aby sprawdzić, jak siła oporu powietrza zależy od prędkości, użyto papierowych foremek do ciastek o masie 0,5 g każda. Doświadczenie polegało na wkładaniu jednej foremki w drugą i pomiarze prędkości v

Zadanie 2. Napęd MHD (9 pkt)

Zadanie 2.1 (1 pkt) Dwie płytki miedziane przyłączono do biegunów źródła prądu i zanurzono w słonej wodzie. Na rysunku obok dorysuj strzałki przedstawiające kierunek ruchu jonów Na+ i Cl- pod wpływem pola elektrycznego.

Zadanie 2.2 (2 pkt) Przyjmijmy, że na rysunku poniżej jon dodatni porusza się prostopadle do płaszczyzny rysunku ze zwrotem za tę płaszczyznę, a jon ujemny - wzdłuż tej samej osi, ze zwrotem przed tę płaszczyznę. Dorysuj

Zadanie 2.3 (1 pkt) Podkreśl poprawne uzupełnienia poniższego zdania. Siła napędowa działa wzdłuż osi (x / y / z), ze zwrotem (zgodnym z tą osią / przeciwnym do tej osi).

Zadanie 2.4 (2 pkt) Oprócz wymiarów a, b i c dane są: napięcie przyłożone do płytek miedzianych 9 V oraz opór właściwy roztworu soli 0,04 ·m. Oblicz natężenie prądu płynącego między miedzianymi płytkami. Pomiń wpływ pol

Zadanie 2.5 (2 pkt) Oprócz wymiarów a, b i c dane są: indukcja pola magnetycznego 0,4 T oraz natężenie prądu płynącego między miedzianymi płytkami 1 A. Oblicz wartość siły działającej na wodę wewnątrz silnika. Cu x y z a

Zadanie 2.6 (1 pkt) Wyjaśnij, dlaczego silnik ten będzie działał skutecznie tylko w słonej wodzie i dla niezbyt małych stężeń roztworu.

Zadanie 3. Zjawiska falowe (7 pkt)

Zadanie 3.1 (4 pkt) Uczniowie mają do dyspozycji: źródło światła białego (żarówkę), siatkę dyfrakcyjną o znanej odległości między szczelinami (rysami), ekran, linijkę oraz przesłonę z wąską szczeliną. Ich zadaniem jest w

Zadanie 3.2 (2 pkt) Na rysunku do zadania 3.1 zaznacz padający na ekran promień rzędu zerowego i oznacz ten promień „n = 0”. Napisz, dlaczego w rzędzie n = 0 obserwujemy na ekranie plamę białego światła, a nie - kolorowy

Zadanie 3.3 (1 pkt) Dla światła możemy obserwować zjawisko polaryzacji. Napisz, dlaczego nie obserwuje się polaryzacji fal dźwiękowych rozchodzących się w powietrzu.

Zadanie 4. Właściwości ogniwa (12 pkt) Uczniowie chcieli sprawdzić doświadczalnie, że przy ustalonym polu przekroju opór przewodnika jest proporcjonalny do jego długości. Przygotowali 4 kawałki cienkiego miedzianego drut

Zadanie 4.1 (1 pkt) W przeprowadzonym doświadczeniu uczniowie uzyskali następujące wyniki: długość drutu l, m 0,50 1,00 1,50 2,00 natężenie prądu I, A 3,67 3,60 3,53 3,46 Na podstawie obliczeń wykaż, że przy założeniu st

Zadanie 4.2 (1 pkt) Jeden z uczniów zaproponował, aby powtórzyć doświadczenie, ale zmienić obwód przez dodanie woltomierza mierzącego napięcie pomiędzy końcami kawałka drutu. Na umieszczonym obok schemacie dorysuj woltom

Zadanie 4.3 (2 pkt) Uzupełnij dolny wiersz tabeli i wykaż, że otrzymane wyniki potwierdzają proporcjonalność oporu przewodnika do jego długości.

Zadanie 4.4 (4 pkt) Zmiany napięcia między końcami drutu są związane z tym, że ogniwo ma opór wewnętrzny. Wyznacz opór wewnętrzny ogniwa użytego w doświadczeniu i siłę elektromotoryczną tego ogniwa. Wypełnia egzaminator

Zadanie 4.5 (1 pkt) Do dwóch ogniw o oporach wewnętrznych Rw1 = 0,3  i Rw2 = 0,4  dołączono oporniki regulowane. Zmieniano opór oporników, mierząc przy tym natężenie prądu i napięcie na nich, a ponadto obliczano moc uż

Zadanie 4.6 (3 pkt) Ogniwo z oporem wewnętrznym przekazuje obwodowi zewnętrznemu tylko część energii chemicznej przetwarzanej w elektryczną. Sprawność ogniwa jest definiowana jako stosunek mocy użytecznej (przekazywanej

Zadanie 5. Rozpad  (9 pkt) Jądro neodymu 144Nd ulega rozpadowi α i przechodzi w jądro ceru 140Ce według schematu: 144 140 4 60 58 2 Nd Ce + He +  energia Masy jąder biorących udział w tej reakcji wynoszą odpowiednio: m

Zadanie 5.1 (2 pkt) Wykaż, że podczas powyższej reakcji wyzwala się energia równa 2,988·10-13 J lub 1,867 MeV.

Zadanie 5.2 (3 pkt) Oblicz energię kinetyczną jądra helu, które powstało w wyniku rozpadu spoczywającego jądra neodymu. Dana jest energia wyzwolona w rozpadzie jądra neodymu, równa 1,867 MeV. Prędkości jąder ceru i helu

Zadanie 5.3 (1 pkt) W wyniku bombardowania jądra berylu 9 4Be cząstkami α można otrzymać jądro węgla 12 6C oraz jedną z cząstek elementarnych. Uzupełnij schemat opisanej reakcji. Be ସ ଽ ൅ α ՜ C ଺ ଵଶ ൅ …

Zadanie 5.4 (3 pkt) Przeprowadzenie reakcji opisanej w zadaniu 5.3 wymaga użycia cząstek α o dostatecznie dużej energii kinetycznej. Sprawdź, wykonując odpowiednie obliczenia, czy cząstka α o energii 4,8 MeV może pokonać

Zadanie 6. Planeta (8 pkt) Przypuśćmy, że w pewnej galaktyce astronauci odkryli kulistą planetę, której masa jest dokładnie 3 razy mniejsza od masy Ziemi. Zmierzono promień planety 4,59·106 m oraz okres drgań wahadła mat

Zadanie 6.1 (2 pkt) Wykaż, że podana wartość przyspieszenia swobodnego spadku na biegunie jest zgodna z zamieszczonymi wyżej informacjami o planecie. Poziom rozszerzony 11

Zadanie 6.2 (1 pkt) Wykaż, że podana wartość przyspieszenia swobodnego spadku na równiku jest zgodna z odpowiednim okresem wahadła.

Zadanie 6.3 (3 pkt) Przyczyną różnicy między wartościami przyspieszenia swobodnego spadku na równiku i na biegunie jest obrót planety wokół własnej osi. Korzystając z wyników zamieszczonych w tabeli, oblicz okres obrotu

Zadanie 6.4 (2 pkt) Krótko po starcie z powierzchni planety statek kosmiczny uzyskał prędkość o wartości 8 km/s. Wykonując niezbędne obliczenia, sprawdź, czy ta prędkość wystarczy, aby statek mógł oddalić się od planety

Zadanie 7. Dźwięki w powietrzu (8 pkt) W poniższych zadaniach przyjmujemy, że nie ma wiatru (powietrze jest nieruchome względem ziemi), a rozpatrywane ruchy zachodzą wzdłuż prostej, na której leżą zarówno źródło, jak i o

Zadanie 7.1 (3 pkt) Podkreśl poprawne uzupełnienia zdań 1 i 2. 1. Jeżeli źródło dźwięku o stałej częstotliwości oddala się ruchem jednostajnym od nieruchomego odbiornika, to częstotliwość odbierana przez odbiornik jest (

Zadanie 7.2 (2 pkt) Podczas mgły buczek (syrena) nieruchomego statku wysyła sygnały dźwiękowe o częstotliwości 3000 Hz. Rybak znajdujący się na kutrze płynącym w stronę statku odbiera sygnał o częstotliwości 3050 Hz. Obl

Zadanie 7.3 (3 pkt) Natężenie dźwięku to średnia moc fali przypadająca na jednostkę pola powierzchni. Syrena alarmowa emituje dźwięk o mocy 10 W. Oblicz natężenie dźwięku w odległości 5 km od syreny, zakładając, że dźwię