background image

 MODEL ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA ARKUSZA 

EGZAMINACYJNEGO I 

Odpowiedzi do zadań zamkniętych 

 

Nr 

zadania 

 

Propozycje rozwiązań 

 

Punkty 

 
 

Ruch samochodu jest ruchem jednostajnie przyspieszonym. Droga przebyta 
przez samochód jest iloczynem średniej prędkości i czasu. Ponieważ 
początkowa prędkość jest równa zeru, to średnia prędkość jest równa 
połowie końcowej prędkości. Przebyta droga wynosi więc: 

m

140

s

10

2

s

/

m

28

t

2

v

s

=

=

=

.  

Odpowiedź C. 
 

 
 

 
 

Piłka porusza się ruchem jednostajnie zmiennym pod wpływem siły 
ciężkości. Na wysokości 3,2 m jej prędkość wynosiła zero. Z zasady 
zachowania energii dostajemy końcową prędkość v = [2gh]

 1/2

 = 

 

[2·10m/s·3,2m]

 1/2

 = 8 m/s. 

Odpowiedź B. 
Możliwe jest też inne rozwiązanie prowadzące do tego samego wyniku. 
 

 
 

 
 
 

Z wykresu odczytujemy, że podniesienie nieznanej masy m o każde 10 
metrów wymaga pracy W = 30 000 J. Wiemy, że podniesienie ruchem 
jednostajnym masy m na wysokość h w jednorodnym polu grawitacyjnym 
ziemskim wymaga pracy: W = mgh, a więc m = W/gh = 300 kg.  
Odpowiedź C.  
 

 
 
 

 
 
 
 

Z trzeciego prawa Keplera wiemy, że stosunek trzeciej potęgi promienia 
orbity do kwadratu okresu obiegu planety wokół Słońca jest stały, taki sam 
dla każdej planety.  
A więc (R

Jowisz

/R

Ziemia 

)

= (T

 Jowisz

 /T

 Ziemia 

)

2

. Stosunek kwadratów okresów 

wynosi (12/1)

  2

 = 144. Stosunek promieni orbit Jowisza i Ziemi jest więc 

równy pierwiastkowi trzeciego stopnia z 144, a zatem 5,2.  
Odpowiedź A. 
Ten sam wynik otrzymamy z równania dynamicznego mówiącego, że rolę 
siły dośrodkowej spełnia siła grawitacji.  
  

 
 
 
 

 
 

Dwa połączone szeregowo kondensatory mają pojemność 5 pF. Dołączenie 
do nich równolegle pojemności  10 pF  daje całkowitą pojemność 15 pF. 
Odpowiedź C. 
 

 
 

 
 

Przy emisji elektronu w rozpadzie

 β liczba masowa jądra nie ulega zmianie, 

natomiast liczba porządkowa, zgodnie z prawem zachowania ładunku, 
rośnie o jeden. Warunki te spełnia jądro niklu  

, z punktu a. 

Ni

60

28

Odpowiedź A. 
 

 
 

 

background image

 
 

Przez kondensator nie płynie prąd stały z ogniwa. A więc pierwsza żarówka 
nie może świecić po naładowaniu się kondensatora, bo nie płynie przez nią 
prąd. 
Odpowiedź D. 
 

 
 

 
 

W danym procesie nie zmieniło się ciśnienie gazu (przemiana izobaryczna), 
a więc temperatura bezwzględna musiała  wzrosnąć proporcjonalnie do 
wzrostu objętości. Objętość wzrosła dwukrotnie, temperatura  wzrosła 
dwukrotnie. 
Odpowiedź B. 
 

 
 

 
 

Siła działająca pomiędzy równoległymi przewodami z prądem zależy od 
wartości obu prądów oraz wzajemnego zwrotu przepływu prądu. Zmiana 
zwrotów obu prądów bez zmiany ich wartości nie wpływa na kierunek ani 
wartość siły. 
Odpowiedź D. 
 

 
 

 
 
 

10 

Energia całkowita drgań   E

całk 

= 1/2

kA

=

2

2

2

A

T

4

m

2

1

π

.Dwukrotne 

zmniejszenie okresu drgań przy stałej amplitudzie oznacza  , że energia 
całkowita drgań zwiększa się 4 razy. 
 Odpowiedź B. 
 

 
 
 

 
 

11 

Soczewka skupiająca ogniskuje równoległą wiązkę  światła słonecznego w 
ognisku, a więc w odległości ogniskowej od soczewki. 
Odpowiedź C. 
 

 
 

 

Razem punktów 

 

 

11 

 

Odpowiedzi do zadań otwartych 

 

Numer 
zadania
 

 Propozycje rozwiązań Liczba 

 

punktów

 

Czas na pokonanie pierwszych 4 km wynosi 4/60 godz = 4 min. Czas na 
pokonanie pozostałych 6 km wynosi 6/10 godz = 36/60 godz = 36 min. 
Całkowity czas jazdy wynosi 36+4 = 40 min. 

 

 
 

12 

 
 

Średnia prędkość, to całkowita droga podzielona przez całkowity czas, a 
więc 10km/40 min = (10·60/40) km/h = 15 km/h 4,17m/s 

 

 

 
 
 

Wykres pokazuje jednostajny przyrost prędkości w czasie. Przyczepa 
porusza się więc ruchem jednostajnie przyspieszonym. Z wykresu 
odczytujemy,  że przyrost prędkości w czasie 40 sekund wyniósł 10m/s. 
Przyspieszenie wynosi więc 10/40 = 0,25 m/s

2

 
 

 
 

 
 

13 

 
 
 

Skoro masa przyczepy wynosi 300 kg, to siła konieczna do nadania jej 
przyspieszenia 0,25 m/s

2

 wynosi F=0,25·300 = 75 N.  

 

 

 
 
 
 

 

background image

W zderzeniu niesprężystym zachowany zostaje pęd. Pęd lżejszego 
samochodu wynosi 8 000 kg m/s, pęd drugiego samochodu wynosi - 18 000 
kg m/s. Znak minus oznacza, że zwrot prędkości drugiego samochodu 
będzie przeciwny niż pierwszego. Całkowity pęd wynosił - 10 000 kg m/s. 

 
 

Po zderzeniu oba samochody poruszały się razem. Całkowita masa obu 
pojazdów wynosiła 2 000 kg, a ich prędkość musiała być taka, żeby pęd 
wynosił - 10 000 kg m/s. Prędkość wynosiła więc -10 000/2000 = -5 m/s. 

 

 
 

 
 
 
 

14 

 Oba pojazdy tuż po zderzeniu poruszały się z prędkością 5 m/s o takim 
zwrocie, jak zwrot prędkości cięższego samochodu  przed zderzeniem. 
 

 

 
 
 
 
 

Prędkość kątowa koła wynosi 

ω = v/r 

Czas pełnego obrotu koła wynosi T = 2

 π/ω = 2 π r/v , 

T=

s

s

m

m

45

,

0

/

5

36

,

0

14

,

3

2

=

  

 

 
 
 

 
 

15 

 

Ilość obrotów n = s/2πr = 

20

36

,

0

14

,

3

2

45

m

m

 

 

 
 

Natężenie pola, przy warunku jednorodności, to iloraz napięcia U i 
odległości między głowicą a papierem l, a więc E = U/l  
 

 

 

16 

Siła F = qE = qU/l = 3·10

-13 

C

.

8V /(10

-4 

m ) = 24·10

-9

 N. 

  

Natężenie prądu płynącego przez opornik R

1

 wynosi 5 A. Natężenia prądu 

płynącego przez oporniki R

2

 i R

3

 są jednakowe, bo opory te połączone są 

równolegle i mają taką samą wartość. Z pierwszego prawa Kirchhoffa 
wnioskujemy, że natężenie prądu płynącego przez opornik R

3

 wynosi 2,5 A. 

 

 
 

Woltomierz mierzy spadek napięcia na oporniku, czyli iloczyn natężenia 
prądu i wartości oporu. W tym przypadku jest to 2,5A·1

Ω = 2,5 V. 

 

 

 
Napięcie między biegunami baterii jest sumą napięć na oporze R1 i 
woltomierzu. 

 

 
 

 
 
 
 
 

17 

 
Wartość napięcia jest więc równa: 10V+2,5V = 12,5V 
 

 

 
 
 
 

Obwód wtórny transformatora powinien mieć więcej zwojów, niż obwód 
pierwotny, aby napięcie na wyjściu transformatora było większe niż na 
wejściu. 
 

 

 
 
 

18 

Pożądany stosunek napięć ma wynosić 2, a więc w obwodzie wtórnym 
powinno być dwukrotnie więcej zwojów, niż w pierwotnym. Liczba zwojów 
powinna wynosić 1000. 
 

 
 

 
 
 

 

background image

Siła nacisku samochodu na powierzchnię jest równa iloczynowi ciśnienia 
powietrza w oponach i powierzchni styku. 
 F = 4·2·10

5

Pa

.

0,1m·0,1m= 8·10

3

 N. 

 

 

19 

 
 

Masa samochodu,  to siła ciążenia (równa tutaj sile nacisku) podzielona 

przez przyspieszenie ziemskie, czyli m = 

kg

s

m

N

800

/

10

10

8

2

3

=

 

 

 
 
 

Ciśnienie na głębokości h = 3 m pod wodą jest sumą ciśnienia 
atmosferycznego i ciśnienia słupa wody. Wynosi ono : 
p

1

 = 3m·10m/s

2

·10

3

 kg/m

3

+ 10

5

 Pa = 1,3·10

5

 Pa. 

 

Ciśnienie metanu w pęcherzyku jest takie samo, jak ciśnienie na zewnątrz 
pęcherzyka. Ponieważ temperatura metanu  nie zmieniła się, to 
zmniejszaniu się ciśnienia towarzyszyło  zwiększanie się objętości gazu 

 
 

 
 
 
 

20 

 Z prawa gazu doskonałego p

1

/p

2

 = V

2

/V

1

.  Ponieważ  p

1

/p

 = 1,3 , to  

V

2

/V

1

 = 1,3. Objętość  metanu zwiększyła się 1,3 raza. 

 

 
 
 
 

Silnik wykonał pracę mechaniczną W = 10

8

 J. Ponieważ sprawność wynosi 

25%, musiał uzyskać ze spalenia benzyny ciepło Q=10

8

J/0,25 = 4·10

8

 J. 

 

  
 
 

21 

Ciepło spalania wynosi 4·10

7

 J/kg, a więc silnik musiał spalić masę 

m=

=

kg

J

J

/

10

4

10

4

7

8

10 kg benzyny. 

 

 

 
 

 

Dźwięk musiał przebyć drogę l do skały i jeszcze raz tę samą drogę 
powrotną z prędkością v= 330 m/s. A więc 2l =vt= 330m/s·0,5s = 165 m. 
Odległość od skał l = 165m/2 = 82,5 m. 

 
 

 
 

22 

 
Długość fali, to stosunek jej prędkości do częstotliwości : 

f

v

=

λ

=

=

⋅ s

s

m

/

1

220

/

330

1,5m. 

 
 
 

 
 

 
 

Ogniskowa opisanej soczewki związana jest z promieniem soczewki 
wzorem soczewkowym 1/f = (n

wz

-1)(1/r). 

 

 

23 

 
 Stąd r= (n-1)f = (1,5-1)·0,5m = 0,25m. Promień soczewki wynosi 0,25 m. 
 

 
 

 
 

 

Razem punktów 

  

 

29 

 

 
 

 

background image

MODEL ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ARKUSZA 

EGZAMINACYJNEGO II 

 

Nr 

zad. 

Propozycje rozwiązań 

Liczba  

punktów 

24.1 

Opór  kuchenki R= U

s

/I

s

 =22 

Ω. 

Opór przewodnika R' = 

ρ l/s = 1,7 Ω. 

Całkowity opór jest równy R+R’ 
A więc natężenie prądu I = U

s

/(R+R')   9,3 A.  




24.2  U = I

.

 R= 204,6 V 

24.3  P = RI

=U

.

I    1902,8 W 

24.4  P' = R' I

2

  147 W 

24.5 

E = P·t 

≈  190280Wh 

≈ 190,3 kWh 


24.6 

E

0

 = (P+P')t  

E

≈  205 kWh 


24.7  0,3(zł/kWh) 

.

 P' t = 4,41zł 

24.8 

Przewód powinien być grubszy, będzie miał mniejszy opór i straty energii 
będą mniejsze 

14 

Wyskalowanie wykresu.  

Naniesienie punktów pomiarowych. 

Naniesienie niepewności pomiarowych. 

25.1 

Wykreślenie prostej „najlepszego dopasowania” 

25.2 

Z praw ruchu, dla małych drgań  wahadła matematycznego T

2

=

l

g

2

4

π

gdzie g jest przyspieszeniem ziemskim. Wykres T

2

( l ) dla takiego wahadła 

jest półprostą o początku w punkcie (0,0). Okres nie zależy od masy. 
Przedłużenie narysowanego wykresu przechodzi przez punkt (0,0). Zatem 
badane wahadło może być traktowane jak matematyczne. 

Z wykresu obliczamy współczynnik kierunkowy narysowanej prostej, 
a=4s

2

/m.( patrz wykres 1 ) 

25.3 

Zatem g=

a

2

4

π

 =9,86m/ s

Uwaga. Wynik może być nieco inny, gdy inaczej poprowadzono prostą. 

Narysowanie prostych o najmniejszym i największym nachyleniu (wykres 
2) 

Obliczenie na podstawie wykresu współczynników  kierunkowych: 
     a

min

3,56s

2

/m      

    a

max 

4,2 s

2

/m 

 


25.4  Obliczenie  przyspieszeń:  g

max

=

min

2

4
a

π

≈ 11,08m/s

2

, g

min

=

39

,

9

a

4

max

2

π

m/s

2

 

     g

∈  [ 9,39m/s

2

; 11,08m/s

2

 ]  

        

  

     

Uwaga. Wartości liczbowe mogą wyjść nieco inne, bo zależą od tego jak 
poprowadzono proste. Liczy się metoda. 

 
 

25.5 

 Z wykresu odczytujemy, że długość wahadła powinna wynosić 1,0 m z 
niepewnością 0,04m 

 

(

)

m

02

,

0

m

1

±


19 

 

background image

Rozłożenie prędkości v

na składowe:   v

0x 

= v

0

 cos 45

0

 = 4,95 m/s , 

v

0y 

= v

0

 sin 45

0

=4,95m/s. 

Obliczenie wartości prędkości na tym etapie nie jest konieczne. 

Składowa ruchu wzdłuż poziomu:  x (t) = v

0

 cos 45

0

 t. 

Składowa ruchu wzdłuż pionu:  y(t) = 2,45+v

0

 sin45

0

 t – gt

2

/2. 

26.1 

Eliminuję t, dostaję równanie toru: 
y(x) = 2,45+x tg 45

0

 – gx

2

/(2v

0

2

cos

2

 45

)

 

Uwaga. Można to zrobić w innym układzie odniesienia. 

Wstawiając x = 4,2 m znajdujemy y = 3,05 m, a zatem tor środka piłki 
przechodzi przez środek kosza. 

Kąt, pod jakim wpada piłka do kosza, określony jest wzorem: tg 

β = -v

x

/v

y

v

y

=v

0

sin45

0

-gt= -3,55m/s 

t=x /(v

0

cos45

)=4,2m / (4,95m/s)=0,85s. Jest to czas,  po  którym  piłka 

wpadnie do kosza. 

 

tg 

β = 4,95/3,55 = 1,39. 

26.2 

 

Kąty, pod którymi możliwe jest wejście piłki do kosza mają tangensy 
zawarte pomiędzy 0 a tg 60

0

 

≅ 1,73. Obliczony tangens kąta wpadania 

mieści się w danym zakresie. A zatem piłka wpadnie do kosza. 

Najwygodniej skorzystać z zasady zachowania energii, np. 

            mgh

1

=

2

2

0

mv

2

45

cos

0

2

2

0

mv

+mg

 

max

h

2  

Wyznaczenie h

= h

1

+v

0

2

(1-cos

2

45

0

)/2g 

max

26.3 

Obliczenie wartości h

max

=3,68m  

Całkowita energia wypromieniowana przez Słońce w ciągu jednej sekundy 
wynosi: E

c

 = 4 

π R

2

·1340J 

Za poprawną selekcję danych 

27.1 

 Po obliczeniach E

c

= 3,79 ·10

26

 J. 

Niedobór masy  m

= 4·1,0073 - 4,0015 – 2 

0,0005 = 0,0267 atomowej 

jednostki masy.  

W kilogramach niedobór masy wynosi: 

∆ m = 0,0267·1,66·10

-27 

kg = 

4,43·10

-29

kg.  

Za poprawną selekcję danych 

Wydzielona energia w wyniku reakcji syntezy: ∆E = ∆mc

2

 = 3,99 ·10

-12

 J  

27.2 

 

W megaelektronowoltach:   E =  m

931,5

2

2

c

c

MeV ⋅ ≈ 24,9MeV 

Aby uzyskać obliczoną poprzednio ilość energii emitowaną przez Słońce, 
liczba reakcji na sekundę wyniesie: n = E

c

 /  E 

27.3 

  n =  3

/

 

J

10

79

,

26

J

10

99

,

3

12

38

10

95

,

0

Masa zamieniana na Słońcu w energię podczas każdej sekundy  jest równa:  
M

 

∆m n

27.4 

M

= 4,43

10

-29 

kg 

0,95 

10

38 

= 4,21

.

10 

kg 

12 

 

UWAGA!

 W zadaniach 24, 25, 26, 27 wartości liczbowe wyników mogą się nieznacznie 

różnić od zamieszczonych powyżej, bo zależą od przyjętych przybliżeń. Liczy się metoda 
rozwiązania.
 

 

background image

 

WYKRES 1 

 
 
 

 
 
 
 
 
 

 
 
 
 

 

3

l[m] 

5

6

7

4

2

1

0

1.5 

1.0 

0.5 

T

2

[s

2

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

background image

 
 

WYKRES 2 

 
 
 

l[m] 

7

1.5 

1.0 

0.5 

T

[s

2