…………………………………………………………………………………………………………………………….

EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII

Egzamin maturalny próbny - MARZEC 2010 (4)

Zakres podstawowy

Czas rozwiązywania -120 minut. Maksymalna liczba punktów - 50.

Podczas rozwiązywania zadań możesz posługiwać się kartą wybranych wzorów i stałych fizycznych.

Z A D A N I A Z A M K N I Ę T E

W zadaniach od 1 do 10 wybierz i zaznacz jedną poprawną odpowiedź.

Zadanie 1. /1 pkt/

Na nocnym niebie widzimy wiele gwiazd. Najdalsze widoczne gołym okiem gwiazdy znajdują się:

1. w sąsiednich galaktykach;

2. w naszej galaktyce - Drodze Mlecznej;

3. w przestrzeni między galaktycznej;

4. w naszym Układzie Słonecznym.

Zadanie 2. /1 pkt/

Jeżeli źródło dźwięku zbliża się do spoczywającego obserwatora, to obserwator rejestruje dźwięk:

1. o takiej samej częstotliwości;

2. o niższej częstotliwości;

3. o większej długości fali;

4. o mniejszej długości fali.

Zadanie 3. /1 pkt/

Jeżeli w czasie 5 sekund pęd ciała zwiększył się o 5
, to oznacz, że:

1. na ciało działa siła o wartości 25 N;

2. na ciało działa siła o wartości 5 N;

3. na ciało działa siła o wartości 1 N;

4. nie można ustalić wartości siły, bo nie znamy masy ciała.

Zadanie 4. /1 pkt/

Z wysokości 10 m nad powierzchnią ziemi wyrzucono dwa ciała, jedno w kierunku poziomym z prędkością 5
, a drugie w kierunku pionowym w dół z prędkością 0,5
. Wskaż prawidłową odpowiedź:

1. na ziemię szybciej upadnie kulka wyrzucona w kierunku pionowym;

2. na ziemię kulki upadną jednocześnie;

3. na ziemię szybciej upadnie kulka wyrzucona w kierunku poziomym;

4. wynik tego doświadczenia zależy od układu odniesienia.

Zadanie 5. /1 pkt/

Poniżej przedstawiono schematycznie diagram Hertzsprunga-Russella. Słońce znajduje się mniej więcej w pozycji:

A) I;

B) II;

C) III;

D) IV.

Zadanie 6. /1 pkt/

W powietrzu największy zasięg ma promieniowanie:

A) mikrofalowe; B) gamma; C) beta; D)alfa.

Zadanie 7. /1 pkt/

Bezwzględny współczynnik załamania światła informuje nas:

1. ile razy prędkość światła w danym ośrodku jest większa od prędkości światła w próżni;

2. ile razy prędkość światła w danym ośrodku jest mniejsza od prędkości światła w próżni;

3. ile razy załamuje się promień światła, przechodząc do tego ośrodka;

4. ile razy kąt padania jest większy od kąta załamania.

Zadanie 8. /1 pkt/

Przykładem zjawiska odwracalnego może być ruch ciała:

1. w rzucie pionowym w górę w atmosferze Ziemi;

2. bez tarcia po równi pochyłej;

3. w rzucie pionowym w dół w atmosferze Ziemi;

4. w rzucie ukośnym w atmosferze Ziemi.

Zadanie 9. /1 pkt/

Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne zachodzi, gdy na katodę pada promieniowanie elektromagnetyczne o odpowiedniej częstotliwości. Częstotliwością graniczną tego promieniowania nazywamy:

1. częstotliwość równą 10¹⁵ Hz;

2. największą możliwą częstotliwość padającego promieniowania, przy której zachodzi zjawisko fotoelektryczne;

3. najmniejszą częstotliwość padającego promieniowania, przy której zachodzi zjawisko fotoelektryczne;

4. najmniejszą częstotliwość promieniowania określoną relacją nieoznaczoności Heisenberga.

Zadanie 10. /1 pkt/

Jeżeli żarówkę o mocy 100 W przystosowaną do pracy pod napięciem 220 V podłączymy do napięcia 110 V, to moc tej żarówki wyniesie:

A) 100 W; B) 200 W; C) 50 W; D) 25 W.

Z A D A N I A O T W A R T E

Rozwiązania zadań o numerach od 11 do 18 należy zapisać w wyznaczonych miejscach pod treścią zadania.

Zadanie 11. Światło /5 pkt/

Światło ma naturę korpuskularno-falową. Długość fali światła możemy wyznaczyć za pomocą siatki dyfrakcyjnej. Jednakże siatka, którą dysponujemy w pracowni, nie jest opisana, nie znamy odległości między jej szczelinami.

1. /3 pkt/

W wyniku oświetlenia siatki światłem laserowym, emitującym światło o długości 6,3∙^10-7 m, otrzymano drugi prążek dyfrakcyjny w odległości 12 cm od prążka zerowego. Wyznacz odległość między szczelinami tej siatki. Odległość między siatką i ekranem wynosiła 2 m.

11.2 /2 pkt/

W jakich zjawiskach światło wykazuje naturę falową, a w jakich korpuskularną?

Zadanie 12. Zegar /4 pkt/

Na ścianie wisi zegar o średnicy tarczy równej 0,8 m. Wskazówki, sekundowa i minutowa, mają długość 0,35 m, a wskazówka godzinowa 0,3 m.

1. /2 pkt/

Na końcu wskazówki sekundowej usiadła mrówka. Z jaką prędkością powinna się poruszać mrówka, aby w czasie pełnego obrotu tej wskazówki dotrzeć do środka zegara?

2. /2 pkt/

Oblicz stosunek prędkości liniowej wskazówki sekundowej do prędkości liniowej wskazówki minutowej.

Zadanie 13. Łyżwiarz /6 pkt/

Łyżwiarz o masie 52 kg, stojący na lodzie, trzymał bryłę lodu o masie 5 kg. W pewnym momencie wyrzucił bryłę przed siebie, wskutek czego zaczął poruszać się i w czasie 4 sekund przejechał 3 m.

1. /3 pkt/

Oblicz prędkość, jaką uzyskał łyżwiarz wskutek wyrzucenia bryły lodu. Przyjmujemy, że łyżwiarz poruszał się ruchem jednostajnie opóźnionym.

2. /3 pkt/

Jaką prędkość uzyskała bryła lodu?

Zadanie 14. Kąpiel /3 pkt/

Chcąc przygotować kąpiel, Grześ nalał do wanny wody o temperaturze 60ºC, jedną trzecią jeje pojemności. Następnie, aby się nie poparzyć, dolał wody o temperaturze 15ºC. Zmierzył temperaturę i stwierdził, że wynosi 40ºC. Ile wody dolał?

Zadanie 15. Okulary /6 pkt/

Odległość dobrego widzenia dla zdrowych oczu wynosi 25 cm. Ola stwierdziła, że aby czytać książkę, musi znacznie zbliżyć ją do swoich oczu. Po badaniach u okulisty otrzymała okulary o zdolności skupiającej -1,5 D.

1. /1 pkt/

Oblicz ogniskową okularów Oli.

2. /5 pkt/

Jaka jest odległość dobrego widzenia dla oczu Oli bez okularów?

Zadanie 16. Spektrometr masowy /5 pkt/

Cząstka alfa wpada w pole magnetyczne o indukcji 0,1 T z prędkością 0,1c. Masa cząstki wynosi 6,64∙10^-27 kg, a ładunek jest dwukrotnie większy od ładunku elektronu.

1. /1 pkt/

Pod jakim kątem powinna wpadać w pole magnetyczne cząstka alfa, aby jej tor w polu magnetycznym był linią prostą?

2. /4 pkt/

Pod jakim kątem powinna wpadać w pole magnetyczne cząstka alfa, aby jej tor w polu magnetycznym był okręgiem? W jakiej odległości od punktu wejścia w pole magnetyczne cząstka ta opuści pole magnetyczne?

Zadanie 17. Fale materii /2 pkt/

Oblicz długość fali de Broglie'a odpowiadającej cząstce alfa poruszającej się z prędkością 0,1c. Masa cząstki wynosi 6,64∙10^-27 kg.

Zadanie 18. Kulka /9 pkt/

Kulkę o masie 100 g wiszącą na cienkiej nici o długości 0,5 m odchylono od pionu o kąt 30º.

1. /2 pkt/

Wykonaj rysunek przedstawiający sytuację opisaną we wstępie zadania, zaznacz i nazwij wszystkie siły działające na kulkę.

2. /3 pkt/

Oblicz wypadkową siłę działającą na kulkę po odchyleniu kulki o kąt 30º.

3. /4 pkt/

Z jaką prędkością poruszająca się kulka będzie mijać położenie równowagi?

2