EGZAMIN TESTOWY Z FIZYKI 7 II 2005

EGZAMIN TESTOWY Z FIZYKI 7 II 2005

. . . . WPPT/FT/IB I rok II termin

. . . .

wersja

B

    T T T T

!

Arkusz testowy należy podpisać na obu stronach imieniem, nazwiskiem i numerem albumu.

Odpowiedzi (litery A, B, C lub D) należy wpisywać do kratek u dołu każdej strony. Na arkuszu nie wolno robić żadnych innych znaków! Do pomocniczych obliczeń służy przydzielona kartka.

Wskazanie poprawnej odpowiedzi = +2 pkt. Błędna odpowiedź = −1 pkt.

Wybrane stałe fizyczne: g ≈ 10 m/s ² , c ≈ 3 · 10 ⁸ m/s, G ≈ 7 · 10 ⁻¹¹ N m ² /kg ² .

1. Strumień natężenia pola grawitacyjnego Ziemi, której promień wynosi R _Z , a masa jest równa M _Z , przez dowolną powierzchnię, wewnątrz której znajduje się Ziemia, ma wartość:

(A) −4πR ² _Z G; (B) −4πGM Z ; (C) −4πGM _Z ² ; (D) 0.

2. Druga prędkość kosmiczna dla Słońca (masa 2 · 10 ³⁰ kg, promień 7 · 10 ⁸ m) wynosi około:

(A) 430 km/s; (B) 630 km/s; (C) 11,2 km/s; (D) 30 km/s.

3. Kula A o masie m A = 3 kg, prędkości v A = 4 m/s zderza się czołowo i sprężyście z nieruchomą kulą B, po czym porusza się w pierwotnym kierunku z prędkością V A = v A /4. Prędkość kuli B jest równa:

(A) 5 m/s; (B) 12 m/s; (C) 4 m/s; (D) 8 m/s.

4. Aby ciała na równiku nic nie ważyły, prędkość kątowa Ziemi powinna być równa:

(A) 2π ^p g/R _Z ; (B) 4π ^p g/R _Z ; (C) ^p g/R _Z ; (D) ^p g/(2πR _Z ).

5. Do ciała spoczywającego w początku układu odniesienia przyłożono siłę F = (F 0 e ^−x/d , 0, 0). Maksymalna wartość energii kinetycznej tego ciała wynosi ( ^R e ^−αx dx = −e ^−αx /α + C):

(A) F 0 d; (B) 4F 0 d; (C) F 0 de ⁻² ; (D) F 0 d ln 2.

6. Na końcach poziomej jednorodnej belki o masie 20 kg i długości 3 m siedzą: Bolek o masie 45 kg i Lolek o masie 35 kg. Jeśli belka jest w równowadze, to jest podparta w odległości od Bolka równej:

(A) 1,35 m; (B) (21/16) m; (C) (27/16) m; (D) 1,05 m.

7. Składowa styczna a s przyspieszenia chwilowego w ruchu po okręgu jest z definicji równa:

(A) d ² r /dt ² ; (B) d ² r/dt ² ; (C) dv/dt; (D) dv/dt.

8. Energia kinetyczna cząstki elementarnej jest n razy większa od jej energii spoczynkowej. Jeśli czas własny życia cząstki wynosi τ 0 , to jej czas życia mierzony w spoczywającym układzie odniesienia jest równy:

(A) (n + 1)τ 0 ; (B) 2nτ 0 ; (C) n ² τ 0 ; (D) nτ 0 .

9. Trzy identyczne ciała punktowe o masach m rozmieszczone są na końcach i w środku odcinka o długo- ści 2d. Ciało środkowe przesunięto do nieskończoności. Siły zewnętrzne wykonały pracę:

(A) −Gm ² /d; (B) −2Gm ² /d; (C) 2Gm ² /d; (D) Gm ² /d.

10. Niech p oznacza pęd cząstki, m 0 — jej masę spoczynkową, a E — jej energię całkowitą. Zachodzi związek:

(A) E ² = (cp) ² + (m 0 c ² ) ² ; (C) E = p ² /(2m 0 ) + m 0 c ² ; (B) E = cp + m 0 c ² ; (D) E ² = (cp) ² + (m 0 c) ² .

11. Ciało zjeżdża po równi o nachyleniu 30 ^◦ w czasie dwukrotnie dłuższym od czasu jego zjazdu po tej samej równi bez tarcia. Współczynnik tarcia wynosi:

(A) √2/2; (B) √3/4; (C) √3/2; (D) 0,5.

12. Ciężar Q ciała maleje trzykrotnie po zanurzeniu go w cieczy o gęstości %. Objętość tego ciała wynosi:

(A) Q/(%g); (B) Q/(3%g); (C) 2Q/(3%g); (D) 2Q/(%g).

13. W pewnym rzucie poziomym składowa pionowa prędkości końcowej jest równa prędkości początkowej v 0 . Zasięg tego rzutu jest równy:

(A) 2v 0 ² /g; (B) 4v 0 ² /g; (C) v 0 ² /(2g); (D) v 0 ² /g.

14. Kula o momencie bezwładności I = 2mr ² /5, tocząca się początkowo po poziomej płaszczyźnie z pręd- kością v, zaczyna wtaczać się pod górę równi pochyłej. Kula wtoczy się na wysokość:

(A) 5v ² /(7g); (B) v ² /(2g); (C) 7v ² /(10g); (D) v ² /(5g).

15. Prawdą jest, że w ruchu orbitalnym Ziemi wokół Słońca nie zmienia się jej:

(A) pęd; (B) odległość od Słońca; (C) prędkość; (D) moment pędu.

Pytanie 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Odpowiedź

EGZAMIN TESTOWY Z FIZYKI 7 II 2005

. . . . WPPT/FT/IB I rok II termin

. . . .

wersja

B

16. Niech L i τ oznaczają odpowiednio moment pędu bryły sztywnej obracającej się wokół ustalonej osi oraz działający na nią moment siły względem tej osi. II zasada dynamiki ruchu obrotowego bryły ma postać:

(A) dL/dt = τ ; (B) dτ /dt + L = 0; (C) dL/dt + τ = 0; (D) dτ /dt = L.

17. Kula o masie 12 g i prędkości 750 m/s trafia w Supermana i odbija się od jego kamizelki kuloodpornej z prędkością 10 m/s. Jeśli uderzenie trwało 2 · 10 ⁻⁴ s, to na Supermana działała średnia siła równa:

(A) 4,5 kN; (B) 88,8 kN; (C) 16,9 MN; (D) 44,4 kN.

18. Wydajność przepływu wody w rurze wodociągowej o zmiennym polu przekroju wynosi 0,28 dm ³ /s. Pręd- kość przepływu wody w miejscu, gdzie rura ta ma pole przekroju 5 cm ² , wynosi:

(A) 5,6 m/s; (B) 0,056 m/s; (C) 56 cm/s; (D) 5,6 cm/s.

19. Kula jest wtaczana pod górę równi pochyłej ze stałą prędkością. Prawdą jest, że:

(A) Na kulę nie działa żadna siła; (C) Energia mechaniczna kuli jest stała;

(B) Moment pędu i energia kinetyczna kuli rosną; (D) Wypadkowa siła przyłożona do kuli jest zero.

20. Na nieważkiej nici, nawiniętej na krążek o momencie bezwładności I i promieniu r, zawieszono na wysokości h ciało o masie m. Po zwolnieniu krążka, ciało to uderzy o ziemię po czasie (t 0 = ^p 2h/g):

(A) t 0 I/(mr ² ); (B) t 0

p mr ² /I; (C) t 0

p I/(mr ² ); (D) t 0

p 1 + I/(mr ² ).

21. Jednostką współczynnika lepkości η jest N · s/m ² . Liczbę Reynoldsa definiuje wzór 2v ^a R ^b % ^c /η, gdzie v

— prędkość płynu w rurze, R — promień rury, % — gęstość płynu. Wykładniki a, b i c spełniają równość:

(A) −a = b = c = 1; (B) a = b = −c = 1; (C) a = b = c = 1; (D) a = −b = c = 1.

22. Do ciała o masie M wykonującego ruch jednostajny prostoliniowy z prędkością v 0 przyłożono siłę zależną od czasu: F (t) = k · t. Po czasie T prędkość tego ciała będzie równa ( ^R αx dx = αx ² /2 + C):

(A) (kT ) ² /(2M ) + v 0 ; (B) kT ² /(2M ); (C) kT ² /(2M ) + v 0 ; (D) kT ² /M .

23. Spadochroniarz o masie m, na którego działa siła oporu F = −bv ² v b (b — stała), wyląduje z prędkością:

(A) ^p mg/b; (B) ^p b/(mg); (C) (mg/b) ^{3 /2} ; (D) (mg/b) ² .

24. Przekształcenia Lorentza: x ⁰ = γ(x − V t) i t ⁰ = γ(t − V x/c ² ); γ · ^p 1 − β ² = 1, β = V/c. Obserwator w układzie K rejestruje współrzędne zdarzenia: x = 450 km i t = 9·10 ⁻⁴ s. W układzie K ⁰ , poruszającym się względem K w dodatnim kierunku osi OX z prędkością V = 4c/5, współrzędna t ⁰ wynosi:

(A) 5 · 10 ⁻⁴ s; (B) 3 · 10 ⁻⁴ s; (C) −3 · 10 ⁻⁴ s; (D) −5 · 10 ⁻⁴ s.

25. Ciało rzucone pionowo do góry ma po czasie 2 s prędkość 2 razy mniejszą od początkowej. Ciało to wzniesie się na wysokość (licząc od punktu początkowego):

(A) 80 m; (B) 160 m; (C) 100 m; (D) 40 m.

26. Gęstość powietrza wynosi 1,3 kg/m ³ , a powierzchnia skrzydeł szybowca 20 m ² . Jeśli prędkości opływu górnej i dolnej powierzchni skrzydeł wynoszą odpowiednio 80 m/s i 70 m/s, to siła nośna ma wartość:

(A) 13 N; (B) 975 N; (C) 1950 N; (D) 6,5 N.

27. Praca siły dośrodkowej w ruchu ciała o masie m po okręgu o promieniu R ze stałą prędkością v na drodze πR jest równa:

(A) πmv ² ; (B) 2πmv ² ; (C) 0; (D) 2mv ² R.

28. Zawodnik skaczący z wieży do wody tuż po odbiciu się od progu ma energię kinetyczną ruchu obroto- wego E 0 oraz prędkość kątową ω 0 . Jeśli po złożeniu ciała jego moment bezwładności wynosi I, to ma on wtedy moment pędu oraz prędkość kątową równe odpowiednio:

(A) E 0 /ω 0 , E 0 /(Iω); (B) 3E 0 /ω 0 , 3E 0 /(Iω); (C) 2E 0 /ω 0 , 2E 0 /(Iω); (D) 4E 0 /ω 0 , 4E 0 /(Iω).

29. Cyrkulacja mas powietrza w niżu barycznym na półkuli północnej odbywa się:

(A) przeciwnie do ruchu wskazówek zegara; (C) w kierunku południkowym;

(B) w kierunku równoleżnikowym; (D) zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

30. Średnia odległość Ziemi od Słońca: 150 · 10 ⁹ m. Średnia orbitalna prędkość Ziemi jest równa:

(A) 7 · 10 ⁵ m/s; (B) 3 · 10 ⁸ m/s; (C) 3 · 10 ⁴ m/s; (D) 330 m/s.

Wrocław, 7 II 2005 dr hab. inż. W. Salejda, prof. PWr, dr inż. M.H. Tyc.

Pytanie 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Odpowiedź