1
Konkurs fizyczny – etap wojewódzki
MODEL ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA
Za prawidłową odpowiedź w zadaniach od 1 do 5 uczeń uzyskuje 1 punkt.
Zadanie 1. B Zadanie 2. A Zadanie 3. D Zadanie 4. C lub B Zadanie 5. D
Uwaga - dotyczy wszystkich zadań otwartych.
Każde inne prawidłowe rozwiązanie zadania będzie uznawane.
Zadanie 6. ( 5 pkt.)
1. Opisanie sytuacji przed włożeniem pręta ze stali do miedzianej rury - 1 pkt.
Rura jest prostoliniowym przewodnikiem, po którym przepływa prąd.
Pole magnetyczne tego prądu istnieje tylko na zewnątrz rury oraz w jej ściance.
Wewnątrz rury prąd nie płynie i pola tam nie ma.
2. Opisanie sytuacji po włożeniu pręta stalowego do miedzianej rury – 1 pkt.
Po włożeniu stalowego pręta do miedzianej rury nie powstaje dodatkowe pole magnetyczne ponieważ prąd nie płynie wewnątrz miedzianej rury.
3. Udzielenie odpowiedzi „nie” – 1 pkt.
4. Uzasadnienie braku namagnesowania stalowego pręta – 1 pkt.
Brak pola magnetycznego we wnętrzu miedzianej rury.
5. Określenie zjawiska, jakie występuje w treści zadania – 1 pkt.
Wytwarzanie pola magnetycznego pod wpływem przepływu prądu elektrycznego lub doświadczenie Oersteda.
Zadanie 7. ( 5 pkt.)
1. Wyprowadzenie wzoru na siłę wypadkową działającą na balon skierowaną do góry – 1 pkt.
F = FA - Fg F = d· g · V – m · g
2. Wyprowadzenie wzoru na stałe przyspieszenie działające na balon – 1 pkt.
2
Konkurs fizyczny – etap wojewódzki
F = m · a a = F / m a = ( d · g · V – m · g ) / m
3. Obliczenie wysokości na jaką wzniesie się balon i podanie wyniku wraz z jednostką – 1pkt.
Vo = 0 h = a · t2 / 2
h = ½ [ (1,29kg/m3 · 10m/s2 · 500 m3 – 400kg · 10m/s2) · 32 s2] / 400 kg h = 27,59 m
4. Wyprowadzenie wzoru na pracę jaką wykona siła podnosząca balon w czasie t jako suma Ep i Ek jaką uzyska w tym samym czasie balon – 1pkt.
W = Ep + Ek W = m · g · h + m · V2/2 V = a · t V2 = 2 · h · a
h = a · t2 / 2 W = m · g · h + m · h · a
5. Obliczenie wraz z jednostką wartości pracy wykonanej przez siłę podnoszącą balon –1 pkt.
W = 400 · 10 · 12 + 400 · 12 · ( 1,29 · 10 · 500 – 400 ) · 10 / 400 = 172 800 J = 177,8 kJ [ kg · m · m/s2 = N · m = J ]
Zadanie 8. ( 5 pkt.)
1. Napisanie wzoru na wartość ładunku przepływającego przez poprzeczny przekrój przewodnika w czasie t – 1 pkt.
q = I · t
2. Napisanie wzoru na wartość ładunku przenoszonego przez elektrony – 1 pkt.
q = n · e gdzie n – liczba elektronów, e – ładunek jednego elektronu 3. Przekształcenie wzoru na liczbę przepływających elektronów – 1 pkt.
n = I · t / e
4. Wyprowadzenie wzoru na liczbę przepływających elektronów z uwzględnieniem wzoru na moc prądu – 1 pkt.
P = U · I n = P · t / ( e · U)
5. Obliczenie liczby przepływających elektronów – 1 pkt.
n = 40 W · 3 s / (1,6 · 10-19 C · 12 V) = 6,25 · 1019
Zadanie 9. ( 5 pkt.)
3
Konkurs fizyczny – etap wojewódzki
1. Wyprowadzenie wzoru na napięcie zasilające układ oporników, przy uwzględnieniu, że praca prądu elektrycznego jest równa ilości ciepła zużytego na ogrzanie wody – 1 pkt.
U · I · t = m · cw · ΔT U = m · cw · ΔT / (I · t)
2. Obliczenie wartości napięcia zasilającego układ oporników i podanie wyniku wraz z jednostką – 1 pkt.
U = 0,4 kg · 4200 J/(kg · oC) · 20oC / (4 A · 600 s) = 14 V
3. Obliczenie wartości natężenia prądu I1 płynącego przez opornik R1 – 1 pkt.
I1 = U / R1 I1 = 14V / 4Ω = 3,5 A
4. Obliczenie wartości natężenia prądu płynącego przez opornik R korzystając z pierwszego prawa Kirchhoffa – 1 pkt.
I = I1 + IR IR = I – I1
IR = 4A – 3,5 A = 0,5 A
5. Obliczenie wartości oporu R – 1 pkt.
R = U / IR R = 14V / 0,5 A = 28 Ω
Zadanie 10. ( 5pkt.)
1. Wyprowadzenie wzoru na wysokość obrazu h2 korzystając ze wzorów na powiększenie obrazu w soczewce – 1 pkt.
p = h2 / h1 = y / x h2 = h1 · y / x
2. Wyprowadzenie wzoru na odległość obrazu od soczewki y korzystając z równania soczewki – 1 pkt.
1 / f = 1 / x + 1 / y y = x · f /( x – f)
3. Wyprowadzenie wzoru na wysokość obrazu h 2 wstawiając wyznaczoną zależność na y – 1 pkt.
h2 = h1 · x · f /[ x ( x – f )] = h1 · f / (x – f)
4. Obliczenie wysokości obrazu i podanie wyniku wraz z jednostką – 1 pkt.
h2 = 1,55m · 0,058m / (4m - 0,058m) = 0,0228m = 22,8mm
5. Podanie i uzasadnienie odpowiedzi czy obraz sfotografowanej postaci zmieści się na filmie w podanym formacie – 1 pkt.
4
Konkurs fizyczny – etap wojewódzki
Tak. Obraz sfotografowanej postaci przy takim ustawieniu zmieści się na filmie o
podanym formacie, ponieważ obraz postaci na filmie będzie miał wysokość 22,8 mm, a format kliszy jest 24mm x 36 mm.
