EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII

PRÓBNY

EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII

Arkusz I

Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego

1. ProszĊ sprawdziü, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 10 stron.

Ewentualny brak naleĪy zgáosiü przewodniczącemu zespoáu nadzorującego przebieg egzaminu.

2. Do arkusza doáączona jest karta wzorów i staáych fizycznych.

ProszĊ zatrzymaü ją po zakoĔczeniu pracy z arkuszem I.

BĊdzie ona sáuĪyü równieĪ do pracy z arkuszem II.

3. ProszĊ uwaĪnie czytaü wszystkie polecenia.

4. Rozwiązania i odpowiedzi naleĪy zapisaü czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy kaĪdym zadaniu.

5. W rozwiązaniach zadaĔ rachunkowych trzeba przedstawiü tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiĊtaü o podaniu jednostek obliczanych wielkoĞci.

6. W trakcie obliczeĔ moĪna korzystaü z kalkulatora.

7. ProszĊ pisaü tylko w kolorze czarnym; nie pisaü oáówkiem.

8. Nie wolno uĪywaü korektora.

9. BáĊdne zapisy trzeba wyraĨnie przekreĞliü.

10. Zapisy w brudnopisie nie bĊdą oceniane.

11. Obok kaĪdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą moĪna uzyskaü za jego poprawne rozwiązanie.

12. Do ostatniej kartki arkusza doáączona jest karta odpowiedzi, którą wypeánia nauczyciel.

ĩyczymy powodzenia!

ARKUSZ I

STYCZEē ROK 2005

Za poprawne rozwiązanie wszystkich zadaĔ

moĪna otrzymaü áącznie 50 punktów

Wpisuje zdający przed rozpoczĊciem pracy

PESEL ZDAJĄCEGO

dysleksja

Zadanie 1. (1 pkt)

Wykres przedstawia zaleĪnoĞü prĊdkoĞci biegacza od czasu.

W ciągu 16 s przebĊdzie on drogĊ:

A) 200 m B) 100 m C) 128 m D) 196 m

Zadanie 2. (1 pkt)

Piáka tenisowa spadáa swobodnie z wysokoĞci H. Podczas zderzenia piáki z podáogą 50% jej energii kinetycznej ulega rozproszeniu. Na jaką wysokoĞü wzniesie siĊ ta piáka po drugim odbiciu?

A) H/8 B) H/4 C) H/2 D) H/ 2

Zadanie 3. (1 pkt)

W wĊĪu gumowym, którego jeden koniec jest sztywno uwiązany, a drugi pobudzamy do drgaĔ, powstaáa fala stojąca. OdlegáoĞü miĊdzy dwoma najbliĪszymi wĊzáami wynosi 1,5 m.

Aby wĊzáy przypadaáy co 1m, naleĪy czĊstotliwoĞü A) zwiĊkszyü 1,5 razy.

B) zmniejszyü 1,5 razy.

C) zwiĊkszyü 3 razy.

D) zmniejszyü 3 razy.

Zadanie 4. (1 pkt)

ħródáem energii gwiazd są reakcje A) rozszczepienia jąder atomowych.

B) egzotermiczne – chemiczne.

C) syntezy termojądrowej.

D) anihilacji par cząstka – antycząstka.

Zadanie 5. (1 pkt)

Samochód, którego silnik pracuje z mocą 30 kW, jedzie ze staáą prĊdkoĞcią o wartoĞci v=20 m/s. Siáa napĊdowa samochodu jest równa

A) 0,15 kN.

B) 0,50 kN.

C) 1,50 kN.

D) 6,00 N.

> @

v

10 12 6 8

2 4 8

0 ^t

> @

Zadanie 6. (1 pkt)

Rozbáyski sáoneczne nie wywoáują na Ziemi A) zórz polarnych.

B) zakáóceĔ áącznoĞci radiowej.

C) zmian magnetosfery.

D) przypáywów i odpáywów morza.

Zadanie 7. (1 pkt)

ZwiĊkszając 4 krotnie napiĊcie przyspieszające naáadowaną cząstkĊ, spowodujemy, Īe dáugoĞü fali de Broglie`a

A) wzroĞnie 4 razy.

B) wzroĞnie 2 razy.

C) zmaleje 2 razy.

D) zmaleje 4 razy.

Zadanie 8. (1 pkt)

Z jednego grama radu o okresie poáowicznego rozpadu równym T1/2 =1 600 lat pozostanie po upáywie 8 000 lat okoáo

A) 1 mg.

B) 3 mg.

C) 5 mg.

D) 30 mg.

Zadanie 9. (1 pkt)

Z przedstawionych poniĪej wykresów, na których p oznacza ciĞnienie, T – temperaturĊ, a V objĊtoĞü), przemiany izochorycznej gazu doskonaáego nie przedstawia wykres:

A) B) C) D)

Zadanie 10. (1 pkt)

Reakcje syntezy termojądrowej zachodzące we wnĊtrzu SáoĔca nie wymagają obecnoĞci pól magnetycznych. Podczas realizacji ziemskiego odpowiednika tych reakcji bardzo silne pola magnetyczne są niezbĊdne, aby

A) zjonizowaü uĪywany w eksperymentach wodór.

B) utrzymaü gorącą plazmĊ w ograniczonej objĊtoĞci.

C) zrekompensowaü brak wielokrotnie zjonizowanych metali.

D) odprowadzaü wzdáuĪ linii takich pól powstającą w eksperymencie energiĊ.

T

p V

V T p p

T

Zadanie 11. Gaz doskonaáy (4 pkt) Jednoatomowy gaz doskonaáy

V 3 podlega cyklowi przemian.

Zadanie 12. Gwiazdy w Galaktyce (4 pkt)

SáoĔce, którego masa wynosi 2˜10³⁰kg, obiega Ğrodek Drogi Mlecznej odlegáy od nas o 2,2˜10²⁰m w czasie 2,5˜10⁸lat. Przyjmując dla uproszczenia, Īe wszystkie gwiazdy w Galaktyce mają masĊ równą masie SáoĔca, Īe są one równomiernie rozáoĪone w kuli o Ğrodku w centrum Galaktyki oraz Īe SáoĔce znajduje siĊ na skraju tej kuli, oszacuj liczbĊ gwiazd w naszej Galaktyce.

Opisz, jak zmienia siĊ energia wewnĊtrzna gazu podczas kolejnych przemian.

p

3p0

2p₀ p0

V

V0 2V0 3V0

1

2

3 4

Zadanie 13. Lampa kineskopowa (3 pkt) W lampie kineskopowej elektron poruszający siĊ z prĊdkoĞcią początkową o wartoĞci 1,5˜10^{5 m}_s wpada w obszar o dáugoĞci 1 cm, w którym jest przys- pieszany polem elektrycznym. Wylatuje z tego obszaru z prĊdkoĞcią o wartoĞci

. 10 7 ,

5 ˜ ^{6 m}_s Oblicz przyspieszenie elek- tronu przy zaáoĪeniu, Īe byáo ono staáe.

Zadanie 14. Rozpraszanie neutronów (4 pkt)

Gdy jądro wychwytuje rozproszony neutron, musi go zatrzymaü na drodze równej Ğrednicy jądra. Siáa, jaką dziaáa ono wówczas na neutron, jest poza nim praktycznie równa zeru.

Przyjmując, Īe jądro o Ğrednicy d 1˜10^14m moĪe wychwyciü neutron o wartoĞci prĊdkoĞci nie wiĊkszej niĪ 1,4˜10^{7 m}_s , wyznacz wartoĞü siáy, przy zaáoĪeniu, Īe jest ona staáa w obszarze jądra. Masa neutronu wynosi 1,67˜10^27kg.

obszar ruchu z przyspieszeniem

1 cm

obszar ruchu bez przyspieszenia

tor ruchu elektronu

Zadanie 15. Fale materii (3 pkt)

Oblicz dáugoĞü fali materii elektronu poruszającego siĊ z prĊdkoĞcią o wartoĞci v = 0,6 c.

UwzglĊdnij efekty relatywistyczne.

Zadanie 16. Obraz Ğwieczki (3 pkt)

Na stole postawiono ĞwieczkĊ w odlegáoĞci 20 cm od bombki choinkowej o Ğrednicy 8 cm, znajdującej siĊ w Ğwiątecznym stroiku. SporządĨ odpowiedni rysunek i oblicz, w jakiej odlegáoĞci od powierzchni bombki zobaczymy obraz Ğwieczki.

Zadanie 17. Stacja nadawcza (3 pkt).

Pewna stacja nadawcza o mocy P=200 kW pracuje na czĊstotliwoĞci Ȟ=98 MHz. Ile fotonów emituje antena tej stacji w ciągu jednej sekundy?

Zadanie 18. Ogrzewanie gazu (3 pkt)

Uzasadnij stwierdzenie, Īe do ogrzania dwóch jednakowych mas gazu doskonaáego o ǻT potrzeba wiĊcej energii w procesie izobarycznym niĪ w procesie izochorycznym.

Zadanie 19. Krople deszczu (2 pkt)

Krople deszczu spadają na ziemiĊ z chmury znajdującej siĊ na wysokoĞci 1700 m. Oblicz, jaką wartoĞü prĊdkoĞci (w ^km_h ) miaáyby te krople w chwili upadku na ziemiĊ, gdyby ich ruch nie byá spowalniany w wyniku oporu powietrza.

Zadanie 20. Gwiazdy neutronowe (3 pkt)

Podejrzewa siĊ, Īe niektóre gwiazdy neutronowe (gwiazdy o olbrzymiej gĊstoĞci) wirują z prĊdkoĞcią 1 obrotu na sekundĊ. Przyjmując, Īe taka gwiazda ma promieĔ 20 km, oblicz, jaka musi byü jej masa minimalna, by materia na jej powierzchni nie oderwaáa siĊ od gwiazdy przy tak szybkim obrocie.

Zadanie 21. Ucieczka galaktyki. (2 pkt)

PrzesuniĊcie ku czerwieni dla widma galaktyki M 87 wynosi z = 0,003.

Oblicz, z jaką szybkoĞcią galaktyka oddala siĊ od nas.

Zadanie 22. Cząstka w polu elektrycznym (2 pkt)

Czy tor naáadowanej cząstki, poruszającej siĊ w jednorodnym polu elektrycznym, jest zawsze równolegáy do kierunku linii siá pola elektrycznego? OdpowiedĨ uzasadnij, wykonując rysunek.

Zadanie 23. Zjawisko fotoelektryczne (4 pkt)

Aby wyrwaü elektron z powierzchni cezu, naleĪy wykonaü pracĊ wyjĞcia W 1,6˜10^19J. Oblicz energiĊ kinetyczną i prĊdkoĞü wylatujących elektronów, jeĪeli cez jest oĞwietlany Ğwiatáem Īóátym o dáugoĞci fali O 0,589Pm.

Brudnopis