2003-06-16

EGZAMIN TESTOWY Z FIZYKI
16 VI 2003
dla I roku Wydziału Inżynierii Środowiska
I termin
T
T
! TT
................................
.............................
Imię i
nazwisko
Wydział, rok
i nr albumu
wersja
A
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 i matematyczne: π ≈ 3, g ≈ 10 m/s2, R ≈ 8 J/(mol K).
1. Pojazd jadący z prędkością 144 km/h wchodzi w płaski zakręt o promieniu 500 m. Pojazd nie wpadnie
w poślizg, jeśli współczynnik tarcia będzie równy:
(A) 0,25;
(B) 0,40;
(C) 0,16;
(D) 0,30.
2. Dwa pojazdy A i B poruszają się w tym samym kierunku po dwóch równoległych pasach ruchu jezdni.
Ich prędkości vA = 10 m/s, vB = 30 m/s, masy mB = 2mA , a współczynniki tarcia µA = µB = 0,25.
Drogi hamowania pojazdów są równe:
(A) 20 m i 180 m;
(B) 15 m i 135 m;
(C) 30 m i 270 m;
(D) 10 m i 90 m.
3. Ciśnienie p wywierane przez falę sprężystą padającą na daną powierzchnię zależy od jej intensywności I
(o wymiarze W/m2) i prędkości fali c jak p = I α · cβ . Wykładniki α i β spełniają równości:
(A) α = −β = 1;
(B) α = −β/2 = 1;
(C) α = β = 1;
(D) 2α = −β = 1.
4. Ciało
p rzucono poziomo z prędkością v0 z wysokości H. Jego prędkość i przyspieszenie styczne po czasie
t < p2H/g są równe odpowiednio:
p
p
p
2t/ (2v )2 + (4gt)2 ;
(C) p(2v0)2 + (2gt)2 i 4gp
(A) (v0)2 + (gt)2 i g 2t/ (v0)2 + (gt)2;
0
(B) v0 + gt i g;
(D) (gt)2 − (v0 )2 i g 2t/ (gt)2 − (v0 )2.
5. Źródłami dźwięku są dwie obustronnie zamknięte tuby wypełnione powietrzem i wydające tony podstawowe. Jeśli c — prędkość dźwięku, l i l + l0 — długości tub, to częstotliwość dudnień jest równa:
(A) cl0/[(2l(l + l0)];
(B) cl0/[(2l(l − l0 )];
(C) 2cl0/[l(l + l0)];
(D) c/(l + l0).
◦
3
6. Pewna substancja topi się przy 20 C, a jej ciepło topnienia wynosi 2 · 10 J/kg. Ciepła właściwe w fazach
stałej i ciekłej są równe odpowiednio 1000 J/(kg K) i 600 J/(kg K). Ilość ciepła, którą trzeba dostarczyć
do 0,3 kg tej substancji, aby podnieść jej temperaturę od 0◦ C do 50◦C jest równa:
(A) 11,4 kJ;
(B) 9,6 kJ;
(C) 12 kJ;
(D) 15,6 kJ.
7. Motocykl stojący nieruchomo na wysokości H rusza w dół nachylonego pod kątem α odcinka toru, zakończonego u dołu pionową pętlą o promieniu R. Jeśli zaniedbamy siły oporu, to minimalna wysokość Hmin
zapewniająca nieodpadnięcie motocykla w najwyższym punkcie pętli spełnia relację:
(A) Hmin ­ 5R/2;
(B) Hmin ­ 2R;
(C) Hmin ­ 7R sin α/2; (D) Hmin ­ 3R/2.
8. Ciało o masie m zsuwa się z równi pochyłej o kącie nachylenia β z przyspieszeniem a. Do ciała przyłożona
jest siła ciężkości i siła tarcia. Współczynnik tarcia µ jest równy:
(A) tg β − a/(g cos β);
(B) tg β − g sin β/a;
(C) tg β + a/(g cos β);
(D) ctg β − a/(g sin β).
9. Dwie cząstki A i B poruszają się ruchem jednostajnym po okręgach mających wspólny środek, ale
różne promienie. Ich przyspieszenia dośrodkowe są równe. Cząstka A obiega okrąg o promieniu 1,8 m
w czasie 3 s. Prędkość cząstki B jest równa 6 m/s. Okres obiegu okręgu cząstki B wynosi około:
(A) 0,2 s;
(B) 5 s;
(C) 0,6 s;
(D) 5/3 s.
10. Patrol policyjny obserwuje motocykl przejeżdżający koło szkoły z niedozwoloną prędkością 15 m/s. Policjanci ruszają w pościg w momencie, gdy mija ich motocykl. Przyspieszenie policyjnego auta a = 2 m/s2.
Czas pogoni i odległość przebyta przez auto do momentu dogonienia motocykla są równe odpowiednio:
(A) 15 s i 225 m;
(B) 5 s i 75 m;
(C) 10 s i 150 m;
(D) 12 s i 120 m.
11. Gaz doskonały znajduje się w pojemniku o objętości V0 pod ciśnieniem p = 2·105 Pa. Po otwarciu zaworu
z pojemnika ubywa 5% masy gazu. Jeśli wypływ gazu odbywa się przy stałej temperaturze, to ciśnienie
gazu po zamknięciu zaworu wyniesie:
(A) 2 · 105 Pa;
(B) 2,1 · 105 Pa;
(C) 0,1 · 105 Pa;
(D) 1,9 · 105 Pa.
12. W ruchu Ziemi po orbicie okołosłonecznej stałe są jej:
(A) pęd i prędkość;
(C) prędkość polowa i energia potencjalna;
(B) energia kinetyczna i promień orbity;
(D) moment pędu i energia mechaniczna.
Pytanie
Odpowiedź
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
EGZAMIN TESTOWY Z FIZYKI
16 VI 2003
dla I roku Wydziału Inżynierii Środowiska
I termin
................................
.............................
wersja
Imię i
nazwisko
Wydział, rok
i nr albumu
A
13. Ciało o masie 0,80 kg podwieszone do sprężyny rozciąga ją o 0,1 m. Okres jego małych drgań wynosi:
(A) 0,2π s;
(B) 0,4π s;
(C) 0,02π s;
(D) π s.
14. Cylindryczny zbiornik wody o promieniu R jest wypełniony do wysokości H. Przez kran w dnie zbiornika
wycieka N litrów w ciągu t sekund. Szybkość obniżania się poziomu wody w zbiorniku wynosi (w m/s):
√
(D) 10−3N/(πR2t).
(A) N/(πR2t);
(B) 3,6N/(πR2t);
(C) 2gH;
15. Moment pędu L ciała o pędzie p = 5i + 6j, znajdującego się w punkcie r = 7k, wynosi:
(A) −42i + 35j;
(B) +42i − 35j;
(C) −35i + 42j;
(D) 35i − 42j.
16. Gaz idealny o cieple molowym 3R/2 poddano izotermicznemu rozprężaniu przy T = 300K. Jego objętość
wzrosła od 0,08 m3 do 4 m3. Końcowe ciśnienie jest równe 105 Pa. Zmiana energii tego gazu wynosi:
(A) (2400 ln 5) J;
(B) 0 J;
(C) 12 J;
(D) 3,92 · 105 J.
17. Równanie fali poprzecznej rozchodzącej się w naciągniętej strunie o gęstości liniowej masy 0,25 kg/m
ma postać (w SI) y(x, t) = 0,075 sin 2π(2t − x/6). Prędkość fazowa tej fali oraz jej średnia moc hP i są,
w jednostkach SI, w przybliżeniu równe odpowiednio:
(A) 12 i 1,2;
(B) 12 i 4,8;
(C) 6 i 16;
(D) 6 i 24.
18. Łyżwiarz o masie 30m stoi na gładkiej tafli lodu i wyrzuca jednocześnie przed siebie hantle o masach m
i 2m, nadając im poziome prędkości (względem tafli) odpowiednio v i v/2. Prędkość łyżwiarza
wynosi:
√
(A) v/15;
(B) v/10;
(C) v/30;
(D) v/(2 5).
9
19. Ściśliwość wody B = 2,25·10 Pa. Fala dźwiękowa o częstotliwości 2 kHz ma w wodzie prędkość i długość:
(A) 1000 m/s i 0,5 m;
(B) 2000 m/s i 1 m;
(C) 1500 m/s i 0,75 m;
(D) 1400 m/s i 0,70 m.
20. Zjawisko rezonansu mechanicznego jest konsekwencją zależności amplitudy drgań wymuszonych od:
(A) przyspieszenia ziemskiego;
(C) prędkości układu mechanicznego;
(B) częstości siły wymuszającej;
(D) energii mechanicznej układu.
21. Pociąg przejeżdża z prędkością 40 m/s obok wieży sygnałowej, wydającej dźwięk o częstotliwości 1 kHz.
Prędkość dźwięku w powietrzu 340 m/s. Pasażer pociągu podczas zbliżania i oddalania się od wieży
słyszy dźwięk o częstotliwościach równych (w kHz) odpowiednio:
(A) 19/15 i 17/19;
(B) 17/15 i 15/17;
(C) 19/17 i 15/17;
(D) 17/15 i 17/19.
22. Krążek o masie m i promieniu R wiruje z prędkością kątową ω. Na krążek działa hamujący moment
siły τ . Czas t, po którym krążek zatrzyma się, jest równy:
(A) ωmr2 /(2τ );
(B) 2ωτ /(mr2);
(C) ωτ /(mr2);
(D) ωmr2/τ .
23. Na środku obrotowego stolika stoi człowiek, trzymając nad głową wirujące z prędkością kątową ωk
wokół pionowej osi (którą podtrzymuje jedną ręką) koło rowerowe o momencie bezwładności Ik . Jeśli
łączny moment bezwładności człowieka, koła i stolika jest równy 7Ik /2, to prędkość kątowa stolika po
zahamowaniu koła przez człowieka wyniesie:
(A) 0;
(B) ωk /7;
(C) 2ωk/5;
(D) 2ωk /7.
24. Na huśtawce o masie mh = 20 kg podpartej w środku, siedzą Jacek i Agatka o masach mJ = 42 kg
i mA = 24 kg. Belka przyjmuje położenie poziome, jeśli Jacek siedzi w odległości dJ = 0,8 m od środka,
a Agatka w odległości x. Siła nacisku na punkt podparcia belki oraz odległość x są równe odpowiednio:
(A) 660 N i 1,6 m;
(B) 660 N i 1,4 m;
(C) 860 N i 1,6 m;
(D) 860 N i 1,4 m.
25. Grawitacyjne przyspieszenie na powierzchni Marsa, którego promień R = 3,4 · 106 m, wynosi 4 m/s2.
Wysokość h nad powierzchnią Marsa, na której ciężar ciała stanowi 40% ziemskiego ciężaru, jest równa:
(A) 0;
(B) R;
(C) R/2;
(D) 0,4R.
26. Praca W wykonana przez wypadkową siłę F nad ciałem o masie m jest równa zmianie jego energii:
(A) mechanicznej;
(B) kinetycznej;
(C) wewnętrznej;
(D) potencjalnej.
27. Skład powietrza: 80% azotu i 20% tlenu. Ciepła molowe powietrza Cp i CV są równe odpowiednio:
(A) 7R/2 i 5R/2;
(B) 3R i 2R;
(C) 4R i 3R;
(D) 5R/2 i 3R/2.
Wrocław, 16 VI 2003
Pytanie
Odpowiedź
13
dr hab. inż. W. Salejda, prof. PWr i zespół
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27