2013 Styczeń próbna
Transkrypt
2013 Styczeń próbna
ZADANIA ZAMKNIĘTE W zadaniach od 1. do 10. wybierz i zaznacz na karcie odpowiedzi jedną poprawną odpowiedź. POZIOM PODSTAWOWY Zadanie 1. (1 pkt) Wartość pędu samochodu jadącego ruchem jednostajnym wynosiła p = 2·104 Ns. W pewnej chwili samochód zaczął hamować ruchem jednostajnie opóźnionym i w czasie t = 10s wartość jego pędu zmalała do połowy. Prawidłową wartość siły wypadkowej działającej na samochód podczas hamowania oraz jej zwrot są odpowiednio: A. B. C. D. F = 2·103 N, zwrot zgodny ze zwrotem prędkości, F = 2·104 N, zwrot przeciwny do zwrotu prędkości, F = 1·103 N, zwrot zgodny ze zwrotem prędkości, F = 1·103 N, zwrot przeciwny do zwrotu prędkości. Zadanie 2. (1 pkt) Naelektryzowaną dodatnio metalową kulkę zawieszono na sznurku i wprawiono w ruch z pewną częstotliwością. Po umieszczeniu tego wahadła nad ujemnie naelektryzowaną płytą (rys.) częstotliwość wahań. A. wzrosła, B. nie zmieniła się, C. zmalała, D. była równa zero. Zadanie 3. (1 pkt) Na dwóch siłomierzach zawieszono poziomo przewodnik o masie m = 0,02 kg, przez który płynie prąd. Układ umieszczono w polu magnetycznym o liniach prostopadłych do przewodnika. Kierunek prądu oraz zwrot linii pola magnetycznego przedstawiono na rysunku. Wskazania obu siłomierzy są jednakowe i wynoszą F = 0,08N każdy. Wartość siły elektrodynamicznej Fel jest równa A. Fel = 0,36N, B. Fel = 0,28N, C. Fel = 0,16N, D. Fel = 0,04N. 1 Zadanie 4. (1 pkt) Z interpretacji przedstawionego diagramu Hertzsprunga - Russella wynika, że: A. temperatura olbrzymów jest wyższa niż białych karłów, B. temperatura białych karłów jest wyższa niż olbrzymów, C. temperatury olbrzymów i białych karłów są porównywalne. D. temperatura wszystkich gwiazd ciągu głównego jest niższa niż nadolbrzymów. Temperatura w kelwinach 25,000 10,000 6,000 3,000 A F GK Typ widmowy Zadanie 5. ( 1 pkt) Na wykresie przedstawiono pewien cykl przemian gazu doskonałego. p, Pa p 1 p 2 0 V V 2 1 Wybierz prawidłowy opis zachodzących przemian. V, dm3 Zadanie 6. (1 pkt) Równoległa wiązka światła laserowego przechodzi przez dwie szczeliny, jak w doświadczeniu Younga. Szczeliny są wąskie (szerokość szczeliny jest dużo mniejsza niż odległość między szczelinami). Na ekranie ustawionym w odległości kilku metrów od szczelin obserwujemy układ wyraźnych prążków. Są to prążki: A. dyfrakcyjne szczeliny, ponieważ szczelina jest bardzo wąska. B. dyfrakcyjne, ponieważ ekran jest daleko od szczelin. C. interferencyjne dwóch szczelin, ponieważ wiązka nie ulega dyfrakcji na wąskiej szczelinie. D. interferencyjne dwóch szczelin, ponieważ na każdej ze szczelin wiązka ulega silnej dyfrakcji. Zadanie 7. (1 pkt) Przez dużą soczewkę skupiającą o ogniskowej f = 25 cm obserwujemy choinkę znajdującą się kilka metrów przed soczewką. Widzimy odwróconą choinkę, coraz większą w miarę jak zbliżamy się do soczewki. W pewnym momencie przestajemy ją widzieć. Takie zmiany widzenia choinki wynikają z tego, że A. B. C. D. widzimy choinkę tylko wówczas, gdy oko jest dalej niż obraz rzeczywisty. przestajemy widzieć wtedy, gdy powstający obraz jest obrazem pozornym. widzimy obraz rzeczywisty powstający w oku, a oko jest coraz bliżej choinki. wielkość obrazu rzeczywistego tworzonego przez soczewkę rośnie wraz ze zbliżaniem się oka do soczewki. Zadanie 8. (1 pkt) Substancje promieniotwórcze przewozi się do elektrowni atomowych w postaci prętów w zbiornikach utrzymujących niską temperaturę. Chłodzenie to służy: A. zwiększeniu czasu połowicznego rozpadu. B. zmniejszeniu czasu połowicznego rozpadu. C. zapobieganiu promieniotwórczości próbki. D. zapobieganiu rozwinięcia się reakcji łańcuchowej. Zadanie 9. (1 pkt) Planeta X ma dwukrotnie mniejszą masę niż Ziemia oraz dwukrotnie mniejszy promień. Przyspieszenie grawitacyjne na jej powierzchni w stosunku do przyspieszenia ziemskiego jest A. 2 razy większe. B. 2 razy mniejsze. C. takie samo. D. 4 razy mniejsze. Zadanie 10. ( 1 pkt) Uliczne latarnie świecące kolorem żółtym są lampami, w których elementem świecącym jest sód. Lampy te świecą na żółto, bo: A. B. C. D. sód jest metalem o kolorze żółtym. atomy sodu emitują światło o długości około 450 nm. atomy sodu emitują światło o długości około 590 nm. sód zamknięty jest w bańce szklanej ze szkła barwionego na kolor żółty. ZADANIA OTWARTE Rozwiązania zadań od 11. do 18. należy zapisać w wyznaczonych miejscach pod treścią zadania. Zadanie 11. Rozszczepienie światła. (5 pkt) Światło przechodząc z powietrza do płytki szklanej wykonanej ze stopionego kwarcu ulega rozszczepieniu. Wykres przedstawia zależność współczynników załamania światła w szkle kwarcowym od długości padającej fali. Zadanie 11.1 (2 pkt) Na podstawie analizy wykresu oblicz długość fali światła czerwonego w stopionym kwarcu, jeżeli w powietrzu fala ta ma długość 0,7µm. Zadanie 11.2 (1 pkt) W oparciu o wykres n(λ) wykaż, że w szkle kwarcowym szybkość fali światła czerwonego jest większa od szybkości fali światła fioletowego. Zadanie 11.3 (2 pkt) Na płytkę ze szkła kwarcowego pada wiązka światła (jak na rysunku), składająca się z promienia czerwonego i fioletowego. Narysuj dalszy bieg promieni w szkle. Zaznacz odpowiednio promień czerwony literą C, promień fioletowy literą F. Zadanie 12. Wenus i Mars ( 4 pkt) Podstawowe informacje dotyczące wybranych planet podane zostały w tabeli. Planeta Wenus Mars Średnia odległość planety od Słońca w jednostkach astronomicznych 0,7233 1,5273 Masa planety w stosunku do masy Ziemi 0,82 0,11 Promień planety w stosunku do promienia Ziemi 0,95 0,53 Zadanie 12. 1 (2 pkt) Przyjmując, że planety poruszają się po orbitach kołowych, których promień jest równy ich średniej odległości od Słońca wykaż, że stosunek prędkości orbitalnych VW/VM tych planet w ich ruchu wokół Słońca wynosi około 1,45. Zadanie 12.2 (2 pkt) Oblicz stosunek aW / aM przyspieszeń dośrodkowych Wenus i Marsa w ich ruchu orbitalnym wokół Słońca. Przyjmij, że planety poruszają się po orbitach kołowych, których promień jest równy ich średniej odległości od Słońca. Zadanie 13. Wiatraczki (4 pkt) Dwa lekkie metalowe wiatraczki zamontowano na osiach wewnątrz próżniowych baniek. Jeden wiatraczek był czarny i matowy światło (pochłaniający światło), a drugi błyszczący i gładki (odbijający światło). Wiatraczki obracały się po oświetleniu silną wiązką światła. Zadanie 13.1 (2 pkt) Uzasadnij w oparciu o zasady fizyki, że poruszanie się wiatraczka wynika stąd, iż światło niesie pęd. Podaj nazwę odpowiedniej zasady. Zadanie 13.2 (2 pkt) Stwierdzono, że wiatraczek czarny obracał się wolniej niż błyszczący. Uzasadnij na podstawie znanych Tobie zjawisk fizycznych powód takiego zachowania się wiatraczków. Zadanie 14. Wahadełko (6 pkt) Rozważmy wahadełko o długości 25 cm zawieszone na sprężystym uchwycie. Wychylenia wahadła powodują drgania uchwytu, jak również drgający uchwyt może wprawić w ruch zawieszone na nim wahadełko. Zadanie 14.1 (2 pkt) Wykaż, że częstotliwość drgań wahadełka wynosi około 1 Hz. Zadanie 14.2 (2 pkt) Wyjaśnij, jak powinien drgać uchwyt, aby wahadełko wprawić w stałe, nie zmieniające się w czasie drgania. Podaj nazwę zjawiska odpowiedzialnego za wzbudzenie drgań wahadełka. Zjawiskiem tym jest................................................................................ Zadanie 14.3 ( 2 pkt) Na tym samym uchwycie zawieszono dwa wahadełka o tej samej długości. Pierwsze z nich odchylono z położenia równowagi i wprawiono w drgania. Po chwili wahadełko to całkowicie zatrzymało się, a drugie drgało. Wyjaśnij, dlaczego efekt taki nie byłby obserwowany, gdyby wahadełka miały różne długości. Zadanie 15. Mikroskop ( 5 pkt) Na rysunku przedstawiony jest schemat mikroskopu optycznego z zaznaczonym obiektywem, okularem i ich ogniskowymi. Przed obiektywem umieszczono przedmiot, jak zaznaczono na rysunku. Na rysunku zaznaczono również dwa promienie wychodzące z obserwowanego przedmiotu. Zadanie 15.1 (2 pkt) Narysuj (na załączonym rysunku) konstrukcję ilustrującą powstanie obrazu za pomocą obiektywu oraz określ cechy tego obrazu. Powstały obraz jest......................................................................................................... Zadanie 15.2 (2 pkt) Narysuj (na załączonym rysunku) konstrukcję geometryczną ilustrującą powstanie obrazu za pomocą okularu. Zadanie 15.3 (1 pkt) Narysuj (na załączonym rysunku) dalszy bieg promienia (1) przechodzącego przez okular. Zadanie 16. Fotokomórka (5 pkt) W tabeli podano wartości energii fotonów światła, którym oświetlano katodę fotokomórki i wartości energii kinetycznej wybitych z niej elektronów. • 10-19J. Efotonu [10-19 J] Ekinetyczna el. [10-19J] 2,93 0 3,22 0 3,45 3,97 0 0,35 4,02 0,40 4,35 0,73 4,67 1,05 Zadanie 16.1 (3 pkt) Na podstawie danych z tabeli sporządź wykres zależności energii kinetycznej wybitych elektronów od energii padających fotonów. Na podstawie wykresu wykaż, że praca wyjścia dla materiału katody wynosi 3,62 • 10-19J. Zadanie 16.2 ( 2 pkt) Przyjmując wartość podaną w zadaniu 16.1 określ długości fal, dla których efekt fotoelektryczny jest obserwowany w opisanym przypadku. Zadanie 17. Równia pochyła (5 pkt) Na dwóch równiach pochyłych o takim samym rodzaju powierzchni leżą dwie takie same skrzynie o masie m = 32 kg każda (jak na rysunku). Skrzynie nie zsuwają się. Jeśli zwiększymy kąt nachylenia równi II., skrzynia zaczyna się zsuwać. a sin a cos a tg a 0° 0 1 0 30° 0,50 0,87 0,58 35° 0,57 0,82 0,70 55° 0,82 0,57 1,43 60° 0,87 0,50 1,73 Zadanie 17.1 ( 3 pkt) Na załączonym powyżej schemacie narysuj i nazwij siły działające na skrzynię I. Zachowaj zależności między długościami wektorów sił. Wykaż, że siła tarcia w tym przypadku wynosi 160 N. Zadanie 17.2 ( 2 pkt) Analizując zachowanie się skrzyni na obu równiach, określ warunek dla wartości współczynnika tarcia pomiędzy skrzynią i powierzchnią równi. Zadanie 18. Gaz ( 6 pkt) Gaz zamknięty w cylindrze z tłokiem zajmuje objętość 2 dm 3 przy ciśnieniu 800 hPa. Gaz ten poddano cyklowi przemian, przedstawionym na wykresie obok. Zadanie 18.1 (3 pkt) Na podstawie wykresu przedstawiającego cykl przemian gazu uzupełnij poniższą tabelę, wybierając odpowiednie określenia z wymienionych poniżej: - nie zmieniła/ło się, - zmieniła/ło się, - dostarczono do układu, - pobrano z układu, - nie wymieniono, - wykonano nad układem, - wykonał przez układ, - nie wykonano - wzrosła/ło, - zmalała/ło. Zadanie 18.2 (2 pkt) Wykaż, że wartość pracy użytecznej wykonanej podczas tego cyklu jest równa 160 J. Zadanie 18.3 (1 pkt) Oblicz sprawność silnika cieplnego pracującego według opisanego cyklu. Dostarczone ciepło ma wartość 760 J.