Pobierz
Transkrypt
Pobierz
Termodynamika – poziom podstawowy Zadanie 1. (1 pkt) Źródło: CKE 2005 (PP), zad. 8. Zadanie 2. (2 pkt) Źródło: CKE 2005 (PP), zad. 17. 1 Zadanie 3. (3 pkt) Źródło: CKE 2005 (PP), zad. 19. 2 Zadanie 4. (2 pkt) Źródło: CKE 2005 (PP), zad. 21. 3 2 Egzamin maturalny z fizyki i astronomii Arkusz I W zadaniach od 1. do 8. wybierz i zaznacz jedną poprawną odpowiedĨ. Zadanie 1. (1 pkt) Dwaj kolarze zbliĪali siĊ do mety, jadąc jeden obok drugiego ruchem jednostajnym z prĊdkoĞcią 15 m/s. W odlegáoĞci 100 m od mety jeden z nich przyspieszyá i jadąc ruchem jednostajnie przyspieszonym po szeĞciu sekundach minąá metĊ. W jakiej odlegáoĞci od mety znajdowaá siĊ wówczas drugi kolarz jadący do koĔca z niezmienną prĊdkoĞcią? A. 2,5 m B. 5 m C. 10 m D. 15 m Zadanie 2. (1 pkt) Cechy charakterystyczne róĪnych typów gwiazd przedstawia siĊ za pomocą diagramu Hertzspunga-Russella (H – R). Na osiach wspóárzĊdnych tego diagramu odáoĪona jest Zadanie 5. (2 pkt) Źródło: CKE 2005 (PP), zad. 26. A. temperatura powierzchni (typ widmowy) i jasnoĞü absolutna (absolutna wielkoĞü gwiazdowa). B. jasnoĞü absolutna (absolutna wielkoĞü gwiazdowa) i odlegáoĞci od Ziemi. C. Ğrednica gwiazdy i temperatura jej powierzchni. D. temperatura powierzchni i odlegáoĞci od Ziemi. Zadanie 3. (1 pkt) PomiĊdzy nieruchomy stóá i poruszającą siĊ jak na rysunku linijkĊ wáoĪono okrągáy oáówek. Oáówek porusza siĊ (zakáadając, Īe nie wystĊpują poĞlizgi) cm 4 A. w lewo z prĊdkoĞcią o wartoĞci 4 cm . s s cm B. w prawo z prĊdkoĞcią o wartoĞci 4 . s C. w prawo z prĊdkoĞcią o wartoĞci 2 cm . s D. w lewo z prĊdkoĞcią o wartoĞci 2 cm . s Zadanie 4. (1 pkt) Planety w ruchu dookoáa SáoĔca poruszają siĊ po orbitach bĊdących A. okrĊgami. B. hiperbolami. C. elipsami. D. parabolami. Zadanie 6. 5. (1 pkt) Zadanie (1 pkt) Źródło: CKE 01.2006 (PP), zad. 5. Wykres przedstawia przemianĊ gazu doskonaáego. Jest to przemiana p, Pa A. izotermiczna. B. izochoryczna. C. izobaryczna. D. adiabatyczna. T, K 4 Zadanie 7. (2 pkt) Zadanie 15. Gaz (2 pkt) Zadanie 15. Gaz (2 pkt) Wykres przedstawia zaleĪnoĞü Wykres zaleĪnoĞü ciĞnieniaprzedstawia od temperatury staáej masy ciĞnienia od temperatury staáej masy gazu doskonaáego. ObjĊtoĞü tego gazu gazu doskonaáego. ObjĊtoĞü tego gazu w stanie (1.) wynosi V0. Oblicz, ile w stanieobjĊtoĞü (1.) wynosi . Oblicz, wynosi V3 wV0stanie (3.).ile wynosi objĊtoĞü V3 w stanie (3.). Źródło: CKE 01.2006 (PP), zad. 15. p p 2p0 2p0 p0 p0 0 0 2 2 3 3 2T0 2T0 3T0 3T0 1 1 T0 T0 T T Zadanie 16. Silnik (3 pkt) Zadanie 8. 16. (3 pkt) Źródło: CKE 01.2006 (PP), zad. 16. Zadanie Silnik (3 pkt)pracĊ 2,5 kJ, przekazaá do cháodnicy Silnik cieplny, wykonując 7,5 kJ ciepáa. Oblicz Silnik cieplny, wykonując pracĊ 2,5 kJ, przekazaá do cháodnicy 7,5 kJ ciepáa. Oblicz sprawnoĞü tego silnika. sprawnoĞü tego silnika. 5 Zadanie Zbiornik z azotem (3 pkt) Zadanie 9. 20. (3 pkt) Źródło: CKE 05.2006 (PP), zad. 20. o 2 Próbnypod egzamin maturalny1200 fizyki i astronomii zbiornik zawiera Próbny azot ciĞnieniem kPa. Temperatura gazu wynosi 27 C. 2Stalowy maturalny zzz fizyki 2 Próbny egzamin egzamin maturalny fizyki ii astronomii astronomii Poziom podstawowy Zbiornik zabezpieczony jest zaworemPoziom bezpieczeĔstwa, który otwiera siĊ gdy ciĞnienie gazu podstawowy Poziom podstawowy przekroczy 1500 kPa. Zbiornik wystawiono na dziaáanie promieni sáonecznych, w wyniku ZADANIA ZAMKNIĉTE czego temperatura gazu wzrosáa do 77oC. Podaj, czy w opisanej sytuacji nastąpi otwarcie ZADANIA ZAMKNIĉTE zaworu. OdpowiedĨ uzasadnij, wykonując niezbĊdne obliczenia. Przyjmij, Īe objĊtoĞü W zadaniach zadaniach od od 1. do do 10. 10. wybierz ii zaznacz zaznacz jedną jedną poprawną poprawną odpowiedĨ. odpowiedĨ. W zbiornika mimo ogrzania1.nie ulega wybierz zmianie. Zadanie 1. 1. (1 (1 pkt) pkt) Zadanie O tym, tym, Īe Īe siáy siáy dziaáające dziaáające na na KsiĊĪyc KsiĊĪyc siĊ siĊ nie nie równowaĪą, równowaĪą, moĪemy moĪemy wnioskowaü wnioskowaü na na podstawie podstawie O tego, Īe tego, Īe A. KsiĊĪyc KsiĊĪyc porusza porusza siĊ siĊ po po torze torze krzywoliniowym. krzywoliniowym. A. B. okres okres obiegu obiegu KsiĊĪyca KsiĊĪyca dookoáa dookoáa Ziemi Ziemi jest jest wiĊkszy wiĊkszy niĪ niĪ okres okres obrotu obrotu Ziemi Ziemi wokóá wokóá osi. osi. B. C. KsiĊĪyc jest zwrócony do Ziemi zawsze tą samą stroną. C. KsiĊĪyc jest zwrócony do Ziemi zawsze tą samą stroną. D. okres okres obiegu obiegu KsiĊĪyca KsiĊĪyca wokóá wokóá Ziemi Ziemi jest jest równy równy okresowi okresowi jego jego obrotu obrotu wokóá wokóá osi. osi. D. Zadanie 2. 2. (1 (1 pkt) pkt) Zadanie G Na cząstkĊ cząstkĊ poruszającą poruszającą siĊ siĊ zz prĊdkoĞcią prĊdkoĞcią vGv w w obszarze obszarze pola pola magnetycznego magnetycznego oo indukcji indukcji Na G G G G B dziaáa dziaáa siáa siáa F F (rys.).Sytuacja (rys.).Sytuacja przedstawiona przedstawiona na na rysunku rysunku dotyczy dotyczy B GG A. protonu. protonu. vv A. GG G B. elektronu. elektronu. F G B. F B B C. neutronu. neutronu. C. D. cząstki cząstki DD.. D. Zadanie 3.(1(1 (1 pkt) Zadanie 10.3. pkt) Zadanie pkt) Wypeánia Nr zadania 18.1 18.2 19 20 11.2006 (PP), zad. 3. Źródło: CKE Maks. liczba pkt 1 2 3 3 JeĪeli zaáoĪymy, zaáoĪymy,egzaminator! Īe podczas podczas powolnego powolnego zmniejszania zmniejszania objĊtoĞci objĊtoĞci gazu gazu jego temperatura temperatura JeĪeli Īe jego Uzyskana liczba pkt pozostaje staáa, staáa, to to na na pewno pewno pozostaje A. praca praca wykonana wykonana nad nad gazem gazem jest jest równa równa zeru. zeru. A. B. praca praca wykonana wykonana nad nad gazem gazem jest jest równa równa ciepáu ciepáu oddanemu oddanemu przez przez gaz. gaz. B. C. ciepáo pobrane przez gaz jest równe pracy wykonanej przez gaz. C. ciepáo pobrane przez gaz jest równe pracy wykonanej przez gaz. D. ciepáo ciepáo oddane oddane przez przez gaz gaz jest jest równe równe zeru. zeru. D. Zadanie 4.(1(1 (1 pkt) Zadanie pkt) Zadanie 11.4. pkt) Źródło: CKE 11.2006 (PP), zad. 4. Zadanie 12.5. pkt) Zadanie 5.(1(1 (1 pkt) Zadanie pkt) Źródło: CKE 11.2006 (PP), zad. 5. Silnik cieplny cieplny oddaje oddaje do do cháodnicy cháodnicy 44 razy razy wiĊcej wiĊcej ciepáa ciepáa niĪ niĪ zamienia zamienia na na pracĊ. pracĊ. SprawnoĞü SprawnoĞü Silnik silnika jest jest równa równa silnika A. 1/5. 1/5. A. B. 1/4. B. 1/4. C. 1/3. 1/3. C. D. 1/2. D. 1/2. W zewnĊtrznej zewnĊtrznej warstwie warstwie SáoĔca SáoĔca oo gruboĞci gruboĞci okoáo okoáo 100 100 000 000 km km materia materia oo wyĪszej wyĪszej temperaturze temperaturze W unosi siĊ ku powierzchni gdzie oddaje czĊĞü energii do otoczenia i po oziĊbieniu spáywa do do unosi siĊ ku powierzchni gdzie oddaje czĊĞü energii do otoczenia i po oziĊbieniu spáywa wnĊtrza SáoĔca. Zjawisko to nazywamy wnĊtrza SáoĔca. Zjawisko to nazywamy A. promieniowaniem promieniowaniem cieplnym. cieplnym. A. B. przewodnictwem cieplnym. B. przewodnictwem cieplnym. C. konwekcją. konwekcją. C. D. protuberancją. D. protuberancją. 6 Przedstaw na wykresie zaleĪnoĞü wychylenia tego wahadáa od czasu. Na wykresie zaznacz wartoĞci liczbowe amplitudy oraz okresu drgaĔ. 6 obliczenia 7. (1 pkt) Zadanie Próbny egzamin maturalny z fizyki i astronomiiPd Poziom podstawowy RozciągniĊcie sprĊĪyny o 1 cm z poáoĪenia równowagi wymaga wykonania pracy 2 J. Zadanie 13.16. (2 pkt) 11.2006 (PP), zad. 16. RozciągniĊcie tej samej sprĊĪyny 3 cm, równieĪ z poáoĪenia równowagi, wymaga Zadanie Przemiany gazu (2opkt) p Źródło: CKE 2 wykonania pracy Gaz ulega przemianom (na wykresie zaznaczonym, jako 1 – 2, 2 – 3, 3 – 1), w których zmieniają siĊ ciĞnienie, A. 6 J. objĊtoĞü i temperatura gazu. B. 12 J. 1 3 C. 18 J. wykres D. (1 2413.1 J. (1 pkt) Zadanie 16.1. pkt) Zapisz, w której z tych przemian jednoczesnej zmianie V ulegają: ciĞnienie, objĊtoĞü i temperatura gazu. Zadanie 8. (1 pkt) Podczas przejĞcia wiązki Ğwiatáa z oĞrodka o wiĊkszym wspóáczynniku zaáamania do oĞrodka o....................................................................................................................................................... mniejszym wspóáczynniku zaáamania Zadanie (1 pkt) fali 16.2. (113.2 pkt)dáugoĞü prĊdkoĞü fali Zapisz, z punktów (na wykresie zaznaczonych, jako punkt 1, 2 lub 3) temperatura roĞnie, roĞnie, A. w którym gazu roĞnie, maleje, B.jest najwyĪsza. maleje, roĞnie, C. ....................................................................................................................................................... maleje, maleje, D. Zadanie 17. GwóĨdĨ (5 pkt) Zadanie 14.9.(1(1 pkt) Źródło: CKE 2007 (PP), zad. 9. Zadanie pkt) Máotek o masie 0,5 kg poruszający siĊ z prĊdkoĞcią o wartoĞci 10 m/s, podczas wbijania SprawnoĞü wynosi 20%. ciągui po 1 godziny do cháodnicy gwoĨdzia wsilnika drewno,cieplnego uderza prostopadle jego W gáówkĊ upáywiesilnik 0,002 oddaje s zatrzymuje siĊ. 20 kJ energii. W tym czasie pobiera on z grzejnika energiĊ cieplną o wartoĞci 17.1. (2 pkt) A. 25 kJ. wartoĞü siáy z jaką máotek dziaáa na gwóĨdĨ w czasie uderzenia. Oblicz Ğrednią B. 40 kJ. C. 50 kJ. D. 100 kJ. Zadanie (2pkt) pkt) Zadanie 10. (1 pkt) 19. Gaz15. (2 Źródło: CKE 2007 (PP), zad. 19. Trzy czwarte początkowej jąder pewnego izotopu promieniotwórczego W cylindrze o objĊtoĞci 15 dm3liczby znajduje siĊ wodór. CiĞnienie wodoru jest równe 1013,82ulega hPa, o rozpadowi w czasie 24 godzin. Okres poáowicznego rozpadu tego izotopu jest równy a jego temperatura wynosi 27 C. Oblicz liczbĊ moli wodoru znajdujących siĊ w cylindrze. A. 2 godziny. B. 4 godziny. C. 8 godzin. D. 12 godzin. 17.2. (3 pkt) Oblicz wysokoĞü z jakiej naleĪaáoby swobodnie upuĞciü ten máotek aby uderzenie wbiáo gwóĨdĨ na tĊ samą gáĊbokoĞü. 7 A. wykresie 1. B. wykresie 2. C. wykresie 3. D. 17. wykresie 4. Zadanie Elektron (1 pkt) Oblicz koĔcową, relatywistyczną wartoĞü pĊdu elektronu przyspieszanego akceleratorze Zadanie 16.4.(1(1pkt) Źródło: CKEw2008 (PP), zad. 4. Zadanie pkt) do prĊdkoĞci 0,8 c. ZaáóĪ, Īe początkowa wartoĞü prĊdkoĞci przyspieszanego elektronu jest Promienie sáoneczne ogrzaáy szczelnie zamkniĊtą metalową butlĊ z gazem. JeĪeli pominiemy znikomo maáa. rozszerzalnoĞü termiczną butli, to gaz w butli ulegá przemianie A. B. C. D. izobarycznej. izochorycznej. izotermicznej. adiabatycznej. Egzamin maturalny z fizyki i astronomii Poziom podstawowy 3 Zadanie 17.5.(1(1 pkt) Źródło: CKE 2008 (PP), zad. 5. Zadanie pkt) Unoszenie siĊ w górĊ iskier nad páonącym ogniskiem w bezwietrzny dzieĔ jest spowodowane zjawiskiem A. B. C. D. dyfuzji. konwekcji. przewodnictwa. promieniowania. Zadanie 6. (1 pkt) Zadanie 18.18. (5 pkt) CKE 2008 (PP), zad. 18. Zadanie Przemiana izotermiczna pkt)pierwszej na Źródło: Gdy w atomie wodoru elektron przejdzie z (5 orbity drugą, to promieĔ orbity o Gaz o czterokrotnie. temperaturze WartoĞü 27 C poddano wzrasta siáy przyciągania elektrostatycznego dziaáającej pomiĊdzy przemianie izotermicznej. CiĞnienie jądrem i elektronem zmaleje w tej sytuacji początkowe gazu wynosiáo 800 hPa. d, kg/m3 2 razy. WykresA.przedstawia zaleĪnoĞü gĊstoĞci B. 4 razy. 0,12 gazu od jego ciĞnienia dla tej przemiany. C. 8 razy. Podczas przemiany masa gazu nie 0,10 16 razy. ulegaáa D. zmianie. 0,08 Zadanie 7. (1 pkt) 0,06 z fizyki cząstek i astronomii 9 W cyklotronie do zakrzywianiaEgzamin torów maturalny naáadowanych wykorzystuje siĊ 0,04 Poziom podstawowy A. staáe pole elektryczne. 800 900 1000 1100 1200 p, hPa B. staáe pole magnetyczne. Zadanie 18.1 (3 pkt) Zadanie 18.1 (3 pkt) C. zmienne Oblicz masĊ molowąpole tegoelektryczne. gazu. D. zmienne pole magnetyczne. Zadanie 8. (1 pkt) Ziemia krąĪy wokóá SáoĔca w odlegáoĞci w przybliĪeniu 4 razy wiĊkszej niĪ Merkury. Korzystając z trzeciego prawa Keplera moĪna ustaliü, Īe okres obiegu Ziemi wokóá SáoĔca jest w porównaniu z okresem obiegu Merkurego dáuĪszy okoáo A. B. C. D. 2 razy. 4 razy. 8 razy. 16 razy. Zadanie 9. (1 pkt) Jądro izotopu ulegáo rozpadowi promieniotwórczemu. Powstaáo nowe jądro zawierające o jeden proton wiĊcej i o jeden neutron mniej niĪ jądro wyjĞciowe. Przedstawiony powyĪej Zadanie 18.2 (2 pkt) Zadanie 18.2 (2 pkt) opis dotyczy rozpadu Podaj, czy w tej przemianie objĊtoĞü gazu rosáa, czy malaáa. OdpowiedĨ uzasadnij. A. alfa. B. gamma. C. beta plus. D. beta minus. Zadanie 10. (1 pkt) Przyrząd sáuĪący do uzyskiwania i obserwacji widma promieniowania elektromagnetycznego to A. 19. kineskop. Zadanie Soczewka (4 pkt) 8 B. 0,5 m/s.13.1 (2 pkt) Zadanie C. 2,5 wspóáczynnik m/s. Oblicz sprĊĪystoĞci sprĊĪyny. D. 3,5 m/s. Zadanie 19.4.(1(1pkt) Zadanie pkt) Źródło: CKE 2009 (PP), zad. 4. Staáą masĊ gazu poddano przemianie gazowej. Pierwszą zasadĊ termodynamiki dla tej przemiany moĪna zapisaü: ǻU = Q. PrzemianĊ tĊ poprawnie przedstawiono na wykresie oznaczonym numerem p p p p Zadanie 13.2 (1 pkt) WykaĪ, Īe maksymalna wartoĞü przyspieszenia wózka wynosi 4 m/s2. T 1 A. B. C. D. T T T 2 3 4 1. 2. 3. 4. Zadanie 20.14. (5 pkt) Zadanie Przemiana gazowa (5 pkt) Źródło: CKE 2009 (PP), zad. 14. p W cylindrze zamkniĊtym ruchomym táokiem znajduje siĊ 48 g gazu. Temperatura początkowa gazu wynosiáa 3 p1 27oC, a ciĞnienie 800 hPa. ObjĊtoĞü gazu byáa równa 0,047 m3. Gaz poddano przemianie 1 – 2, gdzie cyframi 1 i 2 oznaczono odpowiednio stan początkowy oraz koĔcowy gazu. p1 2 1 Egzamin maturalny z fizyki i astronomii T1 Poziom podstawowy 2 T1 T7 Zadanie 20.1 (2 pkt) Zadanie 14.1 (2 pkt) Ustal, jak zmieniáa siĊ (wzrosáa czy zmalaáa) gĊstoĞü gazu w tej przemianie. OdpowiedĨ uzasadnij, zapisując odpowiednie zaleĪnoĞci. Zadanie 14.2 (3 pkt) Ustal, który z wymienionych w tabeli gazów poddano przedstawionej powyĪej przemianie. OdpowiedĨ uzasadnij, wykonując konieczne obliczenia. 9 Zadanie 14.2 (3 pkt) Zadanie 20.2 (3 pkt) Ustal, który z wymienionych w tabeli gazów poddano przedstawionej powyĪej przemianie. OdpowiedĨ uzasadnij, wykonując konieczne obliczenia. Rodzaj gazu Masa 1 mola, g azot 28 hel 4 tlen 32 Egzamin maturalny z fizyki i astronomii dwutlenek wĊglapoziom podstawowy 44 7 Zadanie 15. Laser (3 pkt) Źródło: CKE 2010 (PP), zad. 14. Zadanie 21.14. (3 pkt) Zadanie Silnik parowy (3 pkt) Laser helowo neonowy o mocy 0,02 W wysyáa w ciągu jednej sekundy 6,35·1016 fotonów. PoniĪej przedstawiono táokowego Oblicz dáugoĞü fali Ğwiatáa schemat emitowanego przez tensilnika laser. parowego oraz cykl przemian termodynamicznych związanych z jego pracą. W silniku parowym gorąca para wodna pod wysokim ciĞnieniem jest wprowadzana z kotáa do cylindra. Ulega tam rozprĊĪaniu najpierw pod staáym ciĞnieniem, a nastĊpnie, gdy dopáyw pary jest juĪ zamkniĊty, rozprĊĪanie odbywa siĊ bardzo szybko, bez wymiany ciepáa z otoczeniem – co powoduje czĊĞciowe skroplenie siĊ pary. Wracający táok, przy otwartym kanale wylotowym, wypycha z cylindra do skraplacza mieszaninĊ wody i pary. NastĊpnie cykl pracy silnika siĊ powtarza. Wypeánia egzaminator! Nr zadania Maks. liczba pkt Uzyskana liczba pkt 13.1 2 13.2 1 14.1 2 14.2 3 15. 3 Zadanie 21.1 (1 pkt) Zadanie 14.1 (1 pkt) Zaznacz na wykresie pracĊ uĪyteczną (wykonaną przez silnik) w jednym cyklu. Zadanie 21.2 (1 pkt) Zadanie 14.2 (1 pkt) Zapisz nazwĊ przemiany jakiej podlega gaz/para na odcinku A–B. Zadanie 14.3 (1 pkt) W silniku parowym temperatura dostarczanej pary wynosi 227 °C, temperatura w skraplaczu 10 jest równa 27 °C. Oblicz teoretyczną sprawnoĞü silnika Carnota pracującego przy tych Zadanie 21.3 (1 pkt) Zadanie 14.3 (1 pkt) W silniku parowym temperatura dostarczanej pary wynosi 227 °C, temperatura w skraplaczu jest równa 27 °C. Oblicz teoretyczną sprawnoĞü silnika Carnota pracującego przy tych samych temperaturach, co opisany silnik parowy. Wypeánia egzaminator Nr zadania Maks. liczba pkt Uzyskana liczba pkt 11 13.1 2 13.2 2 14.1 1 14.2 1 14.3 1