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.