Etap rejonowy 2013/2014

WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2013/2014, ETAP REJONOWY
WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI
DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW
ROK SZKOLNY 2013/2014
KOD UCZNIA:
IMIĘ I NAZWISKO UCZNIA
wpisuje komisja konkursowa po rozkodowaniu pracy!
ETAP II – REJONOWY
Informacje:
1. Czas rozwiązywania zadań wynosi 60 minut.
2. Sprawdź, czy otrzymałeś wszystkie strony arkusza konkursowego (osiem
stron), ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu komisji.
3. Na pierwszej stronie arkusza wpisz wyłącznie wylosowany kod
konkursowy − nie wpisuj swojego imienia i nazwiska.
4. Poprawną odpowiedź w zadaniach testowych zaznacz krzyżykiem. Jeśli
się pomylisz, obrysuj krzyżyk kółkiem i postaw drugi krzyżyk przy
poprawnej odpowiedzi.
5. Rozwiązania zadań otwartych zapisz w wyznaczonych do tego miejscach
(pod treścią zadań).
6. Dozwolone jest użycie kalkulatora prostego.
7. Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 40 punktów.
Za poprawne rozwiązanie każdego zadania testowego otrzymuje się 1
punkt (za błędną odpowiedź 0 punktów; nie są przyznawane "części"
punktów, np. 1/3, 1/2 itp.), za każde zadanie otwarte maksymalnie 10
punktów.
8. Nie używaj korektora. Jeśli się pomylisz, przekreśl błędny tekst i zapisz
poprawną wersję obok.
9. Brudnopis nie podlega ocenie.
10. Zadania, do których zostaną podane dwie (lub więcej) odpowiedzi nie
będą punktowane.
11. Nie wolno używać żadnych dodatkowych kartek na brudnopis, poza tymi,
które stanowią część arkusza konkursowego.
12. Podczas trwania konkursu obowiązuje zakaz posiadania i posługiwania
się telefonami komórkowymi oraz innymi urządzeniami łączności
bezprzewodowej, a także urządzeniami odtwarzającymi/rejestrującymi
dźwięki i obraz.
13. Naruszenie zasad podanych w pkt. 11 i pkt. 12 skutkuje bezwzględnym
wykluczeniem uczestnika z konkursu.
str. 1/8
Uzyskane punkty
Nr zadania
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Zad. 1
Zad. 2
Zad. 3
Suma
Punkty
WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2013/2014, ETAP REJONOWY
ZADANIA TESTOWE
W każdym zadaniu zaznacz tylko jedną prawidłową odpowiedź.
Za każde poprawnie rozwiązane zadanie otrzymasz 1 pkt.
Przy rozwiązywaniu zadań za wartość przyspieszenia grawitacyjnego przyjmij 10 m/s2.
Zadanie 1
Prędkość rozchodzenia się wzbudzonej w sznurze fali mechanicznej ma wartość 3 m/s. Odległość
między dwoma najbliższymi grzbietami tej fali wynosi 60 cm. Okres i częstotliwość drgań
poszczególnych elementów sznura wynoszą odpowiednio:
A. 0,1 s i 5 Hz
B. 0,3 s i 6 Hz
C. 0,2 s i 5 Hz
Zadanie 2
Wykres przedstawia zmianę szybkości poruszającego się ruchem
prostoliniowym ciała o masie 1 kg. Wartość siły wypadkowej sił
działających na to ciało w kolejnych przedziałach czasu wynosiła
A. 0 s – 2 s: 0 N, 2 s – 4 s: 1 N
B. 0 s – 2 s: 2 N, 2 s – 4 s: 4 N
C. 0 s – 2 s: 6 N, 2 s – 4 s: 0,5 N
D. 0 s – 4 s: 1 N
D. 0,2 s i 4 Hz
v[ m/s ]
4
Zadanie 3
Moc prądu płynącego przez opornik o oporze 3 Ω w obwodzie
przedstawionym na rysunku wynosi
A. 8,8 W
B. 10,4 W
C. 12,2 W
D. 6,75 W
2
0
1
2
4
3
4
t[s]
12V
Zadanie 4
Spadająca z chmur kropla deszczu porusza się początkowo ruchem prostoliniowym przyspieszonym,
a później prostoliniowym jednostajnym. Siły działające na kroplę w początkowej i końcowej fazie jej
spadania przedstawione są na rysunku
I
początkowa
końcowa
faza spadania faza spadania
A. I
II
III
IV
początkowa
końcowa
faza spadania faza spadania
początkowa
końcowa
faza spadania faza spadania
początkowa
końcowa
faza spadania faza spadania
B. II
C. III
D. IV
Zadanie 5
Prostopadłościan o wymiarach 20 cm x 40 cm x 80 cm wykonany z substancji o gęstości 700 kg/m3
porusza się pionowo do góry z przyspieszeniem o wartości 0,5 m/s 2. Na prostopadłościan oprócz siły
ciężkości działa jeszcze tylko jedna siła (opory ruchu można zaniedbać). Praca tej siły, od chwili gdy
prostopadłościan zaczął się poruszać do chwili gdy znalazł się na wysokości 4 m względem położenia
początkowego, wyniosła
A. 0 J
B. 89,6 J
C. 1 792 J
str. 2/8
D. 1 881,6 J
WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2013/2014, ETAP REJONOWY
Zadanie 6
Drewniany klocek pływa zanurzony w cieczy. Gdyby naczynie z klockiem zostało przeniesione na
planetę, na powierzchni której przyspieszenie grawitacyjne ma wartość dwa razy większą od
ziemskiego przyspieszenia grawitacyjnego, to zanurzenie klocka
A. byłoby dwa razy większe niż na Ziemi
B. nie zmieniłoby się
C. byłoby cztery razy mniejsze niż na Ziemi
D. byłoby dwa razy mniejsze niż na Ziemi
Zadanie 7
Motocyklista jedzie z szybkością 63 km/h. Mija go jadąca z naprzeciwka długa na 300 m kolumna
samochodów poruszających się z szybkością 45 km/h. Mijanie motocyklisty i kolumny samochodów
(przy zaniedbaniu długości motocykla) trwa
A. 5 s
B. 10 s
C. 15 s
D. 20 s
Zadanie8
Pojazd porusza się ze stałą prędkością, której wartość wynosi 36 km/h. Działające na samochód siły
oporów ruchu mają łączną wartość 400 N. Moc z jaką pracuje silnik samochodu, wynosi
A. 3 000 W
B. 4 000 W
C. 3,5 kW
D. 4,5 kW
Zadanie 9
Podczas ćwiczeń laboratoryjnych uczniowie badali zależność natężenia prądu elektrycznego płynącego
w przewodniku o oporze 5 Ω od napięcia elektrycznego między jego końcami. Wyniki pomiarów
przedstawili na wykresie
I [ A]
I [ A]
I
1
I [ A]
II
1
0
A. I
12 U [ V]
I [ A]
III
6
0,8
0
10 U [ V]
B. II
0
C. III
IV
4
U [ V]
1,4 U [ V]
0
D. IV
Zadanie 10
Ciężarek zawieszony na sprężynie porusza się ruchem drgającym w taki sposób, że długość sprężyny
zmienia się od 16 cm do 22 cm. Amplituda drgań ciężarka wynosi
A. 6 cm
B. 3 cm
C. 11 cm
str. 3/8
D. 4 cm
WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2013/2014, ETAP REJONOWY
ZADANIA OTWARTE
Zadanie 1 (0 – 10 p.)
W celu wyznaczenia oporu elektrycznego opornika zbudowano obwód elektryczny zawierający badany
opornik, źródło napięcia elektrycznego, woltomierz oraz amperomierz. Wskazania mierników natężenia
prądu płynącego w oporniku i napięcia elektrycznego między jego końcami zebrano w poniższej tabeli.
W rozważaniach pomiń opory elektryczne przewodów użytych do połączeń oraz opory wewnętrzne
amperomierza, woltomierza i źródła napięcia.
U(V)
2,1
2,5
3,5
4,5
5
6
I(A)
0,15
0,18
0,26
0,35
0,37
0,53
a) Narysuj schemat obwodu elektrycznego jaki należy zbudować z wymienionych elementów, aby
wyznaczyć opór elektryczny badanego opornika (posłuż się odpowiednimi symbolami elementów
elektrycznych).
b) Narysuj wykres przedstawiający zależność natężenia prądu płynącego w oporniku od napięcia
elektrycznego wskazywanego przez woltomierz.
c) Na podstawie wyników przedstawionych w tabeli oblicz wartość oporu elektrycznego badanego
opornika (wartości cząstkowe zaokrąglaj do trzech cyfr znaczących).
d) Oblicz maksymalną niepewność pomiarową uzyskanej wartości oporu elektrycznego opornika
przyjmując za miarę niepewności połowę różnicy między największa i najmniejszą z otrzymanych
wartości oporu i zapisz otrzymaną na podstawie wyników pomiarów wartość oporu elektrycznego
opornika z uwzględnieniem niepewności pomiaru.
e) Jaka była moc prądu płynącego w oporniku wtedy, gdy napięcie elektryczne między końcami
opornika wynosiło 12 V? Przyjmij, że opór elektryczny opornika nie zależy od przyłożonego do niego
napięcia elektrycznego.
str. 4/8
WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2013/2014, ETAP REJONOWY
Zadanie 2 (0 – 10 p.)
Podczas budowy domu, prostokątny strop, którego pole powierzchni wynosi 120 m2, ocieplono płytami
styropianowymi o wymiarach 2,5 m x 2,0 m x 0,2 m każda. Masa płyty z takiego samego styropianu
i o takiej samej grubości jak grubość płyt użytych do ocieplenia stropu i polu największej powierzchni
równym 1 m2 to 2,5 kg. Płyty potrzebne do ocieplenia stropu podniesiono za jednym razem za pomocą
dźwigu na wysokość 4 m. Oblicz:
a) masę każdej z płyt użytych do ocieplenia stropu,
b) liczbę płyt użytych do ocieplenia stropu (czyli tych o wymiarach 2,5 m x 2,0 m x 0,2 m),
c) wartość siły, z jaką dźwig działał na płyty w czasie ich podnoszenia (przyjmij, że płyty poruszały się
pionowo do góry ruchem jednostajnym),
d) pracę siły dźwigu w czasie podnoszenia płyt potrzebnych do ocieplenia stropu,
e) moc dźwigu, jeżeli dźwig podnosił płyty w czasie 8 sekund.
str. 5/8
WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2013/2014, ETAP REJONOWY
Zadanie 3 (0 – 10 p.)
Sopel lodu o masie 0,2 kg i temperaturze –20°C oderwał się od półki skalnej i spadł na znajdujące się
80 m poniżej skaliste dno szczeliny górskiej. Ciepło właściwe lodu wynosi 2 100 J/(kg∙°C). Przyjmij, że
na spadający sopel nie działały opory powietrza i oblicz:
a) czas, w jakim sopel spadał na dno szczeliny,
b) energię kinetyczną sopla w momencie jego dotarcia na dno szczeliny,
c) o ile stopni wzrosłaby temperatura sopla gdyby w wyniku uderzenia o skaliste dno szczeliny 65%
energii mechanicznej sopla zamieniłoby się w jego energię wewnętrzną,
d) średnią wartość siły oporu, jaka musiałaby działać na sopel, gdyby na dnie szczeliny znajdował się
śnieg i sopel miał ugrzęznąć w nim na głębokości 1 m.
str. 6/8
WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2013/2014, ETAP REJONOWY
BRUDNOPIS
NIE PODLEGA OCENIE
str. 7/8
WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2013/2014, ETAP REJONOWY
BRUDNOPIS
NIE PODLEGA OCENIE
str. 8/8