docEGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI i ASTRONOMII
download 
Reklamacja Transkrypt
EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI i ASTRONOMII
POUFNE do dnia ................ godz. ............. WPISUJE PISZACY PO OTRZYMANIU PRACY KOD ZDAJACEGO - - WPISAC PO ROZKODOWANIU PRACY IMIE NAZWISKO ARKUSZ II EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI i ASTRONOMII Arkusz egzaminacyjny II Czas pracy 120 minut Informacje 1. Prosze sprawdzic, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron, w tym 2 strony przeznaczone na brudnopis. Ewentualny brak nalezy zglosic przewodniczacemu komisji. 2. Prosze rozwiazac zadania. 3. Przy kazdym zadaniu podana jest mozliwa do uzyskania liczba punktów. 4. Za rozwiazanie wszystkich zadan mozna otrzymac lacznie 60 punktów. 5. Odpowiedzi nalezy zapisac dokladnie i czytelnie, pokazujac droge ich uzyskania. 6. Nalezy uzyc tylko niebieskiego lub czarnego dlugopisu albo pióra. Prosze nie uzywac korektora. 7. W przypadku podania blednej odpowiedzi nalezy dany fragment pracy wyraznie przekreslic. 8. Podczas egzaminu mozna korzystac z tablic wzorów i stalych fizycznych umieszczonych na koncu arkusza oraz z przyborów do kreslenia i kalkulatorów. Zyczymy powodzenia! WPISAC PO OTRZYMANIU WYPELNIONEGO ARKUSZA KOD EGZAMINATORA IMIE NAZWISKO ROK 2002 Uzyskane punkty Nr zad. Punkty 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Suma 2 Egzamin maturalny z Fizyki Arkusz egzaminacyjny II ZADANIE - Ladowanie na Ksiezycu. Kapsula do ladowania na Ksiezycu opuszcza sie pionowo ku powierzchni tego ciala niebieskiego ze stala predkoscia 4 m/s. Calkowita masa kapsuly wraz z zaloga wynosi 20 000 kg. Przyjmij, ze natezenie pola grawitacyjnego Ksiezyca wynosi w poblizu jego powierzchni 1,6 N/kg. Zadanie 21 ( 3 pkt.) W trakcie pierwszej czesci ladowania sila ciagu silników pojazdu, skierowana do góry wynosi 32 000 N. Uzasadnij, ze w zwiazku z tym porusza sie on ze stala predkoscia. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Zadanie 22 ( 6 pkt.) Sila ciagu silników kapsuly wzrasta do 36 000 N w ostatnich 15 sekundach jej ladowania. (a) Oblicz wartosc przyspieszenia (opóznienia) pojazdu w tym czasie. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... (b) Oblicz predkosc pojazdu tuz przed zetknieciem z powierzchnia Ksiezyca. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... (c) Oblicz odleglosc kapsuly od powierzchni w chwili rozpoczecia ostatniej fazy ladowania. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Egzamin maturalny z Fizyki Arkusz egzaminacyjny II ___________________________________________________________________________________ 3 ....................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Uwaga . Mozesz zaniedbac zmiany masy kapsuly zwiazane ze zuzyciem paliwa. Zadanie 23 ( 4 pkt.) Narysuj wykres zaleznosci predkosci kapsuly od czasu dla 20 sekund od chwili rozpoczecia ostatniej fazy ladowania. Zadanie 24 ( 6 pkt.) Zaloga kapsuly pozostawila na Ksiezycu sprzet do badan oraz urzadzenia potrzebne do ladowania. Jej masa w chwili startu w droge powrotna wynosila 10 000 kg. Silniki mialy wówczas paliwo na dwie minuty pracy. Na jakiej maksymalnej wysokosci nad powierzchnia Ksiezyca moze krazyc statek kosmiczny aby zaloga kapsuly miala szanse do niego dotrzec. Uwaga. Zalóz, ze sila ciagu silników jest taka jak w ostatniej fazie ladowania oraz ( niezbyt realistycznie), ze masa kapsuly nie ulega zmianie podczas pracy silników. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... 4 Egzamin maturalny z Fizyki Arkusz egzaminacyjny II ___________________________________________________________________________________ ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... Zadanie - Zwojnica Bateria o sile elektromotorycznej 10 V i pomijalnie malym oporze wewnetrznym jest polaczona z urzadzeniem zapisujacym natezenie pradu w funkcji czasu ( o pomijalnie malym oporze ) oraz zwojnica, jak to pokazano na schemacie. Urzadzenie zapisujace zaleznosc natezenia pradu od czasu Po zamknieciu obwodu przelacznikiem , dzieki urzadzeniu zapisujacemu zaleznosc natezenia pradu od czasu otrzymano nastepujacy wykres I(t): Egzamin maturalny z Fizyki Arkusz egzaminacyjny II ___________________________________________________________________________________ 5 Zadanie 25 ( 3 pkt.) Oblicz, ile wynosila sila elektromotoryczna samoindukcji zwojnicy w chwili zamkniecia obwodu? ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Zadanie 26 ( 4 pkt.) Korzystajac z wykresu, okresl poczatkowa szybkosc zmian natezenia pradu. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Zadanie 27 ( 5 pkt.) Korzystajac z wykresu, oblicz indukcyjnosc zwojnicy. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Zadanie 28 (3 pkt.) Po pewnym czasie prad w obwodzie osiagnie stale natezenie 20 mA. Oblicz ile wynosi opór zwojnicy. 6 Egzamin maturalny z Fizyki Arkusz egzaminacyjny II ___________________________________________________________________________________ ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Zadanie 29 (3 pkt.) Wyjasnij, jakie zjawiska zachodza tuz po wylaczeniu pradu w obwodzie. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... Zadanie - Sprezanie gazu Pewna ilosc gazu o stalej masie zostala sprezona w stalej temperaturze przy pomocy pompy. W trakcie tego procesu mierzono cisnienie gazu i odpowiadajaca mu objetosc. Istnieje przypuszczenie, ze objetosc gazu V i jego cisnienie p sa do siebie odwrotnie proporcjonalne. Wyniki pomiarów i ich dokladnosc zapisano w ponizszej tabelce: P[kPa] ±10kPa 200 270 370 410 530 620 V[cm3 ] ±2cm3 117 70 59 53 41 35 1/V[cm - 3 ] Egzamin maturalny z Fizyki Arkusz egzaminacyjny II ___________________________________________________________________________________ 7 Zadanie 30 ( 2 pkt.) Uzupelnij tabele dla 1/V, uwzgledniajac niepewnosc w ustaleniu tej wielkosci. (?(1/V) = ?V/V2 ). Zadanie 31 ( 6 pkt.) Sporzadz wykres zaleznosci odwrotnosci objetosci 1/V od cisnienia p. Dobierz odpowiednio skale. Zaznacz prostokaty niepewnosci pomiarowej. Zadanie 32 (4 pkt.) Czy otrzymane wyniki potwierdzaja oczekiwana zaleznosc pomiedzy V i p? Uzasadnij odpowiedz. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... 8 Egzamin maturalny z Fizyki Arkusz egzaminacyjny II ___________________________________________________________________________________ Zadanie 33 ( 2 pkt.) Czy analizujac wyniki pomiarów mozesz z cala pewnoscia stwierdzic, ze którys z wyników jest skutkiem popelnienia przez badacza „bledu grubego”? Odpowiedz uzasadnij. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Zadanie 34 (3 pkt.) Na podstawie swojego wykresu odczytaj i podaj przyblizona wartosc objetosci gazu, gdy jego cisnienie wynosilo 480 kPa. Zaznacz odpowiednia procedure na wykresie. Okresl niepewnosc odczytu. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Zadanie 35 ( 3 pkt.) Odczytaj i podaj przyblizona wartosc cisnienia odpowiadajacego objetosci 100 cm3 . Zaznacz odpowiednia procedure na wykresie. Okresl niepewnosc odczytu. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Zadanie 36 ( 3 pkt.) Czy Twój wykres powinien przechodzic przez poczatek ukladu wspólrzednych? Odpowiedz uzasadnij. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Egzamin maturalny z Fizyki Arkusz egzaminacyjny II ___________________________________________________________________________________ BRUDNOPIS 9 10 Egzamin maturalny z Fizyki Arkusz egzaminacyjny II ___________________________________________________________________________________ BRUDNOPIS Egzamin maturalny z Fizyki Arkusz egzaminacyjny II ___________________________________________________________________________________ 11 Karta wzorów i stalych fizycznych Mechanika v (t ) ? v 0 ? at s (t ) ? s 0 ? v 0 t ? ? ? F ? ma at 2 ? mv 2 Fd ? r ? Mm Fg ? G 2 r mv 2 2 ?W P? ?t FT ? ? FN E kin ? 2 ? ? p ? mv ? g? ?? 2? ? ? ? ?t T ? ? p? F? ?t ?? W ? Fs cos( F, s ) ? Fg ? v a ? r V ? GM RZ ? v II ? 2GM RZ E pot ? mgh , h << Rz m E pot ? ?G 2 ? vI ? T2 ? const . R3 v ? u1 f'? f v ? u2 Mm r E pot m Termodynamika i wlasnosci materii F , p ? ? gh S ? m ? ? , Fw ? ? Vg V ? Q ? mc w ? T p? ? Q ? mC faz Elektrycznosc i magnetyzm ? 1 Qq F? 4? ?0 r 2 ? ? F E ? q E pot ? V? 1 Qq 4? ?0 r 1 R calk 10 3 102 101 1 1 1 ? ?? ? R1 R 2 Rn n ? Ik k ?1 E I? R1 ? R 2 ? ? ? Rn 1 1 1 ? ? ?? ? C1 C 2 Cn ? C1 ? C2 ? ? ? C n Mnoznik 1018 1015 1012 109 106 ? I calk ? Q U C calk Ccalk l S R calk ? R 1 ? R 2 ? ? ? R n E pot 1 ?Q I ? ?t U ? IR R? ? q ? U E ? d C? pV ? nRT pV ? N A k B T c ? ? P , c P ? cV ? R cV ?Q ? ?U ? ?W Przedrostek P ? IU ? ? ? | FL | ? qvB sin( v, B) Oznaczenie eksa E peta tera giga mega kilo hekto deka P T G M k h da Mnoznik 10 ? 18 10 ? 15 10 ? 12 10 ? 9 10 ? 6 10? 3 10 ? 2 10? 1 W ? p? V Wu Wc Q ? Q2 T ? ? 1 ? 1? 2 Q1 T1 ? ? ? ? ? ? BS cos( B, S) ? ? I B? 0 2? r ? I B ? ?0N l ? ? 0 I1 I2 l F ? 2? r ?? E SEM ? ? ?t E SEM ? ? L ?I ?t U 2 n2 ? U1 n1 E ? mc 2 Przedrostek atto femto piko nano mikro mili centy decy Oznaczenie a f p n ? m c dc 12 Egzamin maturalny z Fizyki Arkusz egzaminacyjny II ___________________________________________________________________________________ 1,0079 1 Uklad okresowy pierwiastków 4,0026 2 Wodór 6,941 3 9,01218 4 10,811 5 12,011 6 14,006 7 15,999 8 18,998 9 Hel 20,179 10 Lit 22,9897 22 Beryl 24,305 12 Bor 26,982 13 Wegiel 28,085 14 Azot 30,974 15 Tlen 32,066 16 Fluor 35,45 17 Neon 39,948 18 Sód 39,0983 19 Magnez 40,078 20 44,9559 21 47,88 22 50,941 23 51,996 24 54,938 25 55,847 26 58,933 27 58,69 28 63,546 29 65,39 30 Glin 69,723 31 Krzem 72,921 32 Fosfor 74,921 33 Siarka 78,96 34 Chlor 79,90 35 Argon 83,80 36 Potas 85,467 37 Wapn 87,62 38 Skand 89,905 39 Tytan 91,224 40 Wanad 92,906 41 Chrom 95,94 42 Mangan 97,905 43 Zelazo 101,07 44 Kobalt 102,905 45 Nikiel 106,42 46 Miedz 107,868 47 Cynk 112,411 48 Gal 114,82 49 German 118,710 50 Arsen 121,75 51 Selen 127,60 52 Brom 126,904 53 Krypton 131,29 54 Rubid 132,905 55 Stront 137,327 56 Itr Cyrkon 178,49 72 Niob 180,947 73 Molibden 183,85 74 Technet 186,207 75 Ruten 190,2 76 Rod 192,22 77 Pallad 195,08 78 Srebro 196,966 79 Kadm 200,59 80 Ind 204,383 81 Cyna 207,2 82 Antymon 208,980 83 Tellur 208,982 84 Jod 209,987 85 Ksenon 222,018 86 Cez 223,02 87 Bar 226,025 88 Wolfram 263,1 106 Ren 262,1 107 Osm 265,1 108 Iryd 266,1 109 Platyna Zloto Rtec Tal Olów Bizmut Polon Astat Radon Ac – Lr Tantal 262,1 105 Frans Rad 89-103 104 105 106 107 108 109 138,905 57 140,115 58 140,907 59 144,24 60 144,913 61 150,36 62 151,965 63 157,25 64 158,925 65 162,50 66 164,930 67 167,93 68 168,93 69 173,04 70 174,967 71 Lantan Cer Neodym Promet Samar Europ Gadolin Terb Dysproz Holm Erb Tul Iterb Lutet 227,028 89 232,038 90 Prazeody m 231,036 91 238,028 92 237,048 93 244,064 94 243,061 95 247,07 96 247,07 97 251,08 98 252,08 99 257,095 100 258,099 101 259,1 102 260,1 103 Aktyn Tor Protaktyn Uran Neptun Pluton Ameryk Kiur Berkel Kaliforn Einstein Ferm Mendelew Nobel Lorens H Li Be Na K Fr B Mg Ca Rb Cs He Sr Ba Ra Al Sc Ti Y Zr Hf La - Lu 57- 71 Hafn 261,1 104 Unq La Ce Ac Th V Cr Nb Mo Ta W Unp Unh Pr Nd Pa U Mn Tc Re Uns Pm Np Fe Co Ru Ni Rh Os Pd Ir Uno Pt Cu Zn Ag Cd Au Hg Ga In Tl C N Si P Ge As Sn Sb Pb Bi O S Se Te Po F Ne Cl Ar Br Kr I At Xe Rn Une Sm Eu Pu Am Gd Cm Tb Dy Bk Cf Ho Es Er Tm Fm Md Yb No Lu Lr Wazniejsze stale fizyczne Przyspieszenie ziemskie g ? 9,81 m m ? 10 2 2 s s Masa Ziemi M Z ? 5,98 ? 10 24 kg Sredni promien Ziemi RZ ? 6371 km Stala grawitacji G ? 6,67 ? 10 ?11 Stala gazowa 2 Nm kg 2 Liczba Avogadro R ? 8,31 J molK Stala Boltzmanna 1 mol k B ? 1,38 ? 10 ? 23 Objetosc 1 mola gazu w warunkach normalnych Stala Plancka N A ? 6,02 ? 10 23 V ? 22,4 dm 3 mol h ? 6,62 ? 10 ? 34 J K Js Przenikalnosc dielektryczna prózni ? 0 ? 8,85 ? 10 ?12 C2 Nm2 Przenikalnosc magnetyczna prózni ? 0 ? 1, 26 ? 10 ? 6 N A2 Masa spoczynkowa elektronu m e ? 9,11 ? 10 ? 31 kg Masa spoczynkowa protonu m p ? 1,67 ? 10 ? 27 kg Predkosc swiatla w prózni Ladunek elektronu m c ? 3 ? 10 s e ? 1,6 ? 10 ? 19 C 8 Masa spoczynkowa neutronu m p ? 1,68 ? 10? 27 kg Jednostka masy atomowej u ? 1,66 ? 10 ? 27 kg u ? 931,5 MeV c2
