Test_szkola_12_01_2016

Bydgoszcz Toruń Włocławek 12.01.2016r.
Konkurs fizyczny dla uczniów szkół średnich
Etap szkolny – TEST
Czas rozwiązywania testu 60min.
Do rozwiązywania opisanych w zadaniach problemów należy używać przybliżenia fizyki klasycznej.
Odpowiedzi do zadań testowych należy udzielać na dołączonej karcie odpowiedzi wstawiając znak „X” w odpowiednim miejscu. W razie pomyłki należy otoczyć poprzednią odpowiedź kółkiem i zaznaczyć nowy znak „X”.
Podczas rozwiązywania zadań wolno korzystać z karty wybranych wzorów i stałych fizycznych (opublikowaną przez Centralną Komisję Egzaminacyjną) oraz z kalkulatora. Kalkulatora pozbawionego możliwości programowania oraz zapisywania danych tekstowych do pamięci.
Życzę powodzenia!
Grzegorz F. Wojewoda – odpowiedzialny za przygotowanie zadań.
Zad. 1
Na dwóch niciach o jednakowych długościach zawieszono obok siebie dwie metalowe kulki o równych
masach. Jedną z kulek odchylono o kąt 30° od kierunku pionowego i puszczono swobodnie. Zderzenie
miedzy kulkami było idealnie sprężyste. Po zderzeniu:
A. obie kulki wychyliły się równocześnie pod kątem 15°.
B. obie kulki wychyliły się równocześnie pod kątem 7,5°.
C. początkowo nieruchoma kulka wychyliła pod kątem 30°.
D. kulka uderzająca powróciła do położenia początkowego, a druga pozostała w spoczynku
Zad. 2
Szklane naczynie w kształcie stożka (rysunek) wypełniono wodą o masie m i ustawiono
na stole. Siła parcia wody na dno naczynia jest:
1
m⋅g.
2
C. równa m ⋅ g .
1
m⋅g .
3
D. większa niż m ⋅ g .
A. równa
B. równa
Informacja do zadań 3 i 4
Do pionowo ustawionej deski przyciskano stalowy prostopadłościan.
Masa tego kawałka stali wynosi 0,2 kg, a współczynnik tarcia statycznego między drewnem a stalą wynosi 0,5. W sytuacji A prostopadłościan jest dociskany do deski siłą o wartości 5 N. W obu sytuacjach
metal pozostaje nieruchomy względem deski.
→
FN
5N
sytuacja A
sytuacja B
Zad. 3
W sytuacji A wartość siły tarcia prostopadłościanu o deskę wynosi:
A. 0,5 N.
B. 2 N.
C. 2,5 N.
D. 5,5 N.
Zad. 4
Prostopadłościan obrócono o kąt 90° i ponownie dociśnięto do deski (sytuacja B)
Zaznacz właściwe stwierdzenie oraz jego poprawne uzasadnienie zakreślając odpowiednie miejscach na
karcie odpowiedzi.
Minimalna wartość siły, z jaką po zmianie trzeba dociskać klocek, aby nadal pozostawał nieruchomy, w
porównaniu z sytuacją A jest
Stwierdzenie
1. większa,
2. mniejsza,
3. taka sama,
ponieważ
Uzasadnienie
A. wzrosło ciśnienie wywierane przez stal na deskę.
B. masa stali nie uległa zmianie.
C. zmalała powierzchnia styku obu ciał.
Zad. 5
Na nitce, która jest izolatorem, zawieszono na statywie dwie naładowane elektrycznie metalowe
kulki. Oba odcinki nici były napięte. Opisana sytuacja została przedstawiona na rysunku.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub F, jeśli zdanie jest fałszywe. Zakreśl odpowiednie miejsce na karcie odpowiedzi.
P
1.
2.
3.
F
Gdyby kulki połączono przewodem, to mogłyby się one do siebie przyciągnąć siłami
elektrycznymi.
Wartość siły naciągu dolnego odcinka nici mogła być większa niż wartość siły naciągu górnego odcinka nici.
Na podstawie przedstawionych informacji można ustalić, czy kulki były naładowane
ładunkami jednoimiennymi czy różnoimiennymi.
Zad. 6
Żarówkę, której dane nominalne to 3 V oraz 4,5 W, podłączono na baterii o napięciu 1,5 V. Amperomierz podłączony do obwodu tej żarówki wskazał natężenie 0,9 A.
Zaznacz właściwe stwierdzenie oraz jego poprawne uzasadnienie zakreślając odpowiednie miejscach na karcie
odpowiedzi.
Moc żarówki podczas doświadczenia była
Stwierdzenie
1.
mniejsza od zapisanej
na obudowie,
większa od zapisanej
2.
na obudowie,
Uzasadnienie
A. żarówka miała za duży opór.
ponieważ
B.
przez żarówkę płynął prąd o zbyt dużym natężeniu.
C.
żarówka była podłączona do zbyt niskiego napięcia.
Zad. 7
Z samolotu lecącego na wysokości 4 km nad ziemią wyskakuje skoczek spadochronowy. W pierwszej fazie lotu –
m
przed otwarciem spadochronu – maksymalna wartość prędkości skoczka wynosi 50 . Po osiągnięciu tej prędkos
ści skoczek spada ruchem jednostajnym. Całkowita masa spadochroniarza wynosi 100 kg. Podczas lotu działa na
niego siła ciężkości oraz siła oporów ruchu.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub F, jeśli zdanie jest fałszywe. Zakreśl odpowiednie miejsce na karcie odpowiedzi.
P
1.
2.
3.
F
Siła oporów ruchu działająca na skoczka przed otwarciem spadochronu rośnie do osiągnięcia wartości maksymalnej.
Podczas spadania ruchem jednostajnym wartość siły oporów ruchu jest równa ciężarowi
skoczka.
Otwarcie spadochronu spowoduje wzrost wartości siły oporów oraz zmniejszenie prędkości spadania.
Zad. 8
Strzykawkę napełniono wodą, a następnie zamknięto szczelnie jej wylot. Po naciśnięciu na tłok wzrosło ciśnienie wewnątrz strzykawki. Co się dzieje z gęstością wody w strzykawce?
Zaznacz właściwe stwierdzenie oraz jego poprawne uzasadnienie zakreślając odpowiednie miejscach na karcie
odpowiedzi.
Gęstość wody podczas jej ściskania
Stwierdzenie
1. rośnie,
Uzasadnienie
A. wzrosło ciśnienie wody.
ponieważ B. ciśnienie w wodzie rozchodzi się równomiernie.
2. nie zmienia się,
C. ciecze są nieściśliwe.
Zad. 9
Kulkę wprawiono w ruch jednostajny po poziomym okręgu. Sytuację przedstawiono na
rysunku. Podczas ruchu wypadkowa wszystkich sił działających na kulkę skierowana jest
A. wzdłuż nitki w górę.
B. wzdłuż nitki w dół.
C. w stronę środka okręgu.
D. stycznie do okręgu.
Zad. 10
Temperatura pewnego gazu doskonałego zamkniętego w szczelnym naczyniu wzrosła od T1 = T do
T2 = n ⋅ T . Średnia prędkość cząsteczek tego gazu
A. wzrosła n razy.
B. wzrosła n razy.
C. wzrosła n2 razy.
D. zmalała n razy.
Zad. 11
Dwa ciała 1 oraz 2 wykonują ruch drgający prosty pomiędzy punktami K i M. Okresy drgań obu ciał są
jednakowe i wynoszą T. W pewnym momencie ciała 1 i 2 znajdują się w położeniach przedstawionych na
rysunku.
1
2
K
M
0
Ciała te miną się po czasie
1
2
A. t = T .
1
4
B. t = T .
1
8
C. t = T .
D. t =
1
T.
16
Zad. 12
Przewodząca plastelina ma kształt walca o średnicy d oraz długości L ma opór 50 Ω. Plastelinę tę następnie przeformowano tak, że powstał z niej walec o długości 2L. Opór nowego walca wynosi
A. 25 Ω.
B. 50 Ω.
C. 100 Ω.
D. 200 Ω.
Zad. 13
Na izolującej podstawce zamocowano metalową sferę, która
na początku była obojętna elektrycznie. Następnie zetknięto
z nią ciało K. W wyniku zetknięcia sfera została naelektryzowana ładunkiem dodatnim. Nieprawdą jest, że
A. ciało K było początkowo naładowane dodatnio.
B. do sfery przepłynęły ładunki dodatnie.
C. podczas tego procesu spełniona jest zasada zachowania ładunku.
D. elektrony przepłynęły ze sfery do ciała K.
Zad. 14
Podczas pewnego procesu termodynamicznego gaz doskonały pobrał ciepło Q. Jego energia wewnętrzna
U pozostała stała. Podczas tego procesu
A. gaz wykonał pracę a jego temperatura wzrosła.
B. nad gazem wykonano pracę a jego temperatura pozostała stała.
C. gaz wykonał pracę a jego temperatura pozostała stała.
D. nad gazem wykonano pracę a jego temperatura wzrosła.
Zad. 15
Uczniowie badali dźwięki emitowane przez słup powietrza zamknięty w butelce. Jeden z nich zbliżał usta
do wylotu butelki i umiejętnie dmuchając, pobudzał powietrze w butelce do drgań. Gdy zmieniali poziom
wody w butelce, to zmieniała się częstotliwość uzyskanych dźwięków.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub F, jeśli zdanie jest fałszywe. Zakreśl odpowiednie miejsce na karcie odpowiedzi.
P
F
1. Fale wytworzone za pomocą butelki są falami poprzecznymi.
2. Zwiększenie poziomu wody w butelce spowoduje zwiększenie częstotliwości dźwięku.
3. Długość emitowanej fali dźwiękowej zależy od wysokości słupa powietrza w butelce.
Zad. 16
W pokoju znajduje się metalowe krzesło i pluszowa zabawka. Kamil lewą dłonią dotknął krzesła a prawą
zabawki. Wyczuł za pomocą dotyku, że krzesło jest chłodniejsze niż zabawka.
Zaznacz właściwe stwierdzenie oraz jego poprawne uzasadnienie zakreślając odpowiednie miejscach na
karcie odpowiedzi.
W rzeczywistości
Stwierdzenie
Uzasadnienie
1. wyższą temperaturę ma krzesło,
2. wyższą temperaturę ma zabawka,
temperatury obu przedmiotów były
3.
jednakowe
ale
A.
metale mają większe ciepło właściwe.
B.
metale są lepszymi przewodnikami ciepła.
C.
metale powodują zmianę odczucia dotyku.
Zad. 17
Wystrzelona w roku 2006 sonda New Horizons w roku 2015 dotarła do Plutona. Sonda opuściła okolice
Ziemi z rekordową prędkością 16,3 km/s względem naszej planety.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub F, jeśli zdanie jest fałszywe. Zakreśl odpowiednie miejsce na karcie odpowiedzi.
P
F
Do momentu opuszczenia pola grawitacyjnego Ziemi energię potencjalną sondy można
1.
było obliczać ze wzoru Ep = m·g·h.
Wraz z oddalaniem się od Słońca malała energia kinetyczna sondy, a rosła energia po2.
tencjalna grawitacji układu Słońce – sonda.
3. Tuż za orbitą Plutona sonda znajdzie się poza wpływem grawitacji Słońca.
Zad. 18
Podczas zabawy z piłką Paweł wyrzucił ją pionowo w górę. Podczas lotu na piłkę działały siła ciężaru oraz siła
oporu powietrza. Piłka dotarła na wysokość 4 m od miejsca wyrzucenia, a następnie wróciła do tego miejsca.
Zaznacz właściwe stwierdzenie oraz jego poprawne uzasadnienie zakreślając odpowiednie miejscach na karcie
odpowiedzi.
Czas spadania piłeczki z maksymalnej wysokości w porównaniu z czasem wznoszenia się na tę wysokość był
Stwierdzenie
1. krótszy,
A.
ponieważ
2. dłuższy,
3. taki sam,
B.
C.
Uzasadnienie
podczas lotu w dół siła oporu działająca na piłeczkę ma
zwrot przeciwny do ciężaru.
siła oporu spowoduje, że osiągnięta wysokość będzie
mniejsza niż w sytuacji ruchu bez oporu powietrza.
podczas lotu w górę i w dół na piłeczkę działają takie
same siły oporu oraz ciężaru.
Zad. 19
Wokół planety o masie M krąży jej księżyc o masie m. Promień orbity tego księżyca wynosi r. Okres
obiegu księżyca wokół planety można obliczyć ze wzoru
A. T = 2π
r3
.
GM
B. T = 2π
r3
.
Gm
C. T = 2π
r
GM
D. T = 2π
r
.
Gm
Zad. 20
Sprawność silnika cieplnego wynosi 0,3. Stosunek ciepła pobranego ze źródła do ciepła oddanego do
chłodnicy wynosi
A.
10
.
7
B.
7
.
10
C.
10
.
3
D.
3
.
10