Matura CKE Czerwiec 2012 – Fizyka Podstawowa

Zadanie 1. (1 pkt)
Koniec wskazówki sekundowej zegara jest odległy od jej osi obrotu o $0,1$ m. Wskazówka wykonuje pełny obrót w ciągu 1 minuty. Droga i wartość przemieszczenia końca tej wskazówki po upływie $30$ s wynoszą odpowiednio

Zadanie 2. (1 pkt)
Samochód osobowy poruszający się po prostym odcinku drogi z prędkością o wartości $130$ km/h dogonił i wyprzedził ciężarówkę jadącą z prędkością o wartości $90$ km/h. W tej sytuacji oba pojazdy poruszały się z prędkością względną, której wartość wynosiła około

Zadanie 3. (1 pkt)
Ciało o masie $10$ kg rzucono pionowo do góry, nadając mu początkową energię kinetyczną $500$ J. Jeśli można pominąć opór powietrza, to na wysokości $2$ m posiada ono energię kinetyczną równą około

Informacja do zadań 4 i 5
Na pionowy pręt nałożono magnesy w kształcie pierścienia z otworem (na rysunku mocniej zacieniowane), mogące się przesuwać wzdłuż pręta bez tarcia i nie stykające się dzięki wzajemnemu odpychaniu. Magnesy pozostają w spoczynku. Podstawka i pręt (słabiej zacieniowane) są niemagnetyczne.
Zadanie 4. (1 pkt)
Siła odpychania magnesów 2 i 3 jest w przybliżeniu równa

Informacja do zadań 4 i 5
Na pionowy pręt nałożono magnesy w kształcie pierścienia z otworem (na rysunku mocniej zacieniowane), mogące się przesuwać wzdłuż pręta bez tarcia i nie stykające się dzięki wzajemnemu odpychaniu. Magnesy pozostają w spoczynku. Podstawka i pręt (słabiej zacieniowane) są niemagnetyczne.
Zadanie 5. (1 pkt)
Na powyższym schematycznym rysunku odległości między magnesami są jednakowe. Jeśli magnesy są jednakowe, to w rzeczywistości odległości między magnesami 1 a 2 oraz między 2 a 3 są

Zadanie 6. (1 pkt)
Satelita o masie $m$ krąży wokół planety o masie $M$ po orbicie kołowej, na wysokości nad jej powierzchnią równej promieniowi planety $R$. Prędkość tego satelity można obliczyć korzystając ze wzoru

Zadanie 7. (1 pkt)
Okres drgań odważnika zawieszonego na sprężynie wynosi $2$ s. Gdy ten sam odważnik zawieszono na sprężynie o czterokrotnie większej stałej sprężystości, jego okres drgań był równy

Zadanie 8. (1 pkt)
Na rysunku przedstawiono bieg promienia świetlnego padającego na granicę dwóch ośrodków. Bezwzględne współczynniki załamania światła $n$ i długości fali $\lambda$ w ośrodkach I i II spełniają zależności

Zadanie 9. (1 pkt)
Podczas lekcji fizyki nauczyciel zbliżał naelektryzowaną ujemnie pałeczkę plastykową do strumienia wody z kranu, a następnie zastąpił ją naelektryzowaną dodatnio pałeczką szklaną. Woda może być uważana za dobry przewodnik. Uczniowie obserwowali, że

Zadanie 10. (1 pkt)
Dwa dźwięki harmoniczne o tej samej częstotliwości i różnych amplitudach

Zadanie 11. Hamowanie samochodu (4 pkt)
Samochód poruszał się z prędkością $20$ m/s po poziomej drodze. Kierowca zauważył nieruchomą przeszkodę i rozpoczął hamowanie, kiedy przeszkoda znajdowała się w odległości $80$ m od samochodu. Załóż, że podczas hamowania samochód przez cały czas poruszał się ruchem prostoliniowym i jednostajnie opóźnionym, z opóźnieniem $3,0$ m/s$^2$.

Zadanie 12. Trzy ładunki (3 pkt)
Na rysunku poniżej przedstawiono linie pola elektrycznego trzech ładunków punktowych, bez zaznaczenia zwrotu linii.

Zadanie 13. Miony (3 pkt)
Miony są nietrwałymi cząstkami naładowanymi o masie większej od elektronów, ale mniejszej od protonów. Średni czas życia mionów spoczywających wynosi $2,23 \cdot 10^{-6}$ s. Miony wykrywane na powierzchni Ziemi pochodzą głównie z rozpadów mezonów $\pi$ – innych cząstek nietrwałych, powstających w górnych warstwach atmosfery w wyniku zderzeń cząstek promieniowania kosmicznego z jądrami gazów. Zaobserwowano, że większość mionów dolatuje do powierzchni Ziemi po przebyciu drogi wynoszącej kilka kilometrów.

Zadanie 14. Wahadło matematyczne (5 pkt)
Na nici o długości $1,2$ m zawieszono małą kulkę o masie $200$ g, odchylono ją o kąt $5^{\circ}$ od pionu i puszczono.

Zadanie 15. Skrzynia (2 pkt)
Pociągnięto skrzynię, działając na nią siłą poziomą $F_b$, jednak skrzynia nie ruszyła z miejsca. Ktoś zaproponował, żeby zmienić jej kierunek – siłą o tej samej wartości podziałać w kierunku ukośnym ($F_a$ lub $F_c$). W jednym z tych dwóch przypadków zmiana okazała się skuteczna – skrzynia została przesunięta.
W którym ze wskazanych kierunków należy podziałać, aby ruszyć skrzynię z miejsca? Napisz odpowiedź i uzasadnij ją na podstawie praw mechaniki. Przyjmij, że zmiana kierunku jest niezbyt wielka.

Zadanie 17. Reakcja rozszczepienia (4 pkt)
Jądro izotopu uranu $^{235}_{92}\text{U}$ w wyniku bombardowania neutronami ulega rozszczepieniu. Podczas rozszczepienia jednego jądra wydziela się energia $200$ MeV.

Zadanie 18. Sprężanie azotu (3 pkt)
Cylinder o objętości początkowej $9\cdot 10^{-3}$ m$^3$ zawierał azot o temperaturze $30^{\circ}$C pod ciśnieniem $15\cdot 10^5$ Pa (punkt A na wykresie).
Przesunięto tłok sprężając gaz, przy czym temperatura pozostawała stała, a ciśnienie i objętość zmieniały się wg krzywej zaznaczonej na wykresie, do punktu B. Przyjmując, że azot można uznać za gaz doskonały wykaż, że tłok w cylindrze nie był szczelny. Oblicz, ile moli azotu uciekło przez nieszczelności.
Dowód:
...................................................................................................
...................................................................................................
...................................................................................................

Zadanie 20. Siatka dyfrakcyjna (3 pkt)
Promień światła białego przechodzi przez siatkę dyfrakcyjną i pada na ekran. Na ekranie obserwujemy dwa tęczowe widma rozciągnięte wzdłuż osi poziomej i białą plamkę P pośrodku między nimi (rys.).

Zadanie 21. Elektroskopy i światło (4 pkt)
Metalowe płytki zamocowano na elektroskopach, naładowano elektroskopy ujemnie i oświetlano promieniowaniem o różnych długościach fali. W tabeli podano wartości pracy wyjścia elektronu z tych metali.

Rodzaj metalu	cer	cynk	wolfram	nikiel
Praca wyjścia, eV	2,9	4,33	4,55	5,15