Matura CKE Maj 2009 – Fizyka Podstawowa

Samochód porusza się po prostoliniowym odcinku autostrady. Drogę przebytą przez samochód opisuje równanie: $s = 15 t + 1,5 t^2$ (w układzie SI z pominięciem jednostek).
Wartości prędkości początkowej i przyspieszenia samochodu wynoszą odpowiednio

Małą kulkę przymocowaną do nici wprawiono w ruch jednostajny po okręgu w płaszczyźnie poziomej. Przyspieszenie dośrodkowe kulki jest związane ze zmianą

Piłka uderza o podłogę z prędkością o wartości $2\text{ m/s}$ skierowaną prostopadle do podłogi i odbija się od niej z prędkością o wartości $1,5\text{ m/s}$. Bezwzględna wartość zmiany prędkości piłki podczas odbicia wynosi

Stałą masę gazu poddano przemianie gazowej. Pierwszą zasadę termodynamiki dla tej przemiany można zapisać: $\Delta U = Q$. Przemianę tę poprawnie przedstawiono na wykresie oznaczonym numerem

Przewodnik wykonany z miedzi dołączono do źródła prądu. Przepływ prądu w tym przewodniku polega na uporządkowanym ruchu

Gdy człowiek przenosi wzrok z czytanej książki na odległą gwiazdę, to:

Przesyłanie sygnału świetlnego wewnątrz światłowodu jest możliwe dzięki zjawisku

Poniżej przedstawiono informacje dotyczące masy ($M$) jądra berylu $_4^9\text{Be}$. Wskaż, która z informacji jest prawdziwa.
(przez $m_p$ i $m_n$ oznaczono odpowiednio masę swobodnego protonu i masę swobodnego neutronu)

Satelita krąży wokół Ziemi po orbicie kołowej. Jeżeli satelita ten zostanie przeniesiony na orbitę kołową o dwukrotnie większym promieniu, to wartość jego prędkości liniowej na tej orbicie

Proton i cząstka alfa poruszają się w próżni z prędkościami o tych samych wartościach. Długości fal de Broglie’a odpowiadające protonowi ($\lambda_p$) i cząstce alfa ($\lambda_\alpha$) spełniają zależność

Zadanie 11. Winda
Człowiek o masie $60\text{ kg}$ stoi w windzie, która rusza z miejsca i porusza się w górę. Wykres przedstawia zależność wartości prędkości szybkobieżnej windy od czasu.

Zadanie 12. Proton
W próżni, w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji $\vec{B}$, porusza się po okręgu proton o masie $m$ i ładunku $q$. W pewnej chwili prędkość protonu jest skierowana tak, jak pokazano na rysunku. Wektor indukcji magnetycznej jest skierowany prostopadle do płaszczyzny rysunku, ze zwrotem przed płaszczyznę (do patrzącego).

Zadanie 13. Wózek
Wózek o masie $0,5\text{ kg}$, połączony ze ścianą za pomocą sprężyny, wprawiono w drgania (rys.). Na wykresie przedstawiono zależność siły powodującej ruch wózka od jego przemieszczenia. W obliczeniach pomiń opory ruchu.

Zadanie 14. Przemiana gazowa
W cylindrze zamkniętym ruchomym tłokiem znajduje się $48\text{ g}$ gazu. Temperatura początkowa gazu wynosiła $27^\circ\text{C}$, a ciśnienie $800\text{ hPa}$. Objętość gazu była równa $0,047\text{ m}^3$. Gaz poddano przemianie $\mathbf{1} - \mathbf{2}$, gdzie cyframi $\mathbf{1}$ i $\mathbf{2}$ oznaczono odpowiednio stan początkowy oraz końcowy gazu.

Zadanie 15. Laser (3 pkt)
Laser helowo neonowy o mocy $0,02\text{ W}$ wysyła w ciągu jednej sekundy $6,35 \cdot 10^{16}$ fotonów. Oblicz długość fali światła emitowanego przez ten laser.

Zadanie 16. Zjawisko załamania (3 pkt)
Na granicy dwóch ośrodków o różnych współczynnikach załamania może zachodzić zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia. Naszkicuj, zachowując właściwe relacje kątów, dalszy bieg promieni świetlnych w trzech przedstawionych poniżej sytuacjach. Wykorzystaj informację, że kąt graniczny dla diamentu znajdującego się w powietrzu wynosi $24^\circ$.

Zadanie 17. Izotop złota
Jądro izotopu złota $^{198}_{\,79}\text{Au}$ ulega rozpadowi, w wyniku którego powstaje jądro rtęci ($\text{Hg}$) zawierające taką samą liczbę nukleonów, co jądro ulegające rozpadowi. Nowo powstałe jądro ma o jeden proton więcej od jądra izotopu $^{198}_{\,79}\text{Au}$.

Zadanie 18. Atom wodoru
W tabeli przedstawiono wartości całkowitej energii atomu wodoru ($E_n$) oraz promieni orbit ($r_n$), po których elektron może się poruszać w zależności od numeru orbity ($n$).

Zadanie 19. Doświadczenie (2 pkt)
W pracowni fizycznej uczniowie wyznaczali współczynnik tarcia statycznego drewna o drewno. Dysponowali siłomierzem, drewnianym klockiem z haczykiem oraz poziomo ustawioną drewnianą deską.
Ustal, jakie wielkości fizyczne powinni zmierzyć uczniowie w tym doświadczeniu. Zapisz ich pełne nazwy.

Zadanie 20. Gwiazdy
Gwiazda Syriusz B to biały karzeł, a Aldebaran to czerwony olbrzym. W tabeli przedstawiono wybrane informacje dotyczące tych gwiazd.

Nazwa gwiazdy	Moc promieniowania wyrażona w mocy promieniowania Słońca	Temperatura powierzchni w kelwinach	Masa wyrażona w masach Słońca	Promień wyrażony w promieniach Słońca
Aldebaran	150	4100	2,5	25
Syriusz B	0,0024	25200	0,98	0,008