Matura CKE Maj 2013 – Fizyka Podstawowa

W windzie znajduje się waga łazienkowa (naciskowa), na której stoi człowiek. Zanotowano wskazania wagi podczas ruchu windy. W tabeli wybierz kolumnę, w której dane są zgodne z prawami mechaniki.

Winda	Wskazanie wagi, kg
	A.	B.	C.	D.
rusza w górę	75	81	81	75
jedzie w górę, $v = \text{const}$	78	78	78	78
zatrzymuje się, jadąc do góry	75	81	75	81

Kamień rzucono pionowo w górę z prędkością $5\text{ m/s}$. Jeśli pominiemy opór powietrza, a wartość przyspieszenia ziemskiego przyjmiemy równą $10\text{ m/s}^2$, to prawdą jest, że

Księżyc, naturalny satelita Ziemi, obiega Ziemię po orbicie o promieniu 9 razy większym od promienia orbity sztucznego satelity Ziemi. Zakładając kołowy kształt torów obu satelitów, można stwierdzić, że prędkość orbitalna Księżyca jest, w porównaniu do prędkości orbitalnej sztucznego satelity,

Zbadano widma światła w trzech doświadczeniach:
I – światło wysłane przez żarówkę z włóknem wolframowym wpada bezpośrednio do spektroskopu,
II – światło wysłane przez rozrzedzony gorący gaz wpada bezpośrednio do spektroskopu,
III – światło wysłane przez żarówkę z włóknem wolframowym przechodzi przez naczynie z zimnym gazem i wpada do spektroskopu.
Wybierz kolumnę w tabeli zawierającą poprawne charakterystyki widm.

	A.	B.	C.	D.
doświadczenie I	ciągłe, absorpcyjne	liniowe, absorpcyjne	ciągłe, emisyjne	liniowe, emisyjne
doświadczenie II	liniowe, absorpcyjne	liniowe, absorpcyjne	liniowe, emisyjne	ciągłe, emisyjne
doświadczenie III	liniowe, emisyjne	ciągłe, emisyjne	liniowe, absorpcyjne	liniowe, absorpcyjne

Stałą ilość gazu doskonałego poddano przemianie 1-2-3. Zmiany ciśnienia i objętości przedstawia wykres zamieszczony obok (w arkuszu). Przemianę 1-2-3 w układzie współrzędnych $p-T$ przedstawia wykres

Informacja do zadań 6 i 7.
Na rysunku przedstawiono bieg promieni rozchodzących się z punktu $P$ i przechodzących przez soczewkę, o której nie wiemy, czy jest to soczewka skupiająca, czy rozpraszająca.
Soczewka przedstawiona na rysunku jest

Informacja do zadań 6 i 7.
Na rysunku przedstawiono bieg promieni rozchodzących się z punktu $P$ i przechodzących przez soczewkę, o której nie wiemy, czy jest to soczewka skupiająca, czy rozpraszająca.
Odcinek o długości równej ogniskowej soczewki jest oznaczony cyfrą

Cząstka naładowana I porusza się w stronę przewodnika prostoliniowego, a cząstka naładowana II – równolegle do tego przewodnika (rys. obok). Gdy przez przewodnik zaczął płynąć prąd,

Promień laserowy pada z powietrza na grubą szklaną płytę. Prawidłowy bieg promienia przechodzącego przez płytę jest oznaczony cyfrą

Które z wymienionych poniżej urządzeń nie służy do przyspieszania cząstek naładowanych?

Zadanie 11. Dwa pociągi
Pociąg o długości $260\text{ m}$, jadący z prędkością $30\text{ m/s}$, mija się z pociągiem o długości $180\text{ m}$, jadącym w przeciwną stronę. Czas mijania pociągów, liczony od momentu minięcia się ich przodów do momentu minięcia się ich końców, wynosił $8{,}3\text{ s}$. Oblicz prędkość drugiego pociągu.

Zadanie 12. Lot orbitalny
Jurij Gagarin przebywał w statku kosmicznym Wostok-1 na orbicie okołoziemskiej ok. 68 minut, co odpowiada torowi od punktu A do punktu B na rysunku obok. Gdyby Gagarin wykonał pełne okrążenie, to trwałoby ono 89 minut. Wysokość lotu orbitalnego nad powierzchnią Ziemi przyjmijmy jako stałą i równą $240\text{ km}$. Oblicz, z jaką prędkością poruszał się Wostok-1 i jaką przebył drogę.

Zadanie 14. Pomiar prędkości pociągu (4 pkt)
W pociągu zawieszono małe ciężarki na niciach o różnych długościach. Koła pociągu, przejeżdżając przez złączenia szyn, powodowały wstrząsy wagonu i wychylenia ciężarków z położenia równowagi. Jeden z ciężarków wychylał się z amplitudą znacznie większą od pozostałych.

Zadanie 15. Przesuwanie tłoka (5 pkt)
W naczyniu znajdował się gaz pod ciśnieniem $2 \cdot 10^5\text{ Pa}$ i o temperaturze $25\,^{\circ}\text{C}$, zamknięty tłokiem o powierzchni przekroju $50\text{ cm}^2$. Początkowo objętość gazu wynosiła $1000\text{ cm}^3$, a następnie przesunięto tłok o $5\text{ cm}$ w prawo, jak pokazano na rysunku. Temperatura gazu się nie zmieniła.

Zadanie 16. Szklana płytka (6 pkt)
Na płytce szklanej o szerokości $2\text{ cm}$ wyryto stalowym ostrzem $10\,000$ równoległych i równoodległych bardzo cienkich linii (rys.). Na tę płytkę skierowano prostopadle wiązkę zielonego światła laserowego o długości fali $0{,}53\text{ }\mu\text{m}$, a na ekranie ustawionym za płytką zaobserwowano szereg plamek położonych na jednej osi.

Zadanie 17. Polaryzacja światła (3 pkt)
Na płytę szklaną pada promień światła, a światło odbite obserwuje się przez polaryzator $P$. Przy obrocie polaryzatora wokół osi biegnącej wzdłuż promienia odbitego następuje w pewnych momentach całkowite wygaszenie światła (nie dociera ono do ekranu).

Zadanie 18. Lampa (3 pkt)
Do sprawdzania banknotów stosuje się lampę wysyłającą promieniowanie ultrafioletowe o mocy $4\text{ W}$ i długości fali $312\text{ nm}$. Oblicz, ile fotonów wytwarza ta lampa w czasie 1 sekundy.

Zadanie 19. Medycyna nuklearna (4 pkt)
Medycyna nuklearna zajmuje się bezpiecznym zastosowaniem izotopów promieniotwórczych w terapii oraz diagnostyce medycznej. Ważnym parametrem, który decyduje o zastosowaniu izotopu jest jego efektywny czas połowicznego zaniku – czas, w którym aktywność promieniotwórczej substancji w żywym organizmie zmniejsza się do połowy. Na ten efektywny czas połowicznego zaniku wpływa m.in. wydalanie jodu z organizmu. W diagnostyce i leczeniu schorzeń tarczycy stosuje się izotop jodu $^{131}\text{I}$.
Na wykresie przedstawiono zależność aktywności jodu $^{131}\text{I}$ od czasu:
1 – zmierzonej w próbce kontrolnej, pozostającej cały czas w probówce.
2 – zmierzonej w tarczycy pacjenta.

Zadanie 20. Elektron i pozyton (5 pkt)
Pozyton jest antycząstką elektronu, mającą masę równą masie elektronu, a ładunek równy ładunkowi elektronu co do wartości bezwzględnej i przeciwny co do znaku.