Matura CKE Maj 2015 – Fizyka Podstawowa

Poniższy wykres dotyczy zadania 1 i 2.
Wykres przedstawia zależność prędkości od czasu dla kolarza podczas trzech etapów jego ruchu.

Zadanie 3. (1 pkt)
Kulka zawieszona na sznurku porusza się ruchem jednostajnym po okręgu w płaszczyźnie poziomej. Podczas tego ruchu

Zadanie 4. (1 pkt)
Wykres obok przedstawia zależność ciśnienia od temperatury dla pewnej masy tlenu zamkniętej w cylindrze. Spośród poniższych relacji między objętościami tlenu w stanach $1$, $2$ i $3$ poprawne są

Zadanie 5. (1 pkt)
Jednostką pracy i ciepła jest dżul. Jednostki tej nie można przedstawić w postaci

Zadanie 6. (1 pkt)
Na umieszczony w polu elektrostatycznym elektron działa siła o wartości $F_{el} = 6,4 \cdot 10^{-17} \text{ N}$.
W tym samym polu wartości sił elektrostatycznych działających na umieszczony tam proton lub deuteron (jądro izotopu wodoru ${}_{1}^{2}\text{H}$) wynoszą odpowiednio:

Zadanie 7. (1 pkt)
Proton porusza się w pustej przestrzeni równolegle do przewodnika, w którym płynie prąd elektryczny. Spośród rysunków przedstawionych poniżej wybierz ten, na którym kierunki i zwroty działającej na proton siły $F$ i prędkości $v$ oraz zwrot przepływu prądu są zgodne z prawami fizyki.

Zadanie 8. (1 pkt)
Po przejściu monochromatycznej fali świetlnej z powietrza ($n_p = 1$) do szkła o współczynniku załamania $n_s$

Zadanie 9. (1 pkt)
Syriusz B jest białym karłem, a więc gwiazdą o wysokiej temperaturze oraz

Zadanie 10. (1 pkt)
Układ optyczny mikroskopu składa się z obiektywu i okularu. Poniżej przedstawiono schemat ilustrujący powstawanie obrazów w mikroskopie.
W obiektywie i okularze powstają odpowiednio następujące obrazy:

Zadania otwarte
Rozwiązania zadań o numerach od 11. do 21. należy zapisać w wyznaczonych miejscach pod treścią zadania.
Zadanie 11. Chłopcy na łyżwach (6 pkt)
Na lodowisku dwaj chłopcy stojący na łyżwach uchwycili końce liny (rysunek poniżej), po czym zaczęli przyciągać się wzajemnie. Masa każdego z chłopców wynosi $55 \text{ kg}$, a współczynnik tarcia kinetycznego o lód jest równy $0,10$.

Zadanie 12. Niepewności pomiarowe (1 pkt)
Uczeń przeprowadził doświadczenie polegające na pomiarze okresu drgań pewnego wahadła. Pomiary wykonywał dwoma sposobami:
a) mierzył czas trwania jednego okresu,
b) mierzył łączny czas trwania $10$ kolejnych okresów i wynik pomiaru dzielił przez $10$.
Napisz, który sposób pozwalał uzyskać dokładniejszą wartość okresu drgań tego wahadła. Swój wybór krótko uzasadnij.

Zadanie 13. Ziemia i Księżyc (4 pkt)
W tabelce podane są informacje dotyczące Księżyca.

Średnia odległość środka Księżyca od środka Ziemi $R$	$384,4 \cdot 10^6 \text{ m}$
Promień Księżyca (w stosunku do promienia Ziemi $R_Z$)	$0,27 \cdot R_Z$
Masa Księżyca (w stosunku do masy Ziemi $M_Z$)	$0,012 \cdot M_Z$

Zadanie 15. Wahadło sprężynowe (5 pkt)
Na wykresie przedstawiono zależność wychylenia od czasu dla ciężarka zawieszonego na sprężynie. Współczynnik sprężystości sprężyny jest równy $10 \text{ N/m}$.

Zadanie 16. Pole elektryczne układu ładunków (1 pkt)
Pole elektryczne pochodzi od trzech dodatnich jednakowych ładunków $Q$ rozmieszczonych w trzech wierzchołkach kwadratu. Narysuj wektor siły wypadkowej działającej na ujemny ładunek umieszczony w środku kwadratu (punkt A).

Zadanie 17. Właściwości magnetyczne (4 pkt)
W pewnym doświadczeniu badano właściwości magnetyczne dwóch cieczy o nieznanych właściwościach. Do naczynia w kształcie litery U nalano ciecz $1$, a na jedno z ramion tego naczynia nasunięto zwojnicę (patrz rysunek) i zamknięto klucz K. Następnie doświadczenie powtórzono z cieczą $2$. Okazało się, że w przypadku cieczy $1$ poziom cieczy w ramieniu ze zwojnicą nieznacznie się obniżył, a w przypadku cieczy $2$ poziom cieczy w ramieniu ze zwojnicą znacznie się podniósł.

Zadanie 18. Oświetlenie powierzchni wody (4 pkt)
Źródło światła zanurzono w wodzie na wysokości $h$ od dna zbiornika wodnego. Źródło to oświetla powierzchnię wody. Zaobserwowano, że światło docierające ponad powierzchnię wody przechodzi przez tę powierzchnię w obrębie koła o określonym promieniu $r$.

Zadanie 19. Okulary (4 pkt)
Zdrowe oko dorosłego człowieka ma w przybliżeniu kształt kuli o średnicy $2,5 \text{ cm}$. Odległość dobrego widzenia dla takiego oka wynosi $25 \text{ cm}$. Niektórzy ludzie czytają, trzymając książkę w większej odległości.

Zadanie 20. Model Bohra budowy atomu (4 pkt)
Skwantowanie wielkości fizycznych w modelu Bohra opisującym budowę atomu wodoru można zapisać wzorami na prędkość elektronu, jego energię kinetyczną lub energię całkowitą. Skwantowanie oznacza, że dana wielkość fizyczna może przyjmować wyłącznie określone wartości liczbowe, w zależności od liczby naturalnej $n$.

Zadanie 21. Datowanie (3 pkt)
Do datowania wykopalisk stosuje się m.in. dwa izotopy promieniotwórcze: izotop węgla ${}^{14}_{6}\text{C}$ o czasie połowicznego zaniku $5740 \text{ lat}$ oraz izotop potasu ${}^{40}_{19}\text{K}$ o czasie połowicznego zaniku $1,3 \text{ miliarda lat}$.