Matura CKE Marzec 2008 – Fizyka Podstawowa

Na wykresie przedstawiono zależność wartości prędkości od czasu dla ruszającego z miejsca samochodu. Korzystając z wykresu, można obliczyć, że droga przebyta przez ten samochód w czasie 6 sekund wynosi

Czołg jedzie do przodu po linii prostej z prędkością o wartości 40 km/h względem podłoża. Górna część gąsienicy porusza się względem czołgu

Po ogrzaniu szczelnie zamkniętej stalowej butli zawierającej hel ciśnienie tego gazu wzrosło. Jeśli pominiemy rozszerzalność termiczną butli to gaz uległ przemianie

Poniżej przedstawiono wypowiedzi trzech uczniów na temat promieniowania jądrowego.
Wojtek – promieniowanie alfa to wiązka rozpędzonych jąder helu. Promieniowanie to jest bardzo przenikliwe.
Mirek – promieniowanie gamma to promieniowanie elektromagnetyczne, które jest bardzo przenikliwe.
Artur – promieniowanie beta to wiązka rozpędzonych elektronów. Promieniowanie to jest mniej przenikliwe od promieniowania alfa.
Poprawną wypowiedź przedstawił

Atom bizmutu o liczbie atomowej 83 i liczbie masowej 209 posiada

W jednorodnym polu magnetycznym umieszczono trzy jednakowej wielkości pręty: z miedzi, która jest diamagnetykiem, z aluminium, które jest paramagnetykiem, oraz ze stali, która jest ferromagnetykiem. Prawdą jest, że

W obszar jednorodnego pola magnetycznego prostopadle do linii pola wpadła cząstka. Analizując tory przedstawione na rysunku, możemy wnioskować, że cząstka poruszająca się po

Na naprężonej nici (rys.) zawieszono cztery wahadła, tak jak pokazano na rysunku. Wahadło pierwsze odchylono w kierunku prostopadłym do płaszczyzny, w której wiszą wahadła i puszczono. W wyniku tego możemy zaobserwować, że po pewnym czasie

Dwa elektrony poruszają się w próżni naprzeciwko siebie z prędkościami o wartościach $0,75 c$ każdy względem nieruchomego układu odniesienia. Jeśli przez $c$ oznaczono prędkość światła w próżni to wartość względnej prędkości tych elektronów jest

Zjawisko dyfrakcji światła można zaobserwować gdy światło przechodzi przez

Rakieta
Rakieta służąca do wynoszenia sztucznych ogni, wystrzelona z powierzchni Ziemi pionowo w górę, osiąga wysokość 45 m po upływie 3 s i eksploduje. Odgłos eksplozji dociera do obserwatora znajdującego się w pewnej odległości po czasie 0,5 s od eksplozji.

Spinacz
Jeden koniec cienkiej nici przywiązano do stalowego spinacza biurowego, a drugi przymocowano do stołu. Pionowo nad spinaczem na statywie zawieszono magnes sztabkowy, tak jak pokazuje rysunek. Spinacz został przyciągnięty przez magnes naprężając nić.

Kuchenka mikrofalowa
W kuchence mikrofalowej znajduje się szklany talerz obrotowy. W odległości 10 cm od osi obrotu talerza postawiono małą szklaneczkę z wodą i włączono kuchenkę, powodując obracanie się talerza.

Silnik spalinowy
Podczas pracy silnika spalinowego zasilanego gazem ziemnym temperatura w komorze spalania jest równa 2000 K, a temperatura gazów wydechowych wynosi 600 K. W czasie każdej sekundy w wyniku spalania gazu powstaje 80 kJ energii cieplnej, z czego do chłodnicy przekazywane jest 32 kJ.

Pryzmat
Promień światła jednobarwnego pada na szklany pryzmat prostopadle do jego ściany, tak jak pokazano na rysunku. Pryzmat umieszczony jest w powietrzu. Przyjmij, że bezwzględne współczynniki załamania światła w szkle i powietrzu wynoszą odpowiednio 1,5 i 1.

Słońce
Można przyjąć, że wewnątrz Słońca w trakcie syntezy helu z wodoru około 0,5% masy zużytego wodoru zamienia się w energię.
Oblicz masę wodoru, jaka byłaby potrzebna do uzyskania energii równej $468\cdot 10^{14} \text{J}$.

Fotopowielacz
Do rejestracji światła o bardzo małym natężeniu można użyć fotopowielacza (rysunek poniżej przedstawia jego uproszczoną budowę). Wykorzystywane jest w nim zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne (zachodzące na katodzie K) oraz wtórna emisja elektronów z elektrod (tzw. dynod $\text{D}_1$ do $\text{D}_5$). Pod wpływem absorpcji energii kinetycznej jednego elektronu pierwotnego dynoda może wyemitować kilka elektronów wtórnych. Między kolejnymi elektrodami (od katody K poprzez dynody $\text{D}_1$ – $\text{D}_5$ aż do anody A) wytwarzane są pola elektrostatyczne zwrócone tak, że zapewniają przechodzenie wszystkich elektronów wtórnych do następnej elektrody.

Współczynnik sprężystości
Masz do dyspozycji statyw, sprężynę, linijkę oraz ciężarek o znanej masie z uchwytem.

Datowanie radiowęglowe
Datowanie radiowęglowe to metoda wyznaczania wieku obiektów oparta na pomiarze proporcji między zawartościami izotopu promieniotwórczego węgla $^{14}_{6}\text{C}$, a izotopami stabilnymi $^{12}_{6}\text{C}$ i $^{13}_{6}\text{C}$. Jądra azotu $^{14}_{7}\text{N}$ oraz węgla $^{13}_{6}\text{C}$ zawarte w atmosferze, pod wpływem bombardowania neutronami (powstającymi w wyniku zderzeń promieni kosmicznych z innymi jądrami) ulegają przemianie w promieniotwórcze jądra węgla $^{14}_{6}\text{C}$. Izotop ten przenika do żywych organizmów i jednocześnie opuszcza je w procesach życiowych. Skutkiem tego jest utrzymywanie się w czasie życia organizmów stałego stosunku zawartości izotopu węgla $^{14}_{6}\text{C}$ do zawartości izotopów węgla $^{12}_{6}\text{C}$ i $^{13}_{6}\text{C}$ równego około $1/10^{12}$.
Gdy organizm umiera przestaje wymieniać węgiel z otoczeniem, a jądra izotopu $^{14}_{6}\text{C}$ zawarte w jego martwych szczątkach ulegają rozpadowi z czasem połowicznego zaniku około 5700 lat. Aby dowiedzieć się, kiedy dany organizm przestał żyć, należy wyznaczyć aktualny stosunek liczby jąder izotopu węgla $^{14}_{6}\text{C}$ do całkowitej liczby wszystkich jąder węgla w badanych pozostałościach organizmu i porównać je ze stosunkiem występującym za życia organizmu. Uzyskany w ten sposób wynik jest dość dokładny.
Opisana metoda nie pozwala na precyzyjne datowanie obiektów starszych niż 50 000 lat.