Próbna Matura CKE Listopad 2006 – Fizyka Podstawowa

Zadanie 1. (1 pkt)
O tym, że siły działające na Księżyc się nie równoważą, możemy wnioskować na podstawie tego, że

Zadanie 2. (1 pkt)
Na cząstkę poruszającą się z prędkością $\vec{v}$ w obszarze pola magnetycznego o indukcji $\vec{B}$ działa siła $\vec{F}$ (rys.). Sytuacja przedstawiona na rysunku dotyczy

Zadanie 3. (1 pkt)
Jeżeli założymy, że podczas powolnego zmniejszania objętości gazu jego temperatura pozostaje stała, to na pewno

Zadanie 4. (1 pkt)
Silnik cieplny oddaje do chłodnicy $4$ razy więcej ciepła niż zamienia na pracę. Sprawność silnika jest równa

Zadanie 5. (1 pkt)
W zewnętrznej warstwie Słońca o grubości około $100 000\text{ km}$ materia o wyższej temperaturze unosi się ku powierzchni gdzie oddaje część energii do otoczenia i po oziębieniu spływa do wnętrza Słońca. Zjawisko to nazywamy

Zadanie 6. (1 pkt)
Podczas przejścia wiązki światła z ośrodka o większym współczynniku załamania do ośrodka o mniejszym współczynniku załamania

Zadanie 7. (1 pkt)
Dwa równoległe promienie świetlne czerwony i fioletowy padają na szklany pryzmat umieszczony w powietrzu (rys.). Po przejściu przez pryzmat będą one

Zadanie 8. (1 pkt)
Cyklotron jest urządzeniem służącym do przyspieszania naładowanych cząstek. W jego działaniu istotną rolę pełnią pola elektryczne i magnetyczne. Wybierz poprawną odpowiedź.

Zadanie 9. (1 pkt)
Pokazany obok wykres przedstawia zależność masy od czasu dla izotopu promieniotwórczego pewnego pierwiastka w próbce. Na jego podstawie można wywnioskować, że okres połowicznego rozpadu tego izotopu wynosi około

Zadanie 10. (1 pkt)
Podczas bombardowania płytki zawierającej izotop berylu ${}^{9}_{4}\text{Be}$ cząstkami $\alpha$ otrzymano jądra izotopu węgla ${}^{12}_{6}\text{C}$ i neutrony. Prawidłowy zapis zachodzącej reakcji to

Zadanie 11. Karuzela (3 pkt)
Siedzące na krzesełku karuzeli dziecko poruszało się tak jak pokazano na rysunku. Odległość dziecka od osi obrotu karuzeli wynosi $2\text{ m}$.

Zadanie 12. Rowerzysta (2 pkt)
Wykres przedstawia zależność wartości prędkości rowerzysty poruszającego się po prostej, od czasu. Oblicz wartość prędkości średniej, z jaką poruszał się rowerzysta w czasie 4 sekund.

Zadanie 13. Samochód (3 pkt)
Wartość siły oporu dla samochodu o masie 1 tony, jadącego pod wiatr ze stałą prędkością, była równa $2500\text{ N}$. Po ustaniu wiatru wartość siły oporu zmniejszyła się do $2000\text{ N}$. Oblicz wartość przyspieszenia, z jakim zaczął poruszać się wtedy samochód, jeśli siła napędowa nie uległa zmianie.

Zadanie 14. Narciarz (2 pkt)
Narciarz stojący na zboczu góry, o stałym nachyleniu, rozpoczął zjazd i po przebyciu drogi $60\text{ m}$ osiągnął prędkość o wartości $12\text{ m/s}$. Oblicz wartość przyspieszenia narciarza. Załóż, że narciarz poruszał się ruchem jednostajnie przyspieszonym.

Zadanie 15. Przewodnictwo elektryczne (2 pkt)
Metale są dobrymi przewodnikami prądu elektrycznego. Przewodnictwo zależy jednak od temperatury.

Zadanie 16. Przemiany gazu (2 pkt)
Gaz ulega przemianom (na wykresie zaznaczonym, jako 1 – 2, 2 – 3, 3 – 1), w których zmieniają się ciśnienie, objętość i temperatura gazu.

Zadanie 17. Gwóźdź (5 pkt)
Młotek o masie $0,5\text{ kg}$ poruszający się z prędkością o wartości $10\text{ m/s}$, podczas wbijania gwoździa w drewno, uderza prostopadle jego główkę i po upływie $0,002\text{ s}$ zatrzymuje się.

Zadanie 18. Piłeczka (4 pkt)
Piłeczkę pingpongową o masie $3\text{ g}$ upuszczono z wysokości $1\text{ m}$ na twarde podłoże. Po odbiciu od podłoża wzniosła się ona na maksymalną wysokość $0,7\text{ m}$.

Zadanie 19. Cząstka w polu magnetycznym (3 pkt)
Rysunek przedstawia szkic wykresu ilustrujący zależność $f(v)$ (częstotliwości obiegu naładowanej cząstki od wartości jej prędkości). Cząstka porusza się w próżni w stałym, jednorodnym polu magnetycznym, prostopadle do linii tego pola. Wykaż, wykorzystując odpowiednie zależności fizyczne, że przedstawiony wykres jest poprawny. Sformułuj krótko pisemne uzasadnienie.
Dowód:
...................................................................................................
...................................................................................................
...................................................................................................

Zadanie 20. Interferencja (2 pkt)
Światło o długości fali $0,4 \mu\text{m}$ przechodzi przez dwie blisko siebie położone wąskie szczeliny. Ustal, czy w punkcie P nastąpi wzmocnienie czy wygaszenie światła. Wykorzystaj informacje przedstawione na rysunku. Odpowiedź uzasadnij zapisując odpowiednie zależności.

Zadanie 21. Atom wodoru (3 pkt)
Atom wodoru znajduje się w stanie podstawowym. Energia elektronu na pierwszej orbicie atomu wodoru jest równa $-13,6\text{ eV}$.

Zadanie 22. Elektron (3 pkt)
Elektron porusza się w jednorodnym polu magnetycznym po okręgu o promieniu $1 \cdot 10^{-2}\text{ m}$. Długość fali de Broglie'a dla tego elektronu jest równa $2,1 \cdot 10^{-10}\text{ m}$. Oblicz wartość wektora indukcji magnetycznej pola magnetycznego, w którym porusza się ten elektron. Efekty relatywistyczne pomiń.

Zadanie 23. Radioterapia (2 pkt)
Radioterapia polega na niszczeniu komórek nowotworowych przy użyciu promieniowania jądrowego emitowanego przez różnego rodzaju izotopy promieniotwórcze umieszczone w pewnej odległości od tkanek.
Wyjaśnij, odwołując się do własności promieniowania jądrowego $\alpha$ i $\gamma$, dlaczego w radioterapii stosuje się głównie izotopy emitujące promieniowanie $\gamma$, a nie korzysta się z np. izotopów emitujących promieniowanie $\alpha$.

Zadanie 24. Diagram Hertzsprunga – Russella (4 pkt)
Poniżej przedstawiono diagram H–R (diagram H – R, Hertzsprunga – Russella). Na osi pionowej odłożono stosunek mocy promieniowania gwiazdy $L$ do mocy promieniowania Słońca $L_*$, natomiast na osi poziomej typ widmowy gwiazdy, który zależy od temperatury gwiazdy. Ten sam typ widmowy oznacza taką samą temperaturę na powierzchni gwiazdy. Moc promieniowania, czyli ilość energii wysyłanej w jednostce czasu, zależy od temperatury i jest proporcjonalna do pola powierzchni gwiazdy.
Na diagramie cyfrą 1 oznaczono położenie Słońca, cyfrą 2 – gwiazdę należącą do kategorii nadolbrzymów, a cyfrą 3 – gwiazdę typu biały karzeł. Z tego diagramu wynika, że na przykład gwiazda 2 mając taką samą temperaturę na powierzchni jak Słońce wysyła $10^6$ razy więcej energii niż Słońce.
Na podstawie podanych informacji: