Próbna Matura CKE Styczeń 2009 – Fizyka Podstawowa

W tabeli przedstawiono wartości drogi i czasu dla ruchu jednostajnego prostoliniowego pewnego ciała. W puste miejsce w tabeli należy wstawić liczbę

$s$, m	0	3	4	$\dots$	9
$t$, s	0	6	8	14	18

Rysunek przedstawia w uproszczeniu tor ruchu Ziemi wokół Słońca. (Strzałką wskazano kierunek ruchu Ziemi.) Wartość prędkości liniowej Ziemi jest największa w położeniu oznaczonym numerem

W rowerze przednie koło zębate ma 42 zęby a tylne 14 zębów. Wartości prędkości liniowych punktów A i B łańcucha podczas obrotów spełniają zależność

Pasaty to wiatry wiejące z północy i południa w stronę równika. Powstają w wyniku unoszenia w okolicach równika powietrza nagrzanego przez ocean. Występowanie pasatów tłumaczymy

W nieodwracalnych procesach termodynamicznych zachodzących w układzie izolowanym entropia

Przez zwojnicę płynie prąd elektryczny o stałym natężeniu. Po włożeniu do zwojnicy żelaznego rdzenia wartość indukcji magnetycznej wewnątrz zwojnicy

Fale elektromagnetyczne o największej długości, to spośród wymienionych fale promieniowania

Związek między wartością pędu cząstki i długością fali de Broglie’a dla tej cząstki poprawnie przedstawiono na wykresie oznaczonym numerem

Światło białe, przechodząc przez pryzmat wykonany ze szkła i umieszczony w powietrzu, ulega załamaniu i rozszczepieniu. Najmniejszą prędkość ma światło na odcinku oznaczonym numerem

W schemacie reakcji jądrowej $^{55}_{25}\text{Mn} + ^{2}_{1}\text{H} \to ^{56}_{25}\text{Mn} + \text{X}$, przez X oznaczono

Zadanie 11. Rowerzysta (2 pkt)
Rowerzysta pokonuje drogę o długości 4 km w trzech etapach, o których informacje przedstawiono w tabeli. Przez $d$ oznaczono całą długość drogi przebytej przez rowerzystę.

Przebyta droga		Wartość prędkości w m/s
etap I	$0,25 d$	10
etap II	$0,50 d$	5
etap III	$0,25 d$	10

Oblicz wartość prędkości średniej rowerzysty podczas całego ruchu.

Zadanie 12. Pralka (4 pkt)
Średnica bębna pewnej pralki automatycznej wynosi 0,5 m. W pralce można ustawić programy, w których bęben wykonuje 600, 800 lub 1200 obrotów/min.

Zadanie 13. Opona (2 pkt)
Wyjaśnij, odwołując się do odpowiedniego prawa, dlaczego po dłuższej jeździe samochodem, która powoduje rozgrzanie opon, ciśnienie powietrza w oponach samochodu wzrasta. Przyjmij, że objętość powietrza w oponie nie zmienia się.

Zadanie 14. Proton (2 pkt)
Proton przyspieszono w akceleratorze do prędkości o wartości $0,6 c$.
Oblicz wartość wyrażenia $p/p_o$, gdzie $p$ i $p_o$ to odpowiednio wartości pędu obliczanego relatywistycznie i klasycznie.

Zadanie 15. Waga (5 pkt)
Metalowe szalki wagi zawieszono na nieprzewodzących niciach tak, że waga jest w równowadze. Prawą szalkę naelektryzowano ładunkiem dodatnim, umieszczając równocześnie pod nią na izolacyjnej płycie identyczną metalową szalkę naelektryzowaną ujemnie ładunkiem tej samej wielkości. Aby zachować stan równowagi wagi, należało lewą szalkę obciążyć odważnikiem o masie 5 g.
W obliczeniach przyjmij, że wartość przyspieszenia ziemskiego wynosi $10 \text{m/s}^2$.

Zadanie 16. Winda (5 pkt)
W windzie na siłomierzu zawieszono ciężarek, tak jak przedstawiono na rysunku. Gdy winda znajdowała się w spoczynku siłomierz wskazywał 5 N. Podczas ruchu windy odczytano wartość siły równą 5,2 N.

Zadanie 17. Akwarium (4 pkt)
Na powierzchnię wody wypełniającej akwarium skierowano z powietrza wiązkę światła laserowego tak, że promień padający tworzy z powierzchnią wody kąt $30^\circ$. Wiązka częściowo ulega odbiciu a częściowo załamaniu. Współczynnik załamania światła dla wody wynosi $\dfrac{4}{3}$.

Zadanie 18. Atom wodoru (2 pkt)
Energia jonizacji atomu wodoru wynosi $13,6 \text{eV}$.
Oblicz energię elektronu znajdującego się na drugiej orbicie w atomie wodoru.

Zadanie 19. Synteza jądrowa (5 pkt)
Źródłem energii w Słońcu są reakcje syntezy jądrowej. Poniżej przedstawiono uproszczony schemat ciągu reakcji prowadzących do powstania jąder helu zwany cyklem protonowym.
W zadaniach 19.1 i 19.2 uzupełnij zapisy równań reakcji, korzystając z zamieszczonych powyżej informacji.

Zadanie 20. Licznik energii elektrycznej (5 pkt)
Tarcza licznika energii elektrycznej odmierzając 1 kWh pobranej energii elektrycznej, wykonuje 375 obrotów. W mieszkaniu włączono oświetlenie składające się z 5 jednakowych żarówek zasilanych napięciem 230 V, które świeciły przez 2 godziny. Każda żarówka miała moc 40 W. Inne urządzenia elektryczne w mieszkaniu były wyłączone. Podczas świecenia żarówek jeden obrót tarczy licznika trwał 48 sekund.

Zadanie 21. Saturn (4 pkt)
Wokół Saturna po orbicie kołowej krąży jego księżyc Pandora, obiegając go w ciągu 15 godzin. Inny księżyc Saturna Kalipso porusza się po kołowej orbicie o promieniu w przybliżeniu dwa razy większym od promienia orbity Pandory.