Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 1
25-TYP 2015
POWTÓRKA
FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - III
POZIOM ROZSZERZONY
• Hydrostatyka
• Gazy
• Termodynamika
• Elektrostatyka
• Prąd elektryczny stały
Rozwiązanie zadań należy zapisać w wyznaczonych miejscach pod treścią zadania
Zadanie 1 – Mosiężna kulka (15 pkt.)
W celu wyznaczenia gęstości kulki mosiężnej, wykonano znane doświadczenie z wykorzystaniem
prawa Archimedesa. Najpierw kulkę zawieszono na siłomierzu w powietrzu. Siłomierz wskazał
wartość Fp = 0,34 N. Następnie powtórzono pomiar, gdy kulka była zanurzona w wodzie. Gęstość
wody ρw = 1000 kg/m3. Po obliczeniach okazało się, że gęstość kulki wynosi 8220 kg/m
3.
Zadanie 1.1 (2 pkt.)
Oblicz wskazanie siłomierza, gdy kulka była zanurzona w wodzie?
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 2
Zadanie 1.2 (3 pkt.)
Mosiądz to stop miedzi i cynku. Gęstość miedzi wynosi ρm = 8900 kg/m3, a cynku ρc = 7200 kg/m
3. Jaki
jest skład procentowy tego stopu?
Zadanie 1.3 (2 pkt.)
Kulkę tę wstawiono do naczynia z rtęcią, o gęstości ρr = 13 600 kg/m3. Jaka część kulki wystaje ponad
powierzchnię rtęci?
Zadanie 1.4 (2 pkt.)
Kulkę zanurzono poniżej poziomu rtęci, używając pewnej siły? Jakiej? Oblicz jej wartość.
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 3
Zadanie 1.5 (3 pkt.)
Po zanurzeniu całkowitym w rtęci, kulkę puszczono swobodnie. Oblicz przyspieszenie startowe, z
jakim kulka będzie się wynurzać.
Zadanie 1.6 (1 pkt.)
Zakreśl kółkiem A, B, bądź C i 1, 2, bądź 3, aby zdanie było w pełni prawdziwe.
Mamy dwie kulki o tych samych
promieniach różniące się
gęstością, ale każda z nich ma ją
większą od wody. Dla kulki o
większej gęstości siła wyporu
przy całkowitym zanurzeniu
A
jest większa niż
dla
drugiej
kulki,
ponieważ
1 wypiera ona tyle samo
wody.
B
jest mniejsza niż
2 siła wyporu jest
proporcjonalna do
gęstości kulki
C jest taka sama
jak
3 siła wyporu
jest odwrotnie
proporcjonalna do
gęstości kulki
Zadanie 1.7 (1 pkt.)
Zaznacz, czy poniższe zdania są prawdziwe – P, czy fałszywe – F.
1 Im większa jest głębokość na jakiej znajduje się mosiężna kulka, tym mniejsza siła
wyporu na nią działa.
P F
2 Jeśli głębokość wody jest wystarczająco duża, to w pewnym momencie może się
zdarzyć, że wypadkowa siła na nią działająca jest równa zero.
P F
3 Jeśli mosiężna kulka zostałaby odpowiednio wydrążona, to jest możliwe, że
pływałaby w częściowym zanurzeniu.
P F
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 4
Zadanie 1.8 (1 pkt.)
Podkreśl frazy pisane pismem pochyłym, by powstały w pełni prawdziwe zdania.
Gdy statek wypływa z rzeki do morza, w którym gęstość słonej wody jest większa, siła wyporu
działająca na niego jest większa / jest mniejsza / jest taka sama jak w słodkiej wodzie rzeki, a
zanurzenie statku rośnie / maleje / nie zmienia się.
Zadanie 2. Przemiany gazowe (15 pkt.)
Jeden mol tlenu (masa molowa tlenu O2 wynosi 32 g/mol) poddano przemianom, przedstawionym na
wykresie poniżej, dla odcinków AB i BC.
Zadanie 2.1 (1 pkt.)
Tlen kolejno poddano przemianom:
AB - ...............................................................
BC - ...............................................................
B
A
0 100 200 300 400 500 T[K]
V [cm3]
600
400
200
C
K
L
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 5
Zadanie 2.2 (3 pkt.)
Ciśnienia tlenu w poszczególnych stanach wynosiły: Miejsce na obliczenia na następnej stronie
w stanie A - .............................................
w stanie B - .............................................
w stanie C - .............................................
Obliczenia do zadania 2.2
Zadanie 2.3 (4 pkt.)
Przedstaw wykres zależności ciśnienia od objętości dla tych przemian.
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 6
Zadanie 2.4 (2 pkt.)
Gdy tlen znajdował się w stanie C, cylinder, w którym prowadzono badania rozszczelnił się i część
tlenu w ciągu kilku sekund uszła z niego, zanim pracownik nie zauważył i nie zakręcił zaworu,
uszczelniając znów cylinder. Objętość gazu w czasie ulatniania się tlenu była stała, ale temperatura
spadła o 150oC, a w cylindrze pozostało 8 g tlenu. Jakie wówczas było ciśnienie tlenu?
Zadanie 2.5 (2 pkt.)
Jaka liczba cząsteczek tlenu ulotniła się?
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 7
Zadanie 2.6 (1 pkt.)
Zakreśl kółkiem A, B, bądź C i 1, 2, bądź 3, aby zdanie było w pełni prawdziwe.
Jeden mol tlenu waży
A
tyle samo co
jeden mol
helu
i zawiera
1 tyle samo cząsteczek.
B
więcej niż
2 więcej cząsteczek.
C mniej niż 3 niej cząsteczek.
Zadanie 2.7 (1 pkt.)
Zaznacz, czy poniższe zdania są prawdziwe – P, czy fałszywe – F.
1 W pokoju latem znajduje się mniejsza liczba cząsteczek, jeśli ciśnienie jest takie
samo, a temperatura w pokoju jest większa.
P F
2 W pokoju z powyższego przykładu zaszła przemiana izobaryczna powietrza.
P F
3 Jeden mol gazu w każdych warunkach zajmuje objętość 22,4 dm3.
P F
Zadanie 2.8 (1 pkt.)
Podkreśl frazy pisane pismem pochyłym, by powstały w pełni prawdziwe zdania.
Przemiany AB i KL są izotermiczne/ izobaryczne / izochoryczne, a różne nachylenie może wynikać z
różnej liczby moli / różnej temperatury / zmieniającej się objętości gazów.
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 8
Zadanie 3. Cykl termodynamiczny (15 pkt.)
Jeden mol gazu doskonałego, o cząsteczkach dwuatomowych, a więc taki, że C� =�
�R, poddano
cyklowi przemian, przedstawionych na wykresie poniżej. W stanie A temperatura wynosi TA = 600 K, a
objętość 500 cm3.
Zadanie 3.1 (3 pkt.)
Oblicz i podaj ile wynoszą temperatury gazu:
TB = .............. K Tc = .............. K TD = .............. K
obliczenia
p
V
A B
C D
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 9
Zadanie 3.2 (4 pkt.)
Dla każdej przemiany zastanów się nad pierwszą zasadą termodynamiki
Wypełnij tabelkę używając słów: symboli:
+ jeżeli wartość jest dodatnia
- jeśli wartość jest ujemna
0 jeśli wartość wynosi 0
∆U
przyrost energii
wewnętrznej
Q
ciepło
W
praca sił zewnętrznych
przemiana A-B
przemiana B-C
przemiana C-D
przemiana D-A
miejsce na ewentualne obliczenia i notatki
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 10
Zadanie 3.3 (3 pkt.)
Dla przemiany A-B oblicz i podaj wartości:
zmiana energii wewnętrznej ∆U = ........................
ciepło Q = .......................... i jest to ciepło ...................................................................................
(pobrane przez układ – oddane do otoczenia – WYBIERZ)
Praca sił zewnętrznych W = .........................
Zadanie 3.4 (2 pkt.)
Oblicz pracę użyteczną w pełnym cyklu
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 11
Zadanie 3.5 (1 pkt.)
Zakreśl kółkiem A, B, bądź C i 1, 2, bądź 3, aby zdanie było w pełni prawdziwe.
Jeśli sprężymy powoli
gaz w cylindrze
metalowym, to przy
szczelności układu,
zajdzie sprężanie
A
izotermiczne.
jeśli to samo zrobimy
w cylindrze całkowicie
izolującym cieplnie
układ od otoczenia,
zajdzie sprężanie
1 izotermiczne.
B
adiabatyczne.
2 adiabatyczne.
C izochoryczne. 3 izochoryczne.
Zadanie 3.6 (1 pkt.)
Zaznacz, czy poniższe zdania są prawdziwe – P, czy fałszywe – F.
1 Praca gazu w przemianie izotermicznej jest równa zero.
P F
2 Jeśli gaz ogrzejemy izochorycznie, to jego energia wewnętrzna wzrośnie, a praca
sił zewnętrznych jest wówczas ujemna.
P F
3 Przemiana adiabatyczna, to taka, w której nie zachodzi wymiana ciepła z
otoczeniem.
P F
Zadanie 3.7 (1 pkt.)
Podkreśl frazy pisane pismem pochyłym, by powstały w pełni prawdziwe zdania.
Takie gazy jak hel i neon mają ciepła molowe przy stałej objętości równe 1,5 / 2,5 / 3 krotności stałej
gazowej R, a ciepła molowe przy stałym ciśnieniu 1,5 / 2,5 / 3 krotności stałej gazowej R.
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 12
Zadanie 4 - Kondensator (15 pkt.)
Kondensator-akwarium płaski jest wypełniony wodą destylowaną, dla której stała
dielektryczna względna ɛr = 81. Pojemność tego kondensatora wynosi C = 32,4 pF.
Powierzchnia płytek wynosi S = 100 cm2. Kondensator ten podłączono do źródła prądu o
napięciu U = 100 V.
Zadanie 4.1 (2 pkt.)
Ile wynosi wysokość akwarium?
Zadanie 4.2 (1 pkt.)
Jaki ładunek zgromadził się na kondensatorze?
płytki
woda
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 13
Zadanie 4.3 (3 pkt.)
Po pewnym czasie wskutek nieszczelności połowa wody się wylała, a kondensator cały czas był
podłączony do źródła prądu. Wykaż, że pojemność kondensatora wynosiła wówczas około 0,8 pF, a
zgromadzony na nim ładunek, około 8·10-11
C.
Zadanie 4.4 (3 pkt.)
Gdy połowa wody się wylała, a więc gdy ładunek zgromadzony wynosił 8·10-11
C , kondensator
odłączono od źródła prądu, ale woda z niego wylewała się nadal. Jaką pojemność miał kondensator
po wylaniu się wody i jakie napięcie ustaliło się na nim?
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 14
Zadanie 4.5 (2 pkt.)
W pewnym momencie tuż przy górnej okładce zabłąkał się elektron. Zakładając, że napięcie na
kondensatorze wynosiło wtedy 200 V, oblicz z jaką prędkością wypadł elektron.
Zadanie 4.6 (1 pkt.)
Czy uwzględnienie oddziaływania grawitacyjnego elektronu z Ziemią mocno zmieniłoby wynik
zadania 4.4? Wykaż to odpowiednimi obliczeniami.
Zadanie 4.7 (1 pkt.)
Zakreśl kółkiem A, B, bądź C i 1, 2, bądź 3, aby zdanie było w pełni prawdziwe.
Wyjęcie izolatora
wypełniającego kondensator
płaski próżniowy wcześniej
naładowanego i
odłączonego od źródła
napięcia
A
zmniejszy pojemność
i ładunek.
Z kolei energia
kondensatora
1 wzrośnie.
B
zmniejszy pojemność
i napięcie między
okładkami.
2 zmaleje.
C zmniejszy pojemność,
a zwiększy napięcie
między okładkami.
3 nie zmieni się.
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 15
Zadanie 4.8 (1 pkt.)
Zaznacz, czy poniższe zdania są prawdziwe – P, czy fałszywe – F.
1 Połączenie stu jednakowych kondensatorów połączonych równolegle da
pojemność zastępczą sto razy większą.
P F
2 Usunięcie izolatora spomiędzy okładek kondensatora dołączonego do źródła
prądu nie zmieni natężenia pola elektrycznego w jego wnętrzu.
P F
3 Usunięcie izolatora spomiędzy okładek kondensatora odłączonego od źródła
prądu nie zmieni natężenia pola elektrycznego w jego wnętrzu.
P F
Zadanie 4.9 (1 pkt.)
Podkreśl frazy pisane pismem pochyłym, by powstały w pełni prawdziwe zdania.
Gdy w pole elektryczne kondensatora płaskiego próżniowego wpadnie elektron, z prędkością
równoległą do okładek, to wzdłuż okładek jego ruch jest jednostajny/ jednostajnie przyspieszony, a
w poprzek okładek jednostajny/ jednostajnie przyspieszony .
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 16
Zadanie 5 – Żarówki (15 pkt.)
Rysunki pochodzą ze strony: http://www.elektro.info.pl/artykul-galeria/id1973,kurs-praktycznego-
wykorzystania-programu-atp-emtp-czesc-18-zarowe-zrodla-swiatla?gal=1&zdjecie=784
Poniżej przedstawiono dwa wykresy charakteryzujące żarówki
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 17
Zadanie 5.1 ( 2 pkt.)
Czy któraś z dwóch żarówek przedstawiona na wykresie pierwszym, zależności mocy w funkcji
napięcia zasilania jest jednocześnie żarówką przedstawioną na rysunku drugim, zależności oporu od
napięcia zasilania? Uzasadnij swój sąd.
Zadanie 5.2 (2 pkt.)
Jak widać z wykresu drugiego opór żarówki wzrasta ze wzrostem napięcia. Wyjaśnij z punktu
widzenia mikroskopowej teorii przewodnictwa dlaczego tak się dzieje?
Zadanie 5.3 (3 pkt.)
Dlaczego żarówka jest przykładem charakterystyki nieomowej? Narysuj w poniższym układzie
współrzędnych wykres zależności natężenia prądu od napięcia dla opornika omowego.
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 18
W dalszych rozważaniach przyjmij, że opór małej żaróweczki jest stały.
Zadanie 5.4 (1 pkt.)
Jaki opór ma każda żaróweczka?
Zadanie 5.5 (2 pkt.)
Jaki prąd popłynie przez żaróweczkę 1, gdy włącznik zostanie zamknięty.
I
U
1
2
3
W
Ɛ = 12 V, rw = 12 Ω
Obok przedstawiono obwód z
wyłącznikiem W i trzema
jednakowymi żaróweczkami, o
parametrach: Ɛ = 12 V, P = 2 W.
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 19
Zadanie 5.6 (2 pkt.)
W zadaniu tym wyłącznik W jest na początku otwarty, później zamknięty. Jak zmieni się moc
wydzielona na żaróweczce trzeciej po zamknięciu wyłącznika. Należy odpowiedzieć, czy wzrośnie, czy
zmaleje, czy nie zmieni się i ile razy wzrośnie, czy też ile razy zmaleje.
Zadanie 5.7 (1 pkt.)
Zakreśl kółkiem A, B, bądź C i 1, 2, bądź 3, aby zdanie było w pełni prawdziwe.
Jeśli połączymy szeregowo
dwa jednakowe oporniki
omowe o mocy P,
dostosowane do napięcia U i
podłączymy do napięcia U,
to ich moce
A
nie zmienią się
a jeśli
połączymy je
do napięcia U
równolegle, to
ich moce
1 nie zmienią się.
B
zmniejszą się
dwukrotnie
2 zmniejszą się
dwukrotnie.
C zmniejszą się
czterokrotnie
3 zmniejszą się
czterokrotnie.
Włodzimierz Wolczyński – 25R3–FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII POZIOM ROZSZERZONY Strona 20
Zadanie 5.8 (1 pkt.)
Zaznacz, czy poniższe zdania są prawdziwe – P, czy fałszywe – F.
1 Jeśli drut przetniemy na cztery równe części i skręcimy ze sobą, to opór zmaleje
16 razy.
P F
2 Opór dwóch różnych oporników połączonych równolegle jest mniejszy niż
najmniejszy z nich.
P F
3 Opór żarówki jest nieomowy, to znaczy nie spełnia prawa Ohma.
P F
Zadanie 5.9 (1 pkt.)
Podkreśl frazy pisane pismem pochyłym, by powstały w pełni prawdziwe zdania.
Amperomierz jako miernik użyty w obwodzie jest również opornikiem. Aby błąd pomiaru był
minimalny, jego opór powinien być jak najmniejszy/ jak największy/ porównywalny z oporem
całkowitym obwodu. Amperomierz łączymy z gałęzią, w której mierzymy natężenie prądu szeregowo
/ równolegle, a gdy chcemy rozszerzyć jego zakres, łączymy go z oporem szeregowo / równolegle.
Top Related