Matura — Fizyka (Poziom rozszerzony) 2017 — arkusz z rozwiązaniami
Matura — Fizyka (Poziom rozszerzony) 2017 — arkusz z rozwiązaniami
Arkusz maturalny z fizyki (poziom rozszerzony) 2017 — wszystkie zadania z pełnymi rozwiązaniami krok po kroku, odpowiedziami i rysunkami. Rozwiązuj online na matematix.pl.
Kierowca jadący z prędkością $50\,\tfrac{\text{km}}{\text{h}}$ rozpoczął hamowanie bez poślizgu ze stałym opóźnieniem i zatrzymał się po przebyciu $12$ m. Oblicz czas hamowania (w sekundach).
Oceń prawdziwość (P/F): 1) współczynnik tarcia zależy od rodzaju nawierzchni jezdni; 2) przy ustalonej prędkości początkowej minimalna droga hamowania zależy od współczynnika tarcia opon o jezdnię; 3) przy ustalonej prędkości początkowej droga hamowania z poślizgiem jest dłuższa od minimalnej drogi hamowania bez poślizgu.
W kolejnej próbie samochód jadący z prędkością $60\,\tfrac{\text{km}}{\text{h}}$ zaczął hamować z tym samym opóźnieniem i po $12$ m uderzył w przeszkodę. Oblicz, z jaką prędkością uderzył w przeszkodę.
Podczas sprężystego niecentralnego zderzenia gładkiej kuli K1 z taką samą kulą spoczywającą K2 rozpatrujemy ruch wzdłuż osi I (linia środków) i osi II (prostopadłej). Wzdłuż I zderzenie jest centralne, a składowe wzdłuż II się nie zmieniają.
Rozłóż wektor prędkości K1 na składowe wzdłuż I i II oraz narysuj tory ruchu obu kul po zderzeniu.
Aby uzasadnić, że podczas sprężystego niecentralnego zderzenia składowe prędkości każdej z kul wzdłuż osi II się nie zmieniają, wystarczy skorzystać z tego, że
Prostokątną ramkę z drutu $5\text{ cm}\times10\text{ cm}$ umieszczono w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji $0{,}2$ T prostopadle do linii pola.
Oblicz strumień indukcji pola przechodzący przez powierzchnię ramki.
Oblicz kąt, o jaki należy obrócić ramkę wokół zaznaczonej osi, aby strumień indukcji zmalał dwukrotnie.
Ramkę wprawiono w ruch obrotowy ze stałą prędkością kątową. Wskazanie woltomierza będzie największe, gdy linie pola tworzą z płaszczyzną ramki kąt [A $0^\circ$ / B $45^\circ$ / C $90^\circ$], ponieważ [1 strumień jest największy / 2 strumień równy połowie wartości maksymalnej / 3 szybkość zmiany strumienia jest największa].
Kamień o masie $255$ g upuszczono z wysokości $19{,}4$ m. Wykaż, że w modelu ze stałą siłą oporu powietrza $0{,}148$ N obliczony czas spadania jest zgodny z pomiarem $t=2{,}05\pm0{,}01$ s. ($g=9{,}81\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$.)
W rzeczywistości siła oporu powietrza zależy od prędkości ciała. Po analizie danych można ustalić, że wartość siły oporu działającej na kamień tuż przed upadkiem jest [A mniejsza od $0{,}148$ N / B większa od $0{,}148$ N], ponieważ siła oporu powietrza [1 rośnie ze wzrostem prędkości / 2 maleje ze wzrostem prędkości].
Kulę położono (bez prędkości początkowej) na równi pochyłej; zmierzono długość równi $s$ (drogę staczania) i czas staczania $t$. Przyspieszenie jest stałe.
Wyprowadź wzór na wartość prędkości końcowej kuli, jeśli znane są tylko $s$ i $t$.
Prędkość końcową kuli można też obliczyć z zasady zachowania energii, znając wysokość $h$. Oceń, czy poniższe wyprowadzenie jest poprawne: „$mgh=\tfrac12 mv^2$, skąd $v=\sqrt{2gh}$". (poprawne / niepoprawne) — uzasadnij.
Satelita S krąży po orbicie kołowej wokół wirującej Ziemi; tor leży w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny rysunku.
Rzutem orbity satelity na płaszczyznę rysunku jest linia
Oceń prawdziwość (P/F): 1) satelita S może być satelitą geostacjonarnym; 2) prędkość liniowa satelity na danej orbicie zależy od jego masy; 3) gdyby satelita krążył po orbicie o większym promieniu, jego prędkość liniowa byłaby mniejsza.
Dwie kulki (1 i 2) zawieszono na nitkach w jednym punkcie O. Po naelektryzowaniu nitki się rozchyliły (rysunek B — stan równowagi). Narysowano wektor ciężaru $\vec Q$ kulki 2.
Dorysuj i opisz pozostałe siły działające na kulkę 2, zachowując proporcje długości wektorów.
Masy kulek to $m_1$ i $m_2$. Na podstawie rysunku B można stwierdzić, że
Przeszkodę P oświetlono jednocześnie dwoma punktowymi źródłami światła (po lewej stronie). Na ekranie powstał obraz: brak cienia / półcień / cień / półcień / brak cienia.
Wyznacz konstrukcyjnie położenie obu źródeł światła.
W rurce w kształcie litery U (jednakowy przekrój) znajduje się woda; górny koniec jednego ramienia leży $8$ cm nad powierzchnią wody.
Oblicz maksymalną wysokość słupka oleju, który można wlać do tego ramienia (tak by poziom oleju sięgał jego górnego końca). $\rho_w=1{,}00\,\tfrac{\text{g}}{\text{cm}^3}$, $\rho_o=0{,}82\,\tfrac{\text{g}}{\text{cm}^3}$.
Do naczyń w kształcie U wlano ciecz 3, a następnie do ramion ciecze 1 i 2 tak, że górny poziom cieczy 1 i 2 był jednakowy. Ciecze się nie mieszają, a ich gęstości $\rho_1,\rho_2,\rho_3$ są różne.
Zaznacz poprawną relację między gęstościami.
Rozgrzana stalowa kulka o promieniu $2$ cm i masie $260$ g, położona na poziomej tafli lodu ($0^\circ$C, grubość $3$ cm), roztopiła lód w miejscu zetknięcia i przeszła na drugą stronę. Oszacuj minimalną początkową temperaturę kulki. ($c_{stali}=460\,\tfrac{\text{J}}{\text{kg·K}}$, $c_t=335000\,\tfrac{\text{J}}{\text{kg}}$, $\rho_{lodu}=0{,}9\,\tfrac{\text{g}}{\text{cm}^3}$.)
Interferometr Michelsona: światło z S dzieli płytka P na dwie wiązki (drogi S-P-Z₁-P-E i S-P-Z₂-P-E), które interferują na ekranie E. Michelson wyraził wzorzec metra jako $1\,553\,163{,}5$ długości fali światła lampy kadmowej.
Oceń prawdziwość (P/F): 1) zmiana długości fali światła nie wpływa na obraz interferencyjny; 2) cechą obrazu interferencyjnego jest obecność jasnych i ciemnych prążków; 3) obraz się zmieni, jeżeli odsuniemy zwierciadło Z₂; 4) obraz się zmieni, jeżeli odsuniemy źródło S.
Oblicz częstotliwość fali światła, którego Michelson użył do pomiarów. ($c=3\cdot10^8\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.)
Uczniowie użyli soczewki skupiającej i otrzymali ostry obraz świeczki. Po dostawieniu drugiej soczewki (przy tym samym położeniu świeczki) musieli odsunąć ekran, aby obraz był nadal ostry.
Dostawiona soczewka była [A skupiająca / B rozpraszająca] i mogła mieć kształt (wybierz wszystkie): 1, 2, 3, 4, 5.
W wyniku dostawienia soczewki i odsunięcia ekranu wielkość obrazu na ekranie się
Na rysunkach kropką zaznaczono trzy różne osie prostopadłe do płaszczyzny rysunku, wokół których może obracać się spinacz biurowy.
Zaznacz rysunek, na którym spinacz ma największy moment bezwładności względem danej osi.
Zaznaczono bieguny magnetyczne zwojnicy (na zewnątrz pole jak magnesu N–S). Wewnątrz umieszczono igiełkę magnetyczną, a drugą na zewnątrz.
Zaznacz kierunek prądu w zwojach i zamaluj północne bieguny obu igiełek (pomiń pole ziemskie).
Zwojnicą (długość $5$ cm, $100$ zwojów) zrównoważono poziomą składową ziemskiego pola: przy prądzie $13$ mA indukcja wewnątrz była równa $0$. Oszacuj wartość poziomej składowej indukcji ziemskiego pola. ($\mu_0=4\pi\cdot10^{-7}\,\tfrac{\text{T·m}}{\text{A}}$.)
Wartość składowej poziomej indukcji, mimo starannych pomiarów, okazała się niedokładna. Podaj możliwą przyczynę.
Niepewność pomiaru natężenia prądu wynosiła $1$ mA (przy $I=13$ mA). Oblicz wynikającą stąd niepewność względną obliczonej indukcji pola zwojnicy.
Długą zwojnicę (ciasno nawiniętą) rozciągnięto równomiernie o $\tfrac13$ długości, przy tym samym prądzie. Pole wewnątrz dłuższej zwojnicy będzie [A słabsze / B takie samo / C silniejsze] niż w krótszej, ponieważ [1 natężenie się nie zmieniło / 2 liczba zwojów się nie zmieniła / 3 dłuższa zwojnica ma mniejszą gęstość nawinięcia].
Bateria o pojemności $1200$ mAh; wykres pokazuje stopień naładowania w ciągu doby. ($1200$ mAh $=$ ładunek przepływający w ciągu godziny przy prądzie $1200$ mA.)
Oszacuj maksymalne natężenie prądu pobieranego z baterii w przedstawionym przedziale czasu.
Jądro $^{224}$Ra ulega rozpadowi $\alpha$: $^{224}\text{Ra}\rightarrow{}^{220}\text{Rn}+{}^{4}\text{He}$. Powstałe jądra Rn i He oddziałują siłami elektrycznymi. Oceń prawdziwość (P/F) (układ, w którym Ra spoczywało): 1) wartość sił odpychania maleje; 2) wartość prędkości każdego jądra rośnie; 3) całkowity pęd obu jąder jest stały.
Udowodnij, że w układzie, w którym jądro radu spoczywało, stosunek energii kinetycznej jądra helu $^4$He do energii kinetycznej jądra radonu jest równy około $55$.
Próbkę zawierającą $^{224}$Ra ($T_{1/2}\approx3{,}7$ dnia) zbadano po $13$ dniach — zawierała wtedy $0{,}75$ mg tego izotopu. Oszacuj masę izotopu w chwili dostarczenia do laboratorium.
Pewien fizyk twierdzi, że gdy na atom w stanie wzbudzonym pada kwant o energii równej różnicy stanów, to niekiedy przejściu elektronu towarzyszy emisja dwóch kwantów identycznych z padającym (czyli z jednego kwantu powstają trzy). Wybierz zdanie, które poprawnie ocenia, czy to możliwe.
Wiązkę światła składającą się z fotonów o jednakowej energii, fazie, polaryzacji i kierunku ruchu można wytworzyć w
Pierwszy miesiąc za 0 zł.
Bez zobowiązań. Rezygnujesz, kiedy chcesz.
Załóż konto w 2 minuty. Opłaty pojawiają się dopiero po zalogowaniu i wyborze planu. Możesz zawiesić, zmienić lub anulować plan w każdej chwili. Dołącz do ponad 600 korepetytorów którzy już pracują mądrzej.