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.