2006_MAJ_OKE_PR_ODP.pdf

(331 KB) Pobierz
untitled
Miejsce
na naklejkę
z kodem szkoły
dysleksja
MFA-R1A1P-062
EGZAMIN MATURALNY
Z FIZYKI I ASTRONOMII
Arkusz II
POZIOM ROZSZERZONY
Czas pracy 120 minut
ARKUSZ II
MAJ
ROK 2006
Instrukcja dla zdającego
1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 11 stron (zadania
22 –26). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu
nadzorującego egzamin.
2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to
przeznaczonym przy każdym zadaniu.
3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok
rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz
pamiętaj o jednostkach.
4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym
tuszem/atramentem.
5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl.
6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie.
7. Podczas egzaminu możesz korzystać z karty wybranych
wzorów i stałych fizycznych, linijki oraz kalkulatora.
8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający.
Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej
dla egzaminatora.
9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL.
Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL.
Błędne zaznaczenie otocz kółkiem i zaznacz właściwe.
Za rozwiązanie
wszystkich zadań
można otrzymać
łącznie
50 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed
rozpoczęciem pracy
KOD
ZDAJĄCEGO
PESEL ZDAJĄCEGO
15816289.007.png 15816289.008.png
2
Egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Arkusz II
Zadanie 22. Wahadło balistyczne (10 pkt)
Na rysunku poniżej przedstawiono schematycznie urządzenie do pomiaru wartości prędkości
pocisków wystrzeliwanych z broni palnej. Podstawowym elementem takiego urządzenia jest
tzw. wahadło balistyczne będące (w dużym uproszczeniu) zawieszonym na linkach klockiem,
w którym grzęzną wystrzeliwane pociski. Po trafieniu pociskiem wahadło wychyla się
z położenia równowagi i możliwy jest pomiar jego energii kinetycznej.
Punkty na wykresie przedstawiają zależność energii kinetycznej klocka wahadła
z pociskiem (który w nim ugrzązł) tuż po uderzeniu pocisku, od masy klocka. Pomiary
wykonano dla 5 klocków o różnych masach (linia przerywana przedstawia zależność
teoretyczną). Wartość prędkości pocisku, tuż przed trafieniem w klocek wahadła, za każdym
razem wynosiła 500 m/s, a odległość od środka masy klocka wahadła do punktu zawieszenia
wynosiła 1 m. W obliczeniach pomiń masę linek mocujących klocek wahadła.
1200
linki
1000
800
pocisk
600
v G
400
200
wahadło
0
0
2
4
6
8
10
masa wahadła wyrażona jako wielokrotność
masy pocisku
22.1 (3 pkt)
Wykaż, analizując wykres, że masa pocisku jest równa 0,008 kg.
Analizując wykres można zauważyć, że dla masy klocka równej 0 , energia
kinetyczna wahadła z pociskiem jest równa 1000 J .
m
v
2
2
E
E
=
⇒
m
=
k
k
2
v
2
m
=
2
⋅
1000
J
⎛
m
⎞
2
⎝
500
⎠
s
m
=
0
008
kg
E , J
15816289.009.png
Egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Arkusz II
3
22.2 (3 pkt)
Oblicz wartość prędkości klocka z pociskiem bezpośrednio po zderzeniu w sytuacji, gdy masa
klocka była 499 razy większa od masy pocisku.
p
v
p
=
m
k
+
m
p
v
k
gdzie:
v
=
m
p
v
p
v p – wartość prędkości pocisku,
k
m
+
m
k
p
v k – wartość prędkości klocka,
0
008
kg
⋅
500
m
s
m p – masa pocisku,
v
=
( )
k
499
+
1
⋅
0
008
kg
m k – masa klocka.
v
=
1
m
k
s
22.3 (4 pkt)
Oblicz, jaka powinna być masa klocka wahadła, aby po wychyleniu z położenia równowagi
wahadła o 60 o , zwolnieniu go, a następnie trafieniu pociskiem w chwili przechodzenia
wahadła przez położenie równowagi, wahadło zatrzymało się w miejscu. Do obliczeń
przyjmij, że masa pocisku wynosi 0,008 kg. W obliczeniach możesz skorzystać z podanych
poniżej wartości funkcji trygonometrycznych.
sin 30° = cos 60° = 2
1 = 0,50
sin 60° = cos 30° =
2
3 ≈ 0,87
Aby wahadło zatrzymało się
w miejscu wartości pędów
pocisku i klocka muszą być
równe.
Korzystając z zasady zachowania energii
m
2
mgh =
k
, zatem
2
m
v
m
v
=
m
v
⇒
m
=
p
p
v
=
2
gh
l-h
60˚
p
p
k
k
k
v
k
k
m
m
v
=
2
⋅
10
2 ⋅
0
m
0
008
kg
⋅
500
k
s
h
s
m
=
k
m
3
16
m
s
v
≈
3
16
l
−
h
=
cos
60
°
k
s
m
≈
1
27
kg
l
k
h
=
l
(
−
cos
60
°
)
h
=
1
m
(
−
0
h
=
0
m
Nr zadania
22.1 22.2 22.3
Wypełnia
egzaminator!
Maks. liczba pkt
3
3
4
Uzyskana liczba pkt
Korzystając z zasady
zachowania pędu można zapisać
( )
m
15816289.010.png 15816289.001.png
4
Egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Arkusz II
Zadanie 23. Ogrzewacz wody (10 pkt)
Turystyczny ogrzewacz wody zasilany jest z akumulatora samochodowego. Element grzejny
wykonano na bocznej powierzchni szklanego naczynia mającego kształt walca. Element
grzejny tworzy kilka zwojów przewodzącego materiału w postaci paska o szerokości 4 mm
i grubości 0,1 mm. Całkowita długość elementu grzejnego wynosi 0,628 m. Opór elektryczny
elementu grzejnego jest równy 0,60 Ω. Siła elektromotoryczna akumulatora wynosi 12,6 V,
a jego opór wewnętrzny jest równy 0,03 Ω.
23.1 (3 pkt)
Oblicz moc elementu grzejnego wykorzystywanego w ogrzewaczu w sytuacji opisanej
w treści zadania.
P =
UI
, oraz
U =
IR
, zatem
P
=
I
2
R
I
=
ε
R
z R
+
w
P
=
(
20
A
)
2
⋅
0
Ω
I
=
12 V
,
0
6
Ω
+
0
03
Ω
P 240
=
W
I 20
=
A
23.2 (2 pkt)
Wykaż, że opór właściwy elementu grzejnego ma wartość około 3,8·10 -7 Ω·m.
R
=
ρ
l
, gdzie
= a = 4 mm , b = 0,1 mm .
a
b
S
ρ
=
R
S
l
ρ
=
R
a
b
l
ρ
=
0
6
Ω
⋅
0
004
m
⋅
0
0001
m
0
628
m
ρ
=
3
82
⋅
10
−7
Ω
⋅
m
S ⋅
15816289.002.png
Egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Arkusz II
5
23.3 (3 pkt)
Oszacuj, ile razy wydłuży się czas potrzebny do zagotowania wody, jeżeli napięcie na
zaciskach elementu grzejnego zmaleje o 20%. Załóż, że opór elektryczny elementu grzejnego
jest stały, a straty ciepła w obu sytuacjach są pomijalne.
U
2
W Δ
= i
UI
t
U = , zatem
IR
W Δ
=
t
R
Wykonana praca jest w obu wypadkach taka sama, zatem
W
=
U
2
1
Δ
t
=
U
2
2
Δ
t
, skąd
R
1
R
2
Δ
t
2
=
U
2
1
, ponieważ
U =
0 U
2
1
Δ
t
U
2
2
1
Δ
t
2
=
U
2
1
( )
Δ
t
0
U
2
1
1
Δ
t
2
≈
1
56
Δ
t
1
23.4 (2 pkt)
Ogrzewacz może być zasilany ze źródła prądu przemiennego poprzez układ prostowniczy.
Do zacisków A i B układu doprowadzono z transformatora napięcie przemienne. Narysuj na
schemacie, w miejscach zaznaczonych prostokątami, brakujące elementy półprzewodnikowe
tak, aby przez grzałkę płynął prąd wyprostowany dwupołówkowo*). Oznacz na schemacie za
pomocą strzałki kierunek przepływu prądu przez grzałkę.
*) wyprostowany dwupołówkowo – prąd płynie przez grzałkę w obu półokresach
I
Nr zadania
23.1 23.2 23.3 23.4
Wypełnia
egzaminator!
Maks. liczba pkt
3
2
3
2
Uzyskana liczba pkt
15816289.003.png 15816289.004.png 15816289.005.png 15816289.006.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin