Matura 2009 fizyka i astronomia

Zadanie 2
odpowiedź B

Zadanie 3
odpowiedź D

Zadanie 4
odpowiedź A

Zadanie 5
odpowiedź A

Zadanie 6
odpowiedź A

Zadanie 7
odpowiedź D

Zadanie 8
odpowiedź B

Zadanie 9
odpowiedź D

Zadanie 10
odpowiedź A

Poziom rozszerzony

Zadanie 1.1 (2 pkt)
Na rysunku powyżej naszkicuj tor ruchu piłki kopniętej przez zawodnika oraz zaznacz wektor siły działającej na piłkę w najwyższym punkcie toru.

Zadanie 1.2 (1 pkt)
Oblicz czas lotu piłki z punktu A do punktu B. t = 3,2 s

Zadanie 1.3 (1 pkt)
Oblicz wartość prędkości początkowej, jaką zawodnik nadał piłce. v0 = 20 m/s
Zadanie 1.4 (2 pkt)
Oblicz maksymalną wysokość, jaką osiągnęła piłka. h max = 12,8 m
Zadanie 1.5 (2 pkt)
Wyprowadź równanie ruchu piłki, czyli zależność y(x). t = x/5, y = 6/5*x - x do kwadratu
Zadanie 1.6 (2 pkt)
Irlandzkiemu zawodnikowi Stevenowi Reidowi udało się nadać kopniętej piłce prędkość o rekordowej wartości 52,5 m/s.
Oblicz, jaki byłby maksymalny zasięg dla piłki, która po kopnięciu zaczyna poruszać się z wyżej podaną wartością prędkości przy zaniedbaniu oporów ruchu. z = 275,625 m
Zadanie 1.7 (2 pkt)
Piłkę do gry w piłkę nożną napompowano azotem do ciśnienia 2000 hPa. Objętość azotu w piłce wynosiła 5,6 dm sześciennych, a jego temperatura 27 stopnia C. Masa molowa azotu jest równa 28 g/mol. Oblicz masę azotu znajdującego się w piłce. Przyjmij, że azot traktujemy jak gaz doskonały.m = 22,25
Zadanie 2. Kalorymetr (12 pkt)
Zadanie 2.1 (1 pkt)
Wyjaśnij, dlaczego kalorymetr składa się z dwóch naczyń umieszczonych jedno wewnątrz drugiego. Aby zminimalizować wymianę ciepła z otoczeniem; powietrze pełni funkcję izolującą.
Zadanie 2.2 (4 pkt)
Narysuj wykres zależności temperatury wody od czasu oraz naszkicuj linią przerywaną przewidywany dalszy przebieg krzywej do końca drugiej godziny, kiedy temperatura wody praktycznie przestała się zmieniać.
Zadanie 2.3 (1 pkt)
Napisz, czy szybkość przepływu ciepła z naczynia do otoczenia (ÄQ/Ät) w miarę upływu czasu rosła, malała, czy pozostawała stała. Szybkość przepływu ciepła malała w czasie.
Zadanie 2.4 (2 pkt)
Oblicz ciepło oddane przez wodę w czasie 10 minut od momentu rozpoczęcia pomiarów. W obliczeniach przyjmij, że ciepło właściwe wody jest równe 4200 J/kg.K. Delta Q = 4 032 kJ
Zadanie 2.5 (2 pkt)
W kolejnym doświadczeniu, aby utrzymać stałą temperaturę wody równą 90oC, umieszczono w wodzie grzałkę, którą zasilano napięciem 12 V. Oblicz opór, jaki powinna mieć grzałka, by pracując cały czas, utrzymywała stałą temperaturę wody w naczyniu. Przyjmij, że w tych warunkach szybkość przepływu ciepła z naczynia do otoczenia wynosi 80 J/s. R = 1,8 Ohma
Zadanie 2.6 (2 pkt)
Oblicz, z dokładnością do 0,001 stopnia C, temperaturę zewnętrznej powierzchni naczynia kalorymetru. Przyjmij, że wartość współczynnika przewodnictwa cieplnego aluminium wynosi 235 W/m.K.
Tz = ok. 0,340 stopnia Celsjusza
Zadanie 3. Zwierciadło (12 pkt)
Zadanie 3.1 (1 pkt)
Zapisz, jakim zwierciadłem (wypukłym/wklęsłym) i (skupiającym/rozpraszającym) jest
wewnętrzna powierzchnia miski w tym doświadczeniu.
Zadanie 3.2 (2 pkt) Oblicz odległość ogniska tego zwierciadła od sufitu.
Zadanie 3.3 (2 pkt) Oblicz czas spadania kropli.
Zadanie 3.4 (1 pkt)
Określ, jakim ruchem poruszają się względem siebie dwie kolejne spadające krople. Podkreśl właściwą odpowiedź.
Zadanie 3.5 (3 pkt) Przy odpowiednim oświetleniu spadającej kropli, w pewnym jej położeniu, na suficie powstaje ostry obraz kropli.
a) Wykaż, że obraz kropli na suficie jest wtedy powiększony trzykrotnie, przyjmując, że ogniskowa zwierciadła wynosi 0,6 m.
b) Uzupełnij poniższe zdanie, wpisując pozostałe dwie cechy obrazu kropli.
Obraz kropli na suficie jest powiększony, ....................................... i ........................................
Zadanie 3.6 (3 pkt) Wykorzystaj informację, że zaznaczony na rysunku punkt F, jest ogniskiem zwierciadła przed wypełnieniem wodą.
Zadanie 4. Fotorezystor (12 pkt)
Zadanie 4.1 (2 pkt) a) Zapisz pod rysunkami właściwe nazwy materiałów (izolator, półprzewodnik, przewodnik)
Oznaczenia: pp - pasmo przewodnictwa, pw - pasmo walencyjne, pe - przerwa energetyczna
b) Podkreśl nazwy tych pierwiastków, które są półprzewodnikami. (miedź żelazo german rtęć krzem)
Zadanie 4.2 (1 pkt) Przez domieszkowanie wykonuje się półprzewodniki, w których nośnikami większościowymi są elektrony lub dziury.
Zapisz, jak nazywają się nośniki większościowe w półprzewodniku typu n.
Zadanie 4.3 (3 pkt) Przeanalizuj wykres i ustal, jak opór elektryczny fotorezystora zależy od natężenia oświetlenia (rośnie, maleje, nie ulega zmianie). Wyjaśnij tę zależność, odwołując się do mikroskopowych własności półprzewodników.
Zadanie 4.4 (3 pkt) Wyznacz natężenie oświetlenia fotorezystora w przedstawionej sytuacji. Dokonaj niezbędnych obliczeń. Przyjmij, że mierniki są idealne, a opór wewnętrzny baterii jest równy zeru.
Zadanie 5. Cefeidy (12 pkt)
Zadanie 5.1 (2 pkt) Zapisz, w którym z zaznaczonych obszarów I, II, III, IV na diagramie Hertzsprunga-Russella znajduje się cefeida ? Cephei.
Zapisz nazwę gwiazd znajdujących się w obszarze I.
Zadanie 5.2 (2 pkt) Oszacuj (w watach), w jakim przedziale zawiera się moc promieniowania gwiazd leżących
na ciągu głównym.
Zadanie 5.3 (1 pkt) Oszacuj i zapisz okres zmian jasności tej cefeidy. Wykorzystaj dane zawarte na wykresie.
Zadanie 5.4 (1 pkt) Moc promieniowania emitowanego z jednostki powierzchni gwiazdy zależy od temperatury jej powierzchni. Wyjaśnij, dlaczego cefeida ? Cephei emituje znacznie więcej energii niż Słońce, mimo podobnej temperatury powierzchni.
Zadanie 5.5 (2 pkt) Odległości do galaktyk, w których zidentyfikowano cefeidy, można wyznaczać, wykorzystując zależność pomiędzy okresem zmian jasności dla różnych cefeid i ich średnią mocą promieniowania. Na wykresie poniżej przedstawiono zależność między średnią mocą promieniowania a okresem zmian jasności.
Oblicz średnią moc promieniowania cefeidy o okresie zmian jasności 10 dni, korzystając z informacji zawartych w tekście wprowadzającym oraz na wykresie.
Zadanie 5.6 (2 pkt) Oblicz odległość tej cefeidy od Ziemi.
Zadanie 5.7 (2 pkt) Wyraź odległość 10 do potęgi 17 km w latach świetlnych.
Pamiętaj, że to tylko przykładowe rozwiązania z fizyki i astronomii dla arkusza standardowego - poziom podstawowy. Twój egzamin będzie oceniany przez CKE według oficjalnego klucza.
W 2009 roku roku do matury przystępuje ponad 440 tysięcy uczniów. 26 tys uczniów z całej Polski zdaje dzisiaj fizykę z astronomią.
Życzymy powodzenia!
Trwa edukacyjna akcja "Współczesnej" - Matura 2009. Codziennie około godziny 15 arkusze i przykładowe rozwiązania zamieszczamy na portalu www.wspolczesna.pl **