1
v v v
v
v
v
v
v
Budowa i ewolucja Wszechświata
– poziom podstawowy
KLUCZ ODPOWIEDZI
Zadanie 1. (1 pkt)
Źródło: CKE 2005 (PP), zad. 2.
Zadanie 3. (1 pkt)
Źródło: CKE 01.2006 (PP), zad. 2.
Zadanie 2. (4 pkt)
Źródło: CKE 2005 (PP), zad. 23.
MODEL ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA
ARKUSZA I
Zadania zamkniĊte
Numer zadania
1
2
3
4
5
6
7
8
Prawidáowa
odpowiedĨ
C
A
D
C
B
B
B
C
Liczba
punktów
1
1
1
1
1
1
1
1
Zadania otwarte
Zdający moĪe rozwiązaü zadania kaĪdą poprawną metodą. Otrzymuje
wtedy maksymalną liczbĊ punktów.
Numer
zadania
Proponowana odpowiedĨ
Punktacja
Uwagi
Porównanie energii wydzielonej podczas ocháadzania
z energią potencjalną:
E = mgh lub Q = mgh
1
OkreĞlenie wysokoĞci:
mg
Q
h
1
9. Samochód na podno
Ğniku
Obliczenie wysokoĞci:
6,72m
h |
1
3
10.1
1
10
. W
yz
na
cz
an
ie
p
rz
ys
pi
es
ze
ni
a
zi
em
sk
ie
go
10.2
NaleĪy zmierzyü okres (lub czĊstotliwoĞü) drgaĔ wahadáa
i jego dáugoĞü.
1
2
N
Q
1
er
v
r
v
v
v v v
v
v
v
v
v
v v v
v
v
v
v
v
v v v
v
v
v
v
v
Zadanie 4. (1 pkt)
Źródło: CKE 01.2006 (PP), zad. 4.
Zadanie 5. (1 pkt)
Źródło: CKE 01.2006 (PP), zad. 6.
Zadanie 6. (1 pkt)
Źródło: CKE 01.2006 (PP), zad. 8.
v v v
v
v
v
v
v
v v v
v
v
v
v
v
v v v
v
v
v
v
v
v v v
v
v
v
v
v
v v v
v
v
v
v
v
Zadanie 7. (2 pkt)
Źródło: CKE 01.2006 (PP), zad. 17.
Z równania stanu:
0
3
0
0
0
0
3
2
T
V
p
T
V
p
1
15
.
Gaz
OkreĞlenie objĊtoĞci gazu w stanie 3:
V
3
=
0
2
3
V
1
2
OkreĞlenie ciepáa pobranego:
Q
1
= W + Q
2
1
OkreĞlenie sprawnoĞci:
2
W
W Q
K
1
16
.
Si
ln
ik
Obliczenie sprawnoĞci:
0,25
K
(25%)
1
3
WyraĪenie masy równaniem:
2
c
E
m
'
1
17
.
M
as
a i
e
ne
rg
ia
.
Obliczenie wartoĞci masy:
'
m =
kg
10
4
,
4
9
1
2
Prawidáowy ksztaát wykresu mający początek w N
o
.
1
Prawidáowo zaznaczony na wykresie czas poáowicznego
rozpadu dla:
N = N
0
/2
1
18
.
W
Ċg
ie
l
OkreĞlenie wieku znalezionych szczątków:
t = 17100 lat
1
3
Wykres nie
moĪe byü linią
áamaną.
N
o
N
T
1/2
t
N
o
/2
3
MODEL ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA
ARKUSZA I
Zadania zamkniĊte
Numer zadania
1
2
3
4
5
6
7
8
Prawidáowa
odpowiedĨ
C
A
D
C
B
B
B
C
Liczba
punktów
1
1
1
1
1
1
1
1
Zadania otwarte
Zdający moĪe rozwiązaü zadania kaĪdą poprawną metodą. Otrzymuje
wtedy maksymalną liczbĊ punktów.
Numer
zadania
Proponowana odpowiedĨ
Punktacja
Uwagi
Porównanie energii wydzielonej podczas ocháadzania
z energią potencjalną:
E = mgh lub Q = mgh
1
OkreĞlenie wysokoĞci:
mg
Q
h
1
9. Samochód na podno
Ğniku
Obliczenie wysokoĞci:
6,72m
h |
1
3
10.1
1
10
. W
yz
na
cz
an
ie
p
rz
ys
pi
es
ze
ni
a
zi
em
sk
ie
go
10.2
NaleĪy zmierzyü okres (lub czĊstotliwoĞü) drgaĔ wahadáa
i jego dáugoĞü.
1
2
N
Q
1
2
Zadanie 8. (1 pkt)
Źródło: CKE 05.2006 (PP), zad. 7.
Egzamin maturalny z fizyki i astronomii
3
Arkusz I
Zadanie 5. (1 pkt)
ZdolnoĞü skupiająca zwierciadáa kulistego wklĊsáego o promieniu krzywizny 20 cm ma
wartoĞü
A. 1/10 dioptrii.
B. 1/5 dioptrii.
C. 5 dioptrii.
D. 10 dioptrii.
Zadanie 6. (1 pkt)
PiákĊ o masie 1 kg upuszczono swobodnie z wysokoĞci 1 m. Po odbiciu od podáoĪa piáka
wzniosáa siĊ na maksymalną wysokoĞü 50 cm. W wyniku zderzenia z podáoĪem i w trakcie
ruchu piáka straciáa energiĊ o wartoĞci okoáo
A. 1 J
B. 2 J
C. 5 J
D. 10 J
Zadanie 7. (1 pkt)
Energia elektromagnetyczna emitowana z powierzchni SáoĔca powstaje w jego wnĊtrzu
w procesie
A. syntezy lekkich jąder atomowych.
B. rozszczepienia ciĊĪkich jąder atomowych.
C. syntezy związków chemicznych.
D. rozpadu związków chemicznych.
Zadanie 8. (1 pkt)
Stosowana przez Izaaka Newtona metoda badawcza, polegająca na wykonywaniu
doĞwiadczeĔ, zbieraniu wyników swoich i cudzych obserwacji, szukaniu w nich regularnoĞci,
stawianiu hipotez, a nastĊpnie uogólnianiu ich poprzez formuáowanie praw, to przykáad
metody
A. indukcyjnej.
B. hipotetyczno-dedukcyjnej.
C. indukcyjno-dedukcyjnej.
D. statystycznej.
Zadanie 9. (1 pkt)
Optyczny teleskop Hubble’a krąĪy po orbicie okoáoziemskiej w odlegáoĞci okoáo 600 km od
powierzchni Ziemi. Umieszczono go tam, aby
A. zmniejszyü odlegáoĞü do fotografowanych obiektów.
B. wyeliminowaü zakáócenia elektromagnetyczne pochodzące z Ziemi.
C. wyeliminowaü wpáyw czynników atmosferycznych na jakoĞü zdjĊü.
D. wyeliminowaü dziaáanie siá grawitacji.
Zadanie 10. (1 pkt)
Podczas odczytu za pomocą wiązki Ğwiatáa laserowego informacji zapisanych na páycie CD
wykorzystywane jest zjawisko
A. polaryzacji.
B. odbicia.
C. zaáamania.
D. interferencji.
Zadanie 9. (4 pkt)
Źródło: CKE 11.2006 (PP), zad. 24.
Próbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Poziom podstawowy
3
Zapisanie zaleĪnoĞci
2
2
v
m
mgh
.
1
18.1
Obliczenie zmiany energii
ǻE
p
= 9·10
-3
J.
Dopuszcza siĊ rozwiązanie z zastosowaniem równaĔ ruchu.
1
18
18.2
Podanie dwóch przyczyn strat energii np. wystĊpowanie siá
oporu podczas ruchu, strata energii przy czĊĞciowo
niesprĊĪystym odbiciu od podáoĪa.
Za podanie jednej przyczyny – 1pkt.
2
4
Zapisanie zaleĪnoĞci
qvB
r
mv
2
i podstawienie
fr
r
v
S
Z
2
.
1
Otrzymanie zaleĪnoĞci
m
qB
f
S
2
.
1
19
Zapisanie prawidáowego wniosku –
czĊstotliwoĞü obiegu
cząstki nie zaleĪy od wartoĞci jej prĊdkoĞci, poniewaĪ
q, B,
oraz
m są wielkoĞciami staáymi.
1
3
Prawidáowe zinterpretowanie informacji na rysunku
i wyznaczenie róĪnicy dróg przebytych przez oba promienie
'
x = 0,0000012 m (lub 1,2 Pm).
1
20
ZauwaĪenie, Īe dla fali o dáugoĞci
O
= 0,4 Pm róĪnica dróg
wynosi 3
O
, zatem w punkcie
P – wystąpi wzmocnienie
Ğwiatáa.
1
2
21.1 Podanie minimalnej energii jonizacji E = 13,6 eV.
Za podanie wartoĞci (– 13,6 eV) nie przyznajemy punktu.
1
Skorzystanie z warunku
2
13,6
n
eV
E
n
.
1
21
21.2
Podanie minimalnej energii wzbudzenia
E
min
= 10,2 eV.
Za podanie wartoĞci (– 10,2 eV) nie przyznajemy punktu.
1
3
Skorzystanie z zaleĪnoĞci
2
m
e B
r
v
v i doprowadzenie jej do
postaci
m
eB
r
v
.
1
Skorzystanie z zaleĪnoĞci
O
=
mv
h
p
h
i uzyskanie związku
h
B
r e
O
.
1
22
Obliczenie wartoĞci wektora indukcji
B § 2·10
–3
T.
1
3
Stwierdzenie, Īe cząstki alfa są bardzo maáo przenikliwe i nie
wnikają do wnĊtrza organizmu.
Dopuszcza siĊ stwierdzenie, ze cząstki alfa mają maáy zasiĊg.
1
23
Stwierdzenie, Īe promieniowanie gamma jest bardzo
przenikliwe i wnika do wnĊtrza organizmu.
Dopuszcza siĊ stwierdzenie, ze cząstki gamma mają duĪy zasiĊg.
1
2
Skoro przy tej samej temperaturze gwiazda 2 wysyáa 10
6
razy
wiĊcej energii niĪ SáoĔce to „powierzchnia” gwiazdy 2
musi
byü teĪ 10
6
razy wiĊksza.
1
24.1
PoniewaĪ powierzchnia kuli to
S = 4SR
2
to promieĔ gwiazdy
3 musi byü 1000 = 10
3
razy wiĊkszy od promienia SáoĔca.
1
PoáoĪenie gwiazdy 3 na diagramie H – R pozwala wyciągnąü
wniosek, Īe jej temperatura jest taka sama jak dla SáoĔca.
1
24
24.2 PoáoĪenie gwiazdy 3 na diagramie H – R pozwala wyciągnąü
wniosek, Īe jej promieĔ jest mniejszy od promienia SáoĔca.
1
4
Próbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Poziom podstawowy
2
Zadania zamkniĊte (punktacja 0 – 1)
Zadanie
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
OdpowiedĨ
A
B
B
A
C
A
B
D
B
A
Nr.
zadania
Punktowane elementy odpowiedzi
Liczba
punktów Razem
11.1
Wpisanie prawidáowych
okreĞleĔ pod rysunkami.
1
ZauwaĪenie, Īe droga jest równa poáowie dáugoĞci okrĊgu
1
11
11.2 Obliczenie drogi | 6,28m
s
.
1
3
Ustalenie przebytej drogi (10 m)
np. na podstawie wykresu.
1
12
Obliczenie wartoĞci prĊdkoĞci Ğredniej
m
= 2,5
s
sr
v
.
1
2
Ustalenie wartoĞci siáy napĊdowej F
nap
= 2500 N.
1
Ustalenie
wartoĞci siáy wypadkowej po ustaniu wiatru F
wyp
= 500 N.
1
13
Obliczenie wartoĞci przyspieszenia
2
m
= 0,5
s
a
.
1
3
Zastosowanie równaĔ opisujących drogĊ i prĊdkoĞü w ruchu
jednostajnie przyspieszonym i przeksztaácenie ich do postaci
umoĪliwiającej obliczenie przyspieszenia (
2
2
a
s
v
).
1
14
Obliczenie wartoĞci przyspieszenia a
= 1,2 m/s
2
.
1
2
15.1 Zaznaczenie prawidáowej odpowiedzi –
tylko elektrony.
1
15 15.2
Udzielenie prawidáowej odpowiedzi –
przewodnictwo
elektryczne metali pogarsza siĊ (zmniejsza siĊ) wraz
ze wzrostem temperatury.
Dopuszcza siĊ uzasadnienie opisujące zaleĪnoĞü oporu
przewodnika (metali) od temperatury.
1
2
16.1
Udzielenie prawidáowej odpowiedzi
– jednoczesna zmiana ciĞnienia, objĊtoĞci i temperatury
zachodzi w przemianie 1 – 2.
1
16
16.2 Udzielenie prawidáowej odpowiedzi – temperatura gazu jest
najwyĪsza w punkcie 2.
1
2
WyraĪenie wartoĞci siáy dziaáającej na gwóĨdĨ
p
F
t
'
'
.
1
17.1
Obliczenie wartoĞci siáy F
= 2,5 kN.
1
2
ZauwaĪenie, Īe
2
2
m
mgh
v
1
Zapisanie wyraĪenia
2
2
h
g
v
.
1
17
17.2
Obliczenie wysokoĞci h
= 5 m.
1
3
tor
przemieszenie
A
B
A
B
Zadanie 10. (4 pkt)
Źródło: CKE 2007 (PP), zad. 16.
6
Egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Poziom podstawowy
16. Mars (4 pkt)
Planuje siĊ, Īe do 2020 roku zostanie zaáoĪona na powierzchni Marsa baza dla kosmonautów.
WiĊkszoĞü czasu podczas lotu na Marsa statek kosmiczny bĊdzie podróĪowaá z wyáączonymi
silnikami napĊdowymi.
16.1. (2 pkt)
Ustal, czy podczas lotu na Marsa (z wyáączonymi silnikami) kosmonauci bĊdą przebywali
w stanie niewaĪkoĞci. OdpowiedĨ krótko uzasadnij, odwoáując siĊ do praw fizyki.
Wokóá Marsa krąĪą dwa ksiĊĪyce Fobos (Groza) i Dejmos (Strach). Obiegają one planetĊ po
prawie koáowych orbitach poáoĪonych w páaszczyĨnie jej równika. W tabeli poniĪej podano
podstawowe informacje dotyczące ksiĊĪyców Marsa.
KsiĊĪyc ĝrednia odlegáoĞü od Marsa
w tys. km
Okres obiegu
w dniach
ĝrednica
w km
Masa
w 10
20
kg
GĊstoĞü
w kg/m
3
Fobos
9,4
0,32
27
0,0001
2200
Dejmos
23,5
1,26
13
0,00002
1700
Na podstawie: "Atlas Ukáadu Sáonecznego NASA", PrószyĔski i S-ka, Warszawa 1999 r.
16.2. (2 pkt)
WykaĪ, korzystając z danych w tabeli i wykonując niezbĊdne obliczenia, Īe dla ksiĊĪyców
Marsa speánione jest III prawo Keplera.
Tak, kosmonauci podczas lotu na Marsa (z wyáączonymi silnikami)
bĊdą
przebywali w stanie niewaĪkoĞci.
Oba ciaáa (kosmonauta i statek kosmiczny) poruszają siĊ pod wpáywem siá,
które nadają im jednakowe przyspieszenia, zatem kosmonauci nie bĊdą
odczuwali dziaáania siá ciĊĪkoĞci.
2
2
2
3
3
3
2
2
6
3
6
3
4
4
,
(0,32dnia)
(1,26dnia)
(9,4 10 m)
(23,5 10 m)
1,23 10
1,22 10
F
D
sr
F
D
R
T
T
T
const zatem
R
R
|
Zadanie 10.1 (2 pkt)
3
6
Egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Poziom podstawowy
16. Mars (4 pkt)
Planuje siĊ, Īe do 2020 roku zostanie zaáoĪona na powierzchni Marsa baza dla kosmonautów.
WiĊkszoĞü czasu podczas lotu na Marsa statek kosmiczny bĊdzie podróĪowaá z wyáączonymi
silnikami napĊdowymi.
16.1. (2 pkt)
Ustal, czy podczas lotu na Marsa (z wyáączonymi silnikami) kosmonauci bĊdą przebywali
w stanie niewaĪkoĞci. OdpowiedĨ krótko uzasadnij, odwoáując siĊ do praw fizyki.
Wokóá Marsa krąĪą dwa ksiĊĪyce Fobos (Groza) i Dejmos (Strach). Obiegają one planetĊ po
prawie koáowych orbitach poáoĪonych w páaszczyĨnie jej równika. W tabeli poniĪej podano
podstawowe informacje dotyczące ksiĊĪyców Marsa.
KsiĊĪyc ĝrednia odlegáoĞü od Marsa
w tys. km
Okres obiegu
w dniach
ĝrednica
w km
Masa
w 10
20
kg
GĊstoĞü
w kg/m
3
Fobos
9,4
0,32
27
0,0001
2200
Dejmos
23,5
1,26
13
0,00002
1700
Na podstawie: "Atlas Ukáadu Sáonecznego NASA", PrószyĔski i S-ka, Warszawa 1999 r.
16.2. (2 pkt)
WykaĪ, korzystając z danych w tabeli i wykonując niezbĊdne obliczenia, Īe dla ksiĊĪyców
Marsa speánione jest III prawo Keplera.
Tak, kosmonauci podczas lotu na Marsa (z wyáączonymi silnikami)
bĊdą
przebywali w stanie niewaĪkoĞci.
Oba ciaáa (kosmonauta i statek kosmiczny) poruszają siĊ pod wpáywem siá,
które nadają im jednakowe przyspieszenia, zatem kosmonauci nie bĊdą
odczuwali dziaáania siá ciĊĪkoĞci.
2
2
2
3
3
3
2
2
6
3
6
3
4
4
,
(0,32dnia)
(1,26dnia)
(9,4 10 m)
(23,5 10 m)
1,23 10
1,22 10
F
D
sr
F
D
R
T
T
T
const zatem
R
R
|
Zadanie 10.2 (2 pkt)
Zadanie 11. (1 pkt)
Źródło: CKE 2008 (PP), zad. 22.
Zadanie 12. (4 pkt)
Źródło: CKE 2009 (PP), zad. 20.
Egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Poziom podstawowy
11
Zadanie 20.3 (2 pkt)
WykaĪ, zapisując odpowiednie zaleĪnoĞci, Īe wartoĞü pĊdu pojedynczego fotonu
emitowanego przez laser helowo-neonowy jest wiĊksza od wartoĞci pĊdu fotonu
emitowanego przez laser rubinowy.
h
p
O
Dla laserów opisanych w zadaniu
R
R
h
p
O
oraz
He
He
h
p
O
.
PoniewaĪ
He
O
<
R
O
to
He
p >
R
p .
Zadanie 21. Rozpad promieniotwórczy (4 pkt)
Jądro uranu (
92
U) rozpada siĊ na jądro toru (Th) i cząstkĊ alfa.
W tabeli obok podano masy atomowe uranu, toru i helu.
Zadanie 21.1 (2 pkt)
Zapisz, z uwzglĊdnieniem liczb masowych i atomowych, równanie rozpadu jądra uranu.
238
4
234
92
2
90
U
He
Th
o
Zadanie 21.2 (2 pkt)
Oblicz energiĊ wyzwalaną podczas opisanego powyĪej rozpadu jądra. Wynik podaj w MeV.
W obliczeniach przyjmij, Īe 1 u ļ 931,5 MeV.
238,05079u - 234,04363u + 4,00260u
'
m
0,00456u
'
m
MeV
0,00456u 931,5
u
E
4,25
E |
MeV
Zadanie 22. Astronomowie (1 pkt)
WyjaĞnij, dlaczego astronomowie i kosmolodzy prowadząc obserwacje i badania obiektów
we WszechĞwiecie, obserwują zawsze stan przeszáy tych obiektów.
Obserwowane i badane obiekty astronomiczne znajdują siĊ w duĪych
odlegáoĞciach, zatem obecnie odbierane sygnaáy zostaáy wysáane duĪo wczeĞniej.
Prowadzone obserwacje dotyczą wiĊc stanu przeszáego badanych obiektów.
Nr zadania
20.1. 20.2. 20.3. 21.1. 21.2. 22.
Maks. liczba pkt
2
2
2
2
2
1
Wypeánia
egzaminator! Uzyskana liczba pkt
uran 238 238,05079 u
tor 234 234,04363 u
hel 4
4,00260 u
Fizyka i astronomia – poziom podstawowy
Klucz punktowania odpowiedzi
9
Zadanie 20.1
Korzystanie z informacji Obliczenie energii wypromieniowywanej w czasie 1 h
przez biaáego karáa.
0–2
1 pkt – wyznaczenie mocy Syriusza B z wykorzystaniem danej z tabeli
1 pkt – obliczenie energii wypromieniowanej w ciągu 1 godziny przez biaáego karáa
E § 3·10
27
J (E = 33,09·10
26
J)
Zadanie 20.2
Korzystanie z informacji Wykazanie, Īe Ğrednia gĊstoĞü Aldebarana jest
wielokrotnie mniejsza niĪ Syriusza B.
0–2
1 pkt – skorzystanie z definicji gĊstoĞci i uzyskanie wyraĪenia
3
3
A
S
S
A
S
A
r
m
r
m
U
U
lub równowaĪnego
1 pkt – podstawienie odpowiednich wartoĞci i wykazanie, Īe
A
U
<
S
U
Zadanie 12.1 (2 pkt)
Zadanie 12.2 (2 pkt)
4
Zadanie 13. (1 pkt)
Źródło: CKE 2010 (PP), zad. 10.
Egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Klucz punktowania odpowiedzi – poziom podstawowy
3
Zadanie 8.
WiadomoĞci i rozumienie
Opisywanie wpáywu pola magnetycznego zwojnicy na
ruch prostoliniowego przewodnika z prądem
umieszczonego w jej Ğrodku
0–1
Poprawna odpowiedĨ:
A. 0 N.
Zadanie 9.
WiadomoĞci i rozumienie
Analizowanie zjawiska zaáamania Ğwiatáa przy
przechodzeniu przez dwie granice miĊdzy trzema
oĞrodkami o róĪnych wspóáczynnikach zaáamania.
0–1
Poprawna odpowiedĨ:
C. n
1
< n
3
< n
2
.
Zadanie 10.
WiadomoĞci i rozumienie Przyporządkowanie gwiazdy do typu widmowego na
postawie jej temperatury
0–1
Poprawna odpowiedĨ:
D. czerwone olbrzymy.
Zadanie 11.1.
WiadomoĞci i rozumienie
Zapisanie warunku, który musi byü speániony, aby
moĪna byáo ruch ciaáa w ziemskim polu
grawitacyjnym uznaü jako swobodne spadanie
0–1
1 p. – poprawne uzupeánienie zdania, np.:
... gdy nie wystĊpują siáy oporu.
lub
... gdy jedyną siáą dziaáającą na ciaáo jest siáa grawitacji.
Zadanie 11.2.
Korzystanie z informacji
Narysowanie wykresu zaleĪnoĞci wysokoĞci, na której
znajduje siĊ ciaáo od czasu trwania ruchu
0–4
1 p. – obliczenie wysokoĞci, na której znajduje siĊ kamieĔ (np.: 18,75 m; 15 m; 8,75 m; 0 m)
lub przebytej drogi przez kamieĔ (np.: 1,25 m; 5 m; 11,25 m; 20 m)
1 p. – opisanie i wyskalowanie osi (z uwzglĊdnieniem wysokoĞci)
1 p. – naniesienie punktów o odpowiednich wspóárzĊdnych na wykresie
(np.: 0 s, 20 m; 0,5 s, 18,75 m; 1 s, 15 m; 1,5 s, 8,75 m; 2 s, 0 m)
1 p. – narysowanie krzywej