1

Elektrostatyka

– poziom podstawowy

Zadanie 1. (3 pkt)

Źródło: CKE 2005 (PP), zad. 16.

Zadanie 2. (2 pkt)

Źródło: CKE 01.2006 (PP), zad. 19.



     

 

   

         

          

          

    


 




    


 




   

         

  

             

           

     









 

 

 

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

9

Arkusz I

Zadanie 19. Drukarka atramentowa (2 pkt)

Maáa, naelektryzowana porcja tuszu w drukarce zostaje wyrzucona za pomocą pola
elektrycznego w kierunku papieru. Oblicz siáĊ dziaáającą w polu o natĊĪeniu E = 670

C

kN

na

kroplĊ obdarzoną áadunkiem

Q = 3 ˜ 10

–13

C.

Zadanie 20. Dwoista natura Ğwiatáa (4 pkt)

Wzbudzony atom wodoru emituje promieniowanie związane z przejĞciem elektronu

z powáoki trzeciej na drugą. Oblicz energiĊ wyemitowanego kwantu i dáugoĞü fali uzyskanej

linii widmowej. Zapisz, czy linia ta wypada w zakresie Ğwiatáa widzialnego, jeĞli Ğwiatáo

widzialne zawiera fale w przedziale od 380 nm do 760 nm. Energia stanu podstawowego

atomu wodoru E = –13,6 eV.

2

Zadanie 3. (1 pkt)

Źródło: CKE 05.2006 (PP), zad. 3.

2

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Arkusz I

Zadania zamkniĊte

W zadaniach od 1. do 10. wybierz i zaznacz na karcie odpowiedzi jedną poprawną

odpowiedĨ.

Zadanie 1. (1 pkt)

Tomek wchodzi po schodach z parteru na piĊtro. RóĪnica wysokoĞci miĊdzy parterem

a piĊtrem wynosi 3 m, a áączna dáugoĞü dwóch odcinków schodów jest równa 6 m. Wektor

caákowitego przemieszczenia Tomka ma wartoĞü

A. 3 m

B. 4,5 m

C. 6 m

D. 9 m

Zadanie 2. (1 pkt)

Wykres przedstawia zaleĪnoĞü wartoĞci prĊdkoĞci od czasu dla ciaáa o masie 10 kg,

spadającego w powietrzu z duĪej wysokoĞci. Analizując wykres moĪna stwierdziü, Īe podczas

pierwszych 15 sekund ruchu wartoĞü siáy oporu

A. jest staáa i wynosi 50 N.

B. jest staáa i wynosi 100 N.

C. roĞnie do maksymalnej wartoĞci 50 N.

D. roĞnie do maksymalnej wartoĞci 100 N.

Zadanie 3. (1 pkt)

Rysunek przedstawia linie pola elektrostatycznego ukáadu dwóch punktowych áadunków.

Analiza rysunku pozwala stwierdziü, Īe áadunki są

A. jednoimienne i |q

A

| > |q

B

|

B. jednoimienne i |q

A

| < |q

B

|

C. róĪnoimienne i |q

A

| > |q

B

|

D. róĪnoimienne i |q

A

| < |q

B

|

Zadanie 4. (1 pkt)

Jądro izotopu

235

92

U zawiera

A. 235 neutronów.

B. 327 nukleonów.

C. 143 neutrony.

D. 92 nukleony.

v, m/s

50

5 10 15 20 t, s

Zadanie 4. (1 pkt)

Źródło: CKE 2008 (PP), zad. 6.

Zadanie 5. (2 pkt)

Źródło: CKE 2008 (PP), zad. 16.

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Poziom podstawowy

3

Zadanie 5. (1 pkt)

Unoszenie siĊ w górĊ iskier nad páonącym ogniskiem w bezwietrzny dzieĔ jest spowodowane

zjawiskiem

A. dyfuzji.

B. konwekcji.

C. przewodnictwa.

D. promieniowania.

Zadanie 6. (1 pkt)

Gdy w atomie wodoru elektron przejdzie z orbity pierwszej na drugą, to promieĔ orbity

wzrasta czterokrotnie. WartoĞü siáy przyciągania elektrostatycznego dziaáającej pomiĊdzy

jądrem i elektronem zmaleje w tej sytuacji

A. 2 razy.

B. 4 razy.

C. 8 razy.

D. 16 razy.

Zadanie 7. (1 pkt)

W cyklotronie do zakrzywiania torów naáadowanych cząstek wykorzystuje siĊ

A. staáe pole elektryczne.

B. staáe pole magnetyczne.

C. zmienne pole elektryczne.

D. zmienne pole magnetyczne.

Zadanie 8. (1 pkt)

Ziemia krąĪy wokóá SáoĔca w odlegáoĞci w przybliĪeniu 4 razy wiĊkszej niĪ Merkury.

Korzystając z trzeciego prawa Keplera moĪna ustaliü, Īe okres obiegu Ziemi wokóá SáoĔca

jest w porównaniu z okresem obiegu Merkurego dáuĪszy

okoáo

A. 2 razy.

B. 4 razy.

C. 8 razy.

D. 16 razy.

Zadanie 9. (1 pkt)

Jądro izotopu ulegáo rozpadowi promieniotwórczemu. Powstaáo nowe jądro zawierające

o jeden proton wiĊcej i o jeden neutron mniej niĪ jądro wyjĞciowe. Przedstawiony powyĪej

opis dotyczy rozpadu

A. alfa.

B. gamma.

C. beta plus.

D. beta minus.

Zadanie 10. (1 pkt)

Przyrząd sáuĪący do uzyskiwania i obserwacji widma promieniowania elektromagnetycznego

to

A. kineskop.

B. mikroskop.

C. oscyloskop.

D. spektroskop.

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Poziom podstawowy

8

Zadanie 16. Metalowa puszka (2 pkt)

Do pustej metalowej puszki po napoju, poáoĪonej tak, Īe moĪe siĊ toczyü po poziomej uziemionej

metalowej páycie, zbliĪamy z boku na niewielką odlegáoĞü dodatnio naelektryzowaną paáeczkĊ.

WyjaĞnij, dlaczego puszka zaczyna siĊ toczyü. OkreĞl, w którą stronĊ bĊdzie toczyü siĊ

puszka.

Zadanie 17. Elektron (1 pkt)

Oblicz koĔcową, relatywistyczną wartoĞü pĊdu elektronu przyspieszanego w akceleratorze

do prĊdkoĞci 0,8 c. ZaáóĪ, Īe początkowa wartoĞü prĊdkoĞci przyspieszanego elektronu jest

znikomo maáa.

Zadanie 18. Przemiana izotermiczna (5 pkt)

Gaz o temperaturze

27

o

C poddano

przemianie izotermicznej. CiĞnienie

początkowe gazu wynosiáo 800 hPa.

Wykres przedstawia zaleĪnoĞü gĊstoĞci

gazu od jego ciĞnienia dla tej przemiany.

Podczas przemiany masa gazu nie

ulegaáa zmianie.

p, hPa

d, kg/m

3

800

1000 1100 1200

0,04

0,06

0,08

0,12
0,10

900

3

Zadanie 6. (2 pkt)

Źródło: CKE 2010 (PP), zad. 7.

Zadanie 7. (4 pkt)

Źródło: CKE 2010 (PP), zad. 15.

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

poziom podstawowy

3

k

1

k

2

Zadanie 6. (1 pkt)

SpoĞród przedstawionych poniĪej zestawów jednostek wybierz ten, który zawiera tylko

podstawowe jednostki ukáadu SI.

A. mila, kilogram, godzina

B. kilometr, gram, godzina

C. metr, kilogram, sekunda

D. centymetr, gram, sekunda

Zadanie 7. (1 pkt)

Wykonaną z przewodnika kulkĊ A naelektryzowano i

nastĊpnie

zbliĪono do niej (bez zetkniĊcia) wiszące na izolujących nitkach

metalowe, lekkie, nienaelektryzowane, identyczne kulki k

1

i k

2

.

Przy nitkach wiszących pionowo (rysunek) kulki k

1

i k

2

byáyby

odlegáe od kulki A odpowiednio o 5 i 10 cm. Po ustaleniu siĊ

stanu równowagi prawdą jest, Īe nitki, na których zawieszone są kulki,
A. odchyliáy siĊ od pionu i kąt odchylenia nitki dla kulki k

1

jest równy kątowi odchylenia

nitki dla kulki k

2

.

B. odchyliáy siĊ od pionu i kąt odchylenia nitki dla kulki k

1

jest wiĊkszy niĪ kąt odchylenia

nitki dla kulki k

2

.

C. odchyliáy siĊ od pionu i kąt odchylenia nitki dla kulki k

1

jest mniejszy niĪ kąt odchylenia

nitki dla kulki k

2

.

D. nie odchyliáy siĊ z poáoĪenia równowagi, poniewaĪ Īadna z kulek nie byáa

naelektryzowana.

Zadanie 8. (1 pkt)

Wewnątrz zwojnicy o dáugoĞci 5 cm wytworzono pole magnetyczne

o indukcji 2 mT i umieszczono wzdáuĪ jej osi prostoliniowy

przewodnik, przez który páynie prąd o natĊĪeniu 1 mA (rysunek). WartoĞü

siáy elektrodynamicznej dziaáającej wewnątrz zwojnicy na przewodnik

wynosi
A. 0 N.
B. 10

–9

N.

C. 10

–7

N.

D. 10 N.

Zadanie 9. (1 pkt)

Jednobarwna wiązka Ğwiatáa przechodzi kolejno przez trzy róĪne

oĞrodki (rysunek). JeĪeli kąty

D

,

E

,

J

speániają warunek:

D

>

J

>

E

,

to bezwzglĊdne wspóáczynniki zaáamania oĞrodków speániają

warunek
A. n

1

< n

2

< n

3

.

B. n

1

> n

2

> n

3

.

C. n

1

< n

3

< n

2

.

D. n

1

= n

2

= n

3

.

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

poziom podstawowy

8

Zadanie 15. Pole elektrostatyczne (4 pkt)

PoniĪej przedstawiono wykres zaleĪnoĞci wartoĞci natĊĪenia pola elektrostatycznego,

wytworzonego przez punktowy áadunek dodatni, od odwrotnoĞci kwadratu odlegáoĞci od tego

áadunku E(1/r

2

).

Zadanie 15.1 (1 pkt)

Uzupeánij poniĪsze zdanie, wpisując wáaĞciwe okreĞlenie spoĞród niĪej podanych.

(jednorodnym, centralnym)

Opisane w zadaniu pole elektrostatyczne jest polem ...................................................................

Zadanie 15.2 (3 pkt)

Korzystając z informacji zawartych na powyĪszym wykresie, oblicz wartoĞü áadunku, który

jest Ĩródáem pola elektrostatycznego. Do obliczeĔ przyjmij wartoĞü staáej k = 9·10

9

N·m

2

/C

2

.

Zadanie 16. Odtwarzacz (4 pkt)

W najnowszych nagrywarkach i odtwarzaczach stosuje siĊ tzw. báĊkitny laser (Blue Ray).

Dotychczas w urządzeniach tych wykorzystywano lasery czerwone, które emitują fale

o dáugoĞci 605 nm. Fale wytwarzane przez báĊkitny laser są krótsze, mają dáugoĞü 405 nm,

co pozwala zapisywaü wiĊcej danych na jednej páycie.

Zadanie 16.1 (1 pkt)

Oblicz, ile razy energia jednego kwantu promieniowania wysyáanego przez báĊkitny laser jest

wiĊksza od energii jednego kwantu wysyáanego przez laser czerwony.

0 2000 4000 6000 8000 10000

2

2

1

,

1

m

r

E

, V/m

100

80

60

40

20

0

Zadanie 7.1 (1 pkt)

Zadanie 7.2 (3 pkt)