E G Z A M I N M A T U R A L N Y

Przykładowe zadania z fizyki i astronomii z zakresu rozszerzonego

Propozycje zadań z zakresu rozszerzonego

z przedmiotu

fizyka z astronomią

Zadanie 1. /9 punktów/ ODBIORNIK RADIOWY

0bwód odbiornika radiowego jest zbudowany z cewki o indukcyjności 0,025 mH i kondensatora

o zmiennej pojemności.

Zadanie 1a. /2 punkty/

Jaką pojemność kondensatora trzeba dobrać, aby odbierać fale radiowe o długości 300 m?

Zadanie 1b. /2 punkty/

Jak należałoby zmieniać indukcyjność cewki, aby za pomocą tego odbiornika odbierać fale w zakresie częstotliwości od 1 MHz do 100 MHz?

Zadanie 1c. /2 punkty/

Chwilowa wartość siły elektromotorycznej prądu sinusoidalnie zmiennego wykorzystywanego przez odbiornik dla fazy π/6 wynosi 155 V. Jaka jest wartość maksymalna i skuteczna siły elektromagnetycznej prądu płynącego przez ten odbiornik?

Zadanie 1d. /2 punkty/

Gdyby z cewki i kondensatora zastosowanych w odbiorniku zbudować układ szeregowy i dołączyć opór omowy

o wartości 100 Ω oraz zasilać go wykorzystywaną przez odbiornik siłą elektromotoryczną to maksymalne

natężenie prądu miałoby wartość?

Zadanie 1e. /1 punkt/

Jaka moc jest pobierana w opisanym powyżej obwodzie oraz jaka jest sprawność tego obwodu, jeśli pozostałe elementy obwodu (nie wymienione wcześniej) mają opór 2 Ω?

Zadanie 2. /10 punktów/ ELEKTRONY

Wykres ilustruje chwilowy ruch dwóch elektronów I i II.

Zadanie 2a. /3 punkty/

Jaką wartość ma względna prędkość tych elektronów?

Zadanie 2b. /2 punkty/

Napisz równania ruchu elektronów I i II.

Zadanie 2c. /2 punkty/

Ile razy prędkość elektronu II byłaby większa od jego aktualnej prędkości, gdyby jego masa była równa

trzykrotnej masie spoczynkowej?

Zadanie 2d. /1 punkt/

Jakączęścią energii całkowitej byłaby energia kinetyczna elektronu II poruszającego się z prędkością

z poprzedniego zadania?

Zadanie 2e. /2 punkty/

Jeśli 2 μs przyjąć jako czas życia spoczywającego elektronu I, to ile wynosiłby czas jego życia po rozpędzeniu go do prędkości 0,995c (gdzie c jest prędkością światła w próżni) oraz jaką drogę przebyłby wówczas?

Zadanie 3. /11 punktów/ WAHADŁO

Ujemnie naładowana cząstka o masiem i ładunku q jest przyspieszsana w polu elektrycznym

różnicą potencjałów U. Cząstka ta opuszczając pole elektryczne uderza niesprężyście

w wahadło o długości d, na końcu którego umieszczono masę m naładowaną łądunkiem dodatnim

o wartości 2q.

Zadanie 3a. /5 punktów/

Na jaką wysokość wzniesie się wahadło po zderzeniu?

Zadanie 3b. /6 punktów/

Wiadomo, że okres drgań tego wahadła wynosi T. Jak zmieni się okres drgań tego wahadła, jeśli w chwili, gdy wahadło znajdowało w punkcie maksymalnego wychylenia włączono zewnętrzne pole elektryczne o natężeniu E, skierowane pionowo w dół. Narysuj siły działające wówczas na wahadło i nazwij je.

Zadanie 4. /8 punktów/ CZĄSTKA W POLU MAGNETYCZNYM

Długofalowa granica zjawiska fotoelektrycznego dla pewnego metalu wynosi λ₀. Powierzchnię metalu oświetlono światłem o długości fali λ> λ₀, w wyniku czego wyemitowane zostały elektrony, które wpadają w pole magnetyczne o indukcji B.

Zadanie 4a. /4 punkty/

Jaką wartość ma moment pędu elektronu w ruchu po okręgu o maksymalnym promieniu?

Zadanie 4b. /2 punkty/

Po zatoczeniu połowy okręgu elektron natrafił na warstwę metalu, w wyniku czego utracił 36% swojej energii. Jaki będzie promień okręgu, po którym będzie się poruszać elektron po wyjściu z metalu.

Zadanie 4c. /2 punkty/

O ile zmieniła się długość fali de Broglie'a dla elektronu po przejściu przez warstwę metalu?

Zadanie 5. /12 punktów/ UKŁAD SOCZEWEK

Zadanie 5a. /4 punkty/

Światło o długości fali λ₀ = 700 nm wychodząc z próżni pada na płytkę w kształcie prostopadłościanu o grubości d = 10 cm pod kątem α = 60°. Jak długo światło biegło w płytce, jeśli współczynnik załamania materiału płytki wynosi n = 1,7. Wykonaj odpowiedni rysunek.

Zadanie 5b. /2 punkty/

Wiadomo, że zakres widzialny widma fal elektromagnetycznych zawiera się w przedziale od 400 nm do 700 nm. Czy długość fali elektromagnetycznej w płytce nadal będzie z zakresu widzialnego.

Zadanie 5c. /2 punkty/

Płytkę tę można uważać za układ dwóch soczewek płasko-wypukłej i wklęsło-płaskiej o równych promieniach krzywizny 1/2d. Jaka byłaby zdolność skupiająca każdej z tych soczewek?

Zadanie 5d. /4 punkty/

Na głównej osi optycznej soczewki skupiającej ustawiono przedmiot, który wykonuje drgania harmoniczne proste o okresie 2s. Gdy przedmiot ten jest maksymalnie wychylony z położenia równowagi to otrzymujemy obraz rzeczywisty trzykrotnie pomniejszony. Po upływie czasu 1 sekundy uzyskujemy obraz trzykrotnie powiększony. Oblicz amplitudę drgań soczewki.

1

ED - 23_04_ 2007

---