Fizyka jÄ…drowa
8ð Eðgðzðaðmðið mðaðtðuðrðaðlðyð zð fðiðzðyðkðið ið aðsðtðrðoðoðmðiðið
 poziom rozszerzony
Aðrðkðuðsðzð IðIð
Zadanie 1. (14 pkt) y
ródło: CKE 2005 (PR), zad. 31.
Zðaðdðaðiðeð 3ð1ð.ð Sðyðrðiðuðsðzð (ð1ð4ð pðkðtð)ð
Zðiðmð$ð aðjðjðað#ðiðeðjðsðzð$ð gðwðiðaðzðdð$ð aðsðzðeðgðoð oðcðeðgðoð iðeðbðað jðeðsðtð Sðyðrðiðuðsðzð.ð Pðoðdð tð$ð aðzðwð$ð kðrðyðjðeð sðið&ð uðkð"ðaðdð
dðwðóðcðhð gðwðiðaðzðdð pðoðrðuðsðzðaðjð$ðcðyðcðhð sðið&ð wðoðkðóð"ð wðsðpðóðlðeðgðoð #ðrðoðdðkðað mðaðsðyð.ð Sðyðrðiðuðsðzð Að jðeðsðtð gðwðiðaðzðdð$ð
cðið$ðgðuð gð"ðóðwðeðgðoð,ð að Sðyðrðiðuðsðzð Bð jðeðsðtð bðiðað"ðyðmð kðaðrð"ðeðmð ið iðeð mðoð%ðað gðoð zðoðbðaðcðzðyð'ð gðoð"ðyðmð oðkðiðeðmð.ð
Zadanie 1.1 (2 pkt)
3ð1ð.ð1ð (ð2ð pðkðtð)ð
Nðað pðoðdðsðtðaðwðiðeð tðeðkðsðtðuð ið wð"ðaðsðeðjð wðiðeðdðzðyð wðyðmðiðeð(ð dðwðiðeð cðhðaðrðaðkðtðeðrðyðsðtðyðcðzðeð cðeðcðhðyð bðiðað"ðyðcðhð kðaðrð"ðóðwð.ð
1ð.ð -ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
2ð.ð -ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
3ð1ð.ð2ð (ð3ð pðkðtð)ð
Zadanie 1.2 (3 pkt)
kðgð
*ðrðeðdðiðað gð&ðsðtðoð#ð'ð Sðyðrðiðuðsðzðað Bð wðyðoðsðið 2ð,ð4ð$ð1ð0ð9ð ,ð að jðeðgðoð pðrðoðmðiðeð(ð 5ð,ð9ð$ð1ð0ð6ð mð.ð Oðbðlðiðcðzð wðaðrðtðoð#ð'ð
mð3ð
pðrðzðyðsðpðiðeðsðzðeðiðað gðrðaðwðiðtðaðcðyðjðeðgðoð að pðoðwðiðeðrðzðcðhðið Sðyðrðiðuðsðzðað Bð,ð pðoðmðiðjðaðjð$ðcð wðpð"ðyðwð Sðyðrðiðuðsðzðað Að.ð
Oðdðpð.ð -ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
3ð1ð.ð3ð (ð2ð pðkðtð)ð
Zadanie 1.3 (2 pkt)
Nðað rðyðsðuðkðuð pðrðzðeðdðsðtðaðwðiðoðoð bðuðdðoðwð&ð wð&ðtðrðzðað Sðyðrðiðuðsðzðað Að.ð
1
 Eðgðzðaðmðið mðaðtðuðrðaðlðyð zð fðiðzðyðkðið ið aðsðtðrðoðoðmðiðið 9ð
Aðrðkðuðsðzð IðIð
Eðeðrðgðiðað zðaðwðaðrðtðað wð jð$ðdðrðzðeð gðwðiðaðzðdðyð tðrðaðsðpðoðrðtðoðwðaðað jðeðsðtð að pðoðwðiðeðrðzðcðhðið&ð pðrðzðeðzð wðaðrðsðtðwð&ð
kðoðwðeðkðtðyðwð$ð,ð að zð pðoðwðiðeðrðzðcðhðið fðoðtðoðsðfðeðrðyð wðyðpðrðoðmðiðeðiðoðwðaðað wð pðrðzðeðsðtðrðzðeð(ð kðoðsðmðiðcðzð$ð.ð Zðaðpðiðsðzð,ð
cðzðyðmð rðóð%ðið sðið&ð tðrðaðsðpðoðrðtð eðeðrðgðiðið wð wðyðiðkðuð kðoðwðeðkðcðjðið oðdð tðrðaðsðpðoðrðtðuð pðoðpðrðzðeðzð pðrðoðmðiðeðiðoðwðaðiðeð.ð
-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
3ð1ð.ð4ð (ð3ð pðkðtð)ð
Zadanie 1.4 (3 pkt)
Gð"ðóðwðyðmð !ðrðóðdð"ðeðmð eðeðrðgðiðið Sðyðrðiðuðsðzðað Að sð$ð rðeðaðkðcðjðeð tðeðrðmðoðjð$ðdðrðoðwðeð pðoðlðeðgðaðjð$ðcðeð að zðaðmðiðaðiðeð
wðoðdðoðrðuð wð hðeðlð zðað pðoð#ðrðeðdðiðcðtðwðeðmð wð&ðgðlðað ið tðlðeðuð (ðtðzðwð.ð cðyðkðlð CðNðOð)ð.ð
að.ð Uðzðuðpðeð"ðiðjð rðóðwðaðiðeð rðeðaðkðcðjðið bð&ðdð$ðcðeðjð cðzð&ð#ðcðið$ð cðyðkðlðuð CðNðOð.ð
1ð4ð
Nð &ð .ð.ð.ð.ð.ð.ð.ð.ð.ð.ð.ð.ð'ð1ð5ðOð &ð %ð
7ð 8ð
bð.ð Pðoðið%ðeðjð zðaðmðiðeðsðzðcðzðoðoð rðóðwðaðiðað dðwðóðcðhð pðrðzðeðmðiðað jð$ðdðrðoðwðyðcðhð cðyðkðlðuð CðNðOð.ð Oðbðoðkð
rðóðwðað(ð rðeðaðkðcðjðið zðaðpðiðsðzð aðzðwð&ð tðeðgðoð tðyðpðuð pðrðoðcðeðsðuð jð$ðdðrðoðwðeðgðoð.ð
1ð2ð 1ð
Cð&ð1ðHð 'ð1ð3ðNð &ð %ð -ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
6ð 7ð
1ð3ð
Nð'ð1ð3ðCð &ð eð&ð -ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
7ð 6ð
2
1ð0ð Eðgðzðaðmðið mðaðtðuðrðaðlðyð zð fðiðzðyðkðið ið aðsðtðrðoðoðmðiðið
Aðrðkðuðsðzð IðIð
3ð1ð.ð5ð (ð4ð pðkðtð)ð
Zadanie 1.5 (4 pkt)
Wð zðaðcðhðoðdðzð$ðcðyðmð wð jð$ðdðrðzðeð Sðyðrðiðuðsðzðað Að cðyðkðlðuð CðNðOð aðjðwðið&ðcðeðjð eðeðrðgðiðið wðyðdðzðiðeðlðað sðið&ð pðoðdðcðzðaðsð
rðeðaðkðcðjðið zðaðmðiðaðyð wð&ðgðlðað wð aðzðoðtð.ð
1ð3ð 1ð
Cð&ð1ðHð !ð1ð4ðNð &ð %ð
6ð 7ð
Oðbðlðiðcðzð,ð iðlðeð jð$ðdðeðrð wð&ðgðlðað wð Sðyðrðiðuðsðzðuð Að mðuðsðiðað"ðoðbðyð uðlðeðcð tðeðgðoð tðyðpðuð rðeðaðkðcðjðið,ð bðyð wðyðtðwðoðrðzðoðað
eðeðrðgðiðað mðoðgð"ðað wð oðrðmðaðlðyðcðhð wðaðrðuðkðaðcðhð sðtðoðpðið'ð 1ð gð lðoðdðuð.ð Cðiðeðpð"ðoð tðoðpðiðeðiðað lðoðdðuð wðyðoðsðið
3ð,ð3ð4ð)ð1ð0ð5ð Jð/ðkðgð.ð Mðaðsðyð jð$ðdðeðrð wðoðdðoðrðuð,ð wð&ðgðlðað ið aðzðoðtðuð mðaðjð$ð wðaðrðtðoð#ðcðið oðdðpðoðwðiðeðdðiðoð rðóðwðeð:ð
mðHð =ð 1ð,ð6ð7ð3ð$ð1ð0ð-ð2ð7ð kðgð,ð mðCð =ð 2ð1ð,ð5ð8ð6ð$ð1ð0ð-ð2ð7ð kðgð,ð mðNð =ð 2ð3ð,ð2ð4ð5ð$ð1ð0ð-ð2ð7ð kðgð
Egzamin maturalny z fizyki i astronomii 9
Arkusz II
Oðdðpð.ð -ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð-ð
Zadanie 28. Sonda Pioneer (9 pkt)
Zadanie 2. (9 pkt) y
ródło: CKE 01.2006 (PR), zad. 28.
Zðaðdðaðiðeð 3ð2ð.ð Fðoðtðoðkðoðmðóðrðkðað (ð1ð0ð pðkðtð)ð
Pod koniec kwietnia oð#ðwðiðeðtðlðaðað jðeðsðtð wðið$ðzðkð$ð w Madrycie wykry s aby sygna sztucznego
wielki radioteleskop
Kðaðtðoðdðað fðoðtðoðkðoðmðóðrðkðið #ðwðiðaðtð"ðað lðaðsðeðrðoðwðeðgðoð oð dð"ðuðgðoð#ðcðið fðaðlðið 3ð3ð0ð mð.ð
Cðhðaðrðaðkðtðeðrðyðsðtðyðkð&ð pðrð$ðdðoðwðoð-ðaðpðið&ðcðiðoðwð$ð tðeðjð fðoðtðoðkðoðmðóðrðkðið pðrðzðeðdðsðtðaðwðiðoðoð pðoðið%ðeðjð að wðyðkðrðeðsðiðeð.ð
pochodzenia z kierunku konstelacji Byka. To nie kosmici. Odezwa a si sonda Pioneer 10,
która z niewiadomych przyczyn milcza a, od o miu miesi cy. [...]
Ið,ð µðAð
Sygna mia moc s absz ni miliardowa (10-9) cz bilionowej(10-12) cz ci wata. Lecia do
2ð,ð5ð
Ziemi prawie 11 godzin. To dlatego, e Pioneer 10 zaw drowa ju bardzo daleko - jest dzi
w odleg o ci dwa razy wi kszej od S o ca ni planeta Pluton, czyli ok. 11,2 mld km. [...]
2ð,ð0ð
Teraz Pioneer 10 leci z pr dko ci 13 km/s w kierunku czerwonej gwiazdy Aldebaran
w konstelacji Byka, która jest oddalona o 71 lat wietlnych i 155 razy ja niejsza ni nasze
1ð,ð5ð
S o ce. Sonda zmaga si tylko z up ywem czasu. - Nasza gwarancja sko czy a si ju po 21
miesi cach, a dzi up ywa 28. rok dzia ania sondy - mówi szef misji Larry Lasher z NASA.
1ð,ð0ð
Pioneer 10 jest zasilany przez radioaktywny pluton-238. Rozpad plutonu generuje ciep o,
zamieniane potem na elektryczno . Pluton wprawdzie rozpada si do wolno - po owa
0ð,ð5ð
paliwa znika po 92 latach, ale szybciej ulegaj degradacji elementy, które przekszta caj
ciep o w pr d elektryczny....

ð 2ð 0ð 2ð 4ð 6ð 8ð
UðAð,ð Vð
(na podstawie: Piotr Cie li ski, Wie ci z daleka. Gazeta Wyborcza 4 maja 2001 r.)
28.1 (4 pkt)
3
Oszacuj czas (w latach) potrzebny na dotarcie sondy z Ziemi w pobli e orbity Plutona oraz
miesi cach, a dzi up ywa 28. rok dzia ania sondy - mówi szef misji Larry Lasher z NASA.
Pioneer 10 jest zasilany przez radioaktywny pluton-238. Rozpad plutonu generuje ciep o,
zamieniane potem na elektryczno . Pluton wprawdzie rozpada si do wolno - po owa
paliwa znika po 92 latach, ale szybciej ulegaj degradacji elementy, które przekszta caj
ciep o w pr d elektryczny....
(na podstawie: Piotr Cie li ski, Wie ci z daleka. Gazeta Wyborcza 4 maja 2001 r.)
Zadanie 2.1 (4 pkt)
28.1 (4 pkt)
Oszacuj czas (w latach) potrzebny na dotarcie sondy z Ziemi w pobli e orbity Plutona oraz
czas podró y w pobli e gwiazdy Aldebaran. Odpowied uzasadnij obliczeniami. Przyjmij, e
warto pr dko ci sondy jest sta a.
10 Egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Arkusz II
Zadanie 2.2 (1 pkt)
28.2 (1 pkt)
Poni szy diagram ma przedstawia ci g przemian energetycznych zwi zanych z wys aniem
informacji przez sond Pioneer 10. Uzupe nij diagram, wpisuj c w puste ramki rodzaj energii.
28.3 (4 pkt)
Zadanie 2.3 (4 pkt)
238
Stosowany do zasilania sondy Pioneer 10 izotop promieniotwórczy Pu rozpada si na
94
234 230
U. Z kolei uran rozpada si na Th (czas po owicznego rozpadu uranu oko o
92
90
2,5 105 lat). Energie wydzielane w tych dwóch przemianach promieniotwórczych nie ró ni
si znacz co. Uran móg by wi c stanowi nowe ród o energii.
a) Jaka cz stka wyzwala si w czasie rozpadu plutonu, a jaka w czasie rozpadu uranu?
Zapisz te reakcje. (1 pkt)
b) Oszacuj stosunek mocy wydzielanej przez próbki plutonu  238 i uranu  234,
zawieraj ce takie same liczby j der. Czy powstaj cy na pok adzie Pioneera 10 uran
móg by stanowi dla sondy nowe wydajne ród o energii? Odpowied uzasadnij. (3 pkt)
4
a) Jaka cz stka wyzwala si w czasie rozpadu plutonu, a jaka w czasie rozpadu uranu?
Zapisz te reakcje. (1 pkt)
b) Oszacuj stosunek mocy wydzielanej przez próbki plutonu  238 i uranu  234,
zawieraj ce takie same liczby j der. Czy powstaj cy na pok adzie Pioneera 10 uran
móg by stanowi dla sondy nowe wydajne ród o energii? Odpowied uzasadnij. (3 pkt)
12 Próbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Poziom rozszerzony
Zadanie 3. (12 pkt) y
ródło: CKE 11.2006 (PR), zad. 5.
Zadanie 5. Na adowana cz stka w polu magnetycznym (12 pkt)
Na adowana cz stka porusza si w pró ni z pr dko ci o sta ej warto ci w obszarze
jednorodnego, sta ego pola magnetycznego prostopadle do linii tego pola.
5.1 (3 pkt)
Zadanie 3.1 (3 pkt)
Wyka , e w opisanej powy ej sytuacji cz stka porusza si po okr gu o promieniu
m
R , oraz e promie ten jest sta y.
qB
5.2 (2 pkt)
W rzeczywisto ci tory na adowanych cz stek poruszaj cych si
w jednorodnym, sta ym polu magnetycznym, (np. w cieczy
w komorze p cherzykowej) s najcz ciej spiralne (promie
krzywizny zmniejsza si patrz rys.). Wyja nij, dlaczego tak si dzieje
odwo uj c si do odpowiednich zale no ci.
5
5.2 (2 pkt)
Zadanie 3.2 (2 pkt)
W rzeczywisto ci tory na adowanych cz stek poruszaj cych si
w jednorodnym, sta ym polu magnetycznym, (np. w cieczy
w komorze p cherzykowej) s najcz ciej spiralne (promie
krzywizny zmniejsza si patrz rys.). Wyja nij, dlaczego tak si dzieje
odwo uj c si do odpowiednich zale no ci.
Próbny egzamin maturalny z fizyki i astronomii 13
Poziom rozszerzony
5.3 (3 pkt)
Zadanie 3.3 (3 pkt)
W pewnym eksperymencie w obszar jednorodnego pola magnetycznego wstrzeliwano
z jednakowymi pr dko ciami cz stki i . Oszacuj stosunek promieni okr gów po jakich
poruszaj si cz stki wchodz ce w sk ad tych wi zek, przyjmuj c, e masa protonu lub
neutronu jest oko o 1800 razy wi ksza od masy elektronu.
5.4 (2 pkt)
Cz stki lub powstaj mi dzy innymi w wyniku samorzutnych rozpadów j der
A
atomowych. Napisz schemat rozpadu j dra X , w wyniku którego powstaje cz stka oraz
Z
schemat rozpadu w wyniku którego powstaje cz stka .
6
1. .................................................................................................................................................
5.4 (2 pkt)
Zadanie 3.4 (2 pkt)
Cz stki lub powstaj mi dzy innymi w wyniku samorzutnych rozpadów j der
A
atomowych. Napisz schemat rozpadu j dra X , w wyniku którego powstaje cz stka oraz
Z
schemat rozpadu w wyniku którego powstaje cz stka .
1. .................................................................................................................................................
2. .................................................................................................................................................
5.5 (2 pkt)
Zadanie 3.5 (2 pkt)
Zapisz nazwy dwóch zasad zachowania, z których korzystamy przy zapisywaniu tych
schematów.
1. .................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
2. .................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z fizyki i astronomii 9
Poziom rozszerzony
Zadanie 4. (12 pkt) y
ródło: CKE 2007 (PR), zad. 4.
Zadanie 4. Reakcje rozszczepienia (12 pkt)
Spo ród pierwiastków wyst puj cych naturalnie w Ziemi najwi ksz liczb atomow ma uran.
235 238
W uranie naturalnym wyst puj g ównie dwa izotopy U i U. W wyniku rozpadów
promieniotwórczych uran 238U przechodzi w tor 234Th, a nast pnie w proaktyn 234Pa.
Zadanie 4.1 (2 pkt)
4.1 (2 pkt)
Uzupe nij zapisy poni szych reakcji j drowych.
238 234 234 234
U Th ....... Th Pa .......
..... 90 90 91
235
Rozszczepienie j dra uranu U mo na spowodowa bombarduj c j dra uranu powolnymi
92
neutronami o energii oko o 1 eV. W reakcji tej uwalnia si energia oko o 210 MeV.
235
Jedn z mo liwych reakcji rozszczepienia uranu U przedstawiono poni ej: Przez x i y
oznaczono odpowiednio liczb neutronów i liczb elektronów
235 1 140 94 1 0
U n Ce Zr x n y e
92 0 58 40 0 1
4.2 (2 pkt)
Oblicz liczb neutronów x oraz liczb elektronów y, w reakcji rozszczepienia uranu 235U.
7
238 234 234 234
U Th ....... Th Pa .......
..... 90 90 91
235
Rozszczepienie j dra uranu U mo na spowodowa bombarduj c j dra uranu powolnymi
92
neutronami o energii oko o 1 eV. W reakcji tej uwalnia si energia oko o 210 MeV.
235
Jedn z mo liwych reakcji rozszczepienia uranu U przedstawiono poni ej: Przez x i y
oznaczono odpowiednio liczb neutronów i liczb elektronów
235 1 140 94 1 0
U n Ce Zr x n y e
92 0 58 40 0 1
4.2 (2 pkt)
Zadanie 4.2 (2 pkt)
Oblicz liczb neutronów x oraz liczb elektronów y, w reakcji rozszczepienia uranu 235U.
Zadanie 4.3 (2 pkt)
4.3 (2 pkt)
Oblicz warto pr dko ci neutronu wywo uj cego rozszczepienie uranu 235U.
10 Egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Poziom rozszerzony
Nr zadania 3.4 3.5 4.1 4.2 4.3
4.4 (2 pkt)
Zadanie 4.4 (2 pkt)
Wype nia
Maks. liczba pkt 2 2 2 2 2
235
egzaminator!
Podaj dwa warunki, które Uzyskana liczba pkt aby w materiale zawieraj cym uran U
musz by spe nione,
mog o doj do reakcji a cuchowej.
1. .................................................................................................................................................
2. .................................................................................................................................................
4.5 (4 pkt)
Oblicz liczb j der uranu 235U, które powinny ulec rozszczepieniu, aby uwolniona w reakcji
energia wystarczy a do ogrzania 1 litra wody od temperatury 20oC do 100oC. Do oblicze
przyjmij ciep o w a ciwe wody równe 4200 J/kg·K.
8
10 Egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Poziom rozszerzony
4.4 (2 pkt)
235
Podaj dwa warunki, które musz by spe nione, aby w materiale zawieraj cym uran U
4.4 (2 pkt)
mog o doj do reakcji a cuchowej.
235
Podaj dwa warunki, które musz by spe nione, aby w materiale zawieraj cym uran U
mog o doj do reakcji a cuchowej.
1. .................................................................................................................................................
1. .................................................................................................................................................
2. .................................................................................................................................................
2. .................................................................................................................................................
4.5 (4 pkt)
Oblicz liczb j der uranu 235U, które powinny ulec rozszczepieniu, aby uwolniona w reakcji
Zadanie 4.5 (4 pkt)
4.5 (4 pkt)
energia wystarczy a do ogrzania 1 litra wody od temperatury 20oC do 100oC. Do oblicze
Oblicz liczb j der uranu 235U, które powinny ulec rozszczepieniu, aby uwolniona w reakcji
przyjmij ciep o w a ciwe wody równe 4200 J/kg·K.
energia wystarczy a do ogrzania 1 litra wody od temperatury 20oC do 100oC. Do oblicze
przyjmij ciep o w a ciwe wody równe 4200 J/kg·K.
Zadanie 5. J dro atomowe a gwiazda neutronowa (12 pkt)
Zadanie 5. (12 pkt) y
ródło: CKE 2007 (PR), zad. 5.
Zadanie 5.1 (2 pkt)
5.1 (2 pkt)
Zadanie 5. J dro atomowe a gwiazda neutronowa (12 pkt)
Zapisz dwie cechy si j drowych.
5.1 (2 pkt)
Zapisz dwie cechy si j drowych.
1. .................................................................................................................................................
1. .................................................................................................................................................
2. .................................................................................................................................................
2. .................................................................................................................................................
9
 Egzamin maturalny z fizyki i astronomii 11
Poziom rozszerzony
Zadanie 5.2 (3 pkt)
5.2 (3 pkt)
Wyka , e rednia g sto materii j drowej jest niezale na od liczby masowej. Wykorzystaj
za o enia podane poni ej.
4
1. J dro atomowe mo na traktowa jako kul (obj to kuli V R3 ).
3
2. Empiryczny wzór okre laj cy promie j dra atomowego ma posta
3
R = r A , gdzie r = 1,2·10-15 m, za A jest liczb masow .
3. Mas j dra atomu mo na szacowa jako iloczyn liczby masowej i masy neutronu.
Nr zadania 4.4 4.5 5.1 5.2
Wype nia
Maks. liczba pkt 2 4 2 3
egzaminator!
Uzyskana liczba pkt
10
12 Egzamin maturalny z fizyki i astronomii
Poziom rozszerzony
Masywne gwiazdy w ko cowym etapie ewolucji odrzucaj zewn trzne warstwy materii
i zapadaj c si mog tworzy gwiazdy neutronowe. Je li masa zapadaj cej si cz ci gwiazdy
jest dostatecznie du a to powstaje  czarna dziura . Czarna dziura to obiekt astronomiczny,
który tak silnie oddzia uje grawitacyjnie na swoje otoczenie, e aden rodzaj materii ani energii
nie mo e jej opu ci .
Zadanie 5.3 (3 pkt)
5.3 (3 pkt)
Oszacuj promie gwiazdy neutronowej o masie 12,56·1029 kg i redniej g sto ci
równej 3·1017 kg/m3.
5.4 (4 pkt)
Zadanie 5.4 (4 pkt)
Masywna gwiazda w wyniku ewolucji utworzy a obiekt o masie 12,56·1029 kg i promieniu 1 km.
Oszacuj warto drugiej pr dko ci kosmicznej dla tego obiektu. Oce , czy ten obiekt mo e
by  czarn dziur  . Odpowied uzasadnij.
Nr zadania 5.3 5.4
Wype nia
Maks. liczba pkt 3 4
egzaminator!
Uzyskana liczba pkt
11