Autor: Teresa Kutajczyk
TEST PRZED PRÓBNŃ MATURŃ 2007
PRZYK¸ADOWY ARKUSZ
EGZAMINACYJNY
Z FIZYKI I ASTRONOMII
Arkusz I
POZIOM PODSTAWOWY ARKUSZ I
Czas pracy: 120 minut
Instrukcja dla zdajÄ…cego
1. SprawdÄ™, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 9 stron.
Ewentualny brak zg"oĘ przewodniczącemu zespo"u nadzo-
rujÄ…cego egzamin.
2. RozwiÄ…zania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to prze-
znaczonym przy kaŻdym zadaniu.
3. W rozwiązaniach zadał
rachunkowych przedstaw tok ro-
zumowania prowadzÄ…cy do ostatecznego wyniku oraz pa-
mi´taj o jednostkach.
4. Pisz czytelnie. UŻywaj d"ugopisu/pióra tylko z czarnym
tuszem/atramentem.
5. Nie uŻywaj korektora.
Za rozwiÄ…zanie
6. B"´dne zapisy wyraÄ™nie przekreĘl.
wszystkich zadał

7. Pami´taj, Å»e zapisy w brudnopisie nie podlegajÄ… ocenie.
moÅ»na otrzymaç
8. Podczas egzaminu moÅ»esz korzystaç z karty wybranych
"ącznie 50 punktów.
wzorów i sta"ych fizycznych oraz kalkulatora.
Úyczymy powodzenia!
Arkusz przygotowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON na wzór oryginalnego arkusza maturalnego.
Fizyka i astronomia. Arkusz I
2
Zadania zamkni´te
W zadaniach od 1. do 10. wybierz i zaznacz jednÄ… poprawnÄ… odpowiedÄ™.
Zadanie 1. (1 pkt)
Cia"o porusza si´ wzd"uÅ» prostej ze sta"ym przyspieszeniem.
v
Na rysunku przedstawiono cztery wykresy (oznaczone cy-
1
2
frami od 1 do 4) zaleÅ»noĘci pr´dkoĘci cia"a v od czasu t.
Ruch cia"a opisuje
3
A. wykres 1.
4
B. wykres 2.
C. wykres 3.
t
D. wykres 4.
Zadanie 2. (1 pkt)
Rysunek przedstawia linie pola elektrostatycznego mi´dzy
dwoma naelektryzowanymi kuleczkami.
Jaki jest znak "adunków zgromadzonych na kuleczkach?
X Y
A. Na kuleczce X ujemny, a na kuleczce Y dodatni.
B. Na kuleczce X dodatni, a na kuleczce Y ujemny.
C. Na kuleczce X i na kuleczce Y dodatni.
D. Na kuleczce X i na kuleczce Y ujemny.
Zadanie 3. (1 pkt)
Prostoliniowy przewodnik z prÄ…dem umieszczono w jednorodnym polu magnetycznym prostopadle
do linii pola. Na którym rysunku poprawnie zaznaczono wektor si"y elektrodynamicznej? (Symbol 7
oznacza przewodnik, w którym prÄ…d p"ynie za p"aszczyzn´ rysunku).
A. B. C. D.
"
F
"
"
F
F
7
I
I 7
I
I
"
F
linie pola linie pola
linie pola linie pola
magnetycznego magnetycznego
magnetycznego magnetycznego
Zadanie 4. (1 pkt)
Szybowce mogÄ… wzbiç si´ nad ziemi´ bez pracy silnika. Jest to moÅ»liwe dzi´ki
A. prÄ…dom konwekcyjnym.
B. sile wyporu powietrza.
C. brakowi oporów ruchu.
D. wyŻszej temperaturze powietrza niŻ ziemi.
www. operon. pl
Fizyka i astronomia. Arkusz I
3
Zadanie 5. (1 pkt)
Kulka zawieszona na spr´Å»ynie wykonuje drgania harmoniczne w kierun-
ku pionowym. Amplituda drgał
kulki jest równa A. Przedstawiona na ry-
sunku parabola opisuje zaleÅ»noĘç
A. pr´dkoĘci ruchu kulki od jej wychylenia y z po"oÅ»enia równowagi.
B. przyspieszenia ruchu kulki od jej wychylenia y z po"oŻenia równowagi.
C. energii kinetycznej kulki od jej wychylenia y z po"oŻenia równowagi.
D. energii potencjalnej kulki od jej wychylenia y z po"oŻenia równowagi.
y
 A 0 A
Zadanie 6. (1 pkt)
"
v4 4
Uczeł
narysowa" schematycznie orbit´ Ziemi. W którym po"oÅ»eniu Ziemi
"
niepoprawnie narysowa" wektor jej pr´dkoĘci?
v3
A. W po"oŻeniu 1. 3
1
B. W po"oŻeniu 2. "
v1
"
v2
C. W po"oŻeniu 3. 2
D. W po"oŻeniu 4.
Zadanie 7. (1 pkt)
KÄ…t graniczny dla Ęwiat"a przechodzÄ…cego ze szk"a do powietrza wynosi 42c. Ca"kowite wewn´trzne
odbicie na granicy szk"a i powietrza ma miejsce wtedy, gdy Ęwiat"o osiÄ…ga t´ granic´
A. ze szk"a pod kÄ…tem padania mniejszym niÅ» 42c.
B. ze szk"a pod kÄ…tem padania wi´kszym niÅ» 42c.
C. z powietrza pod kÄ…tem padania mniejszym niÅ» 42c.
D. z powietrza pod kÄ…tem padania wi´kszym niÅ» 42c.
Zadanie 8. (1 pkt)
Pi"ka o masie 1 kg spada swobodnie z wysokoĘci 10 m. W chwili, kiedy przeb´dzie drog´ równÄ… trzy
czwarte wysokoĘci, b´dzie posiada"a energi´ kinetycznÄ… o wartoĘci oko"o
A. 25 J.
,
B. 7,5 J.
C. 25 J.
D. 75 J.
Zadanie 9. (1 pkt)
Pewien pierwiastek promieniotwórczy ma czas po"owicznego rozpadu T równy 6 dni. Jaka cz´Ä˜ç
1
2
pierwotnej liczby atomów tego pierwiastka pozostanie po dwunastu dniach?
1
A.
6.
1
B.
4.
1
C.
2.
3
D.
4.
Zadanie 10. (1 pkt)
Gwiazdy ciÄ…gu g"ównego wysy"ajÄ… energi´ wskutek
A. "Ä…czenia si´ jÄ…der lÅ»ejszych w jÄ…dra ci´Å»sze.
B. reakcji "ał
cuchowej.
C. rozszczepienia jÄ…der ci´Å»kich.
D. rozpadu promieniotwórczego.
www. operon. pl
Fizyka i astronomia. Arkusz I
4
Zadania otwarte
Rozwiązanie zadał
o numerach od 11. do 20. naleÅ»y zapisaç w wyznaczonych miejscach
pod treĘcią zadania.
Zadanie 11. Ruch wózka (5 pkt)
m
v
( )
s
Rysunek przedstawia wykres zaleŻnoĘci
20
v_tidla wózka o masie 100 kg poruszającego
16
si´ po prostej.
12
8
4
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t(s)
11.1 (3 pkt)
Oblicz wartoĘç si"y przyspieszajÄ…cej wózek w czasie pierwszych pi´ciu sekund ruchu.
11.2 (2 pkt)
Oblicz, jakÄ… drog´ przeby" wózek w czasie pierwszych szeĘciu sekund ruchu.
www. operon. pl
Fizyka i astronomia. Arkusz I
5
Zadanie 12. SpadajÄ…ce cia"a (5 pkt)
W powietrzu z bardzo wysokiego budynku upuszczono pi"ecz-
v
k´ tenisowÄ… i kulisty kamieÅ‚
o tym samym promieniu co pi-
"eczka. Rysunek przedstawia wykres zaleÅ»noĘci wartoĘci pr´d-
koĘci kamienia w czasie jego opadania pionowo w dó".
t
0
12.1 (3 pkt)
Narysuj i nazwij wektory si" dzia"ających na spadający kamieł
oraz wyjaĘnij, jak i dlaczego zmienia
si´ wartoĘç pr´dkoĘci kamienia w czasie spadania.
12.2 (2 pkt)
Uzupe"nij rysunek dany w treĘci zadania o wykres zaleÅ»noĘci wartoĘci pr´dkoĘci od czasu dla ruchu
pi"eczki.
Zadanie 13. Prom kosmiczny (4 pkt)
km
Prom kosmiczny o masie 100 kg porusza si´ z pr´dkoĘciÄ… o wartoĘci v = 8 na orbicie znajdujÄ…cej
s
si´ na wysokoĘci 100 km ponad powierzchniÄ… Ziemi.
13.1 (3 pkt)
Oblicz, ile energii musi straciç, zanim wylÄ…duje na powierzchni Ziemi.
www. operon. pl
Fizyka i astronomia. Arkusz I
6
13.2 (1 pkt)
WyjaĘnij krótko, co dzieje si´ z energiÄ… promu podczas lotu na Ziemi´.
Zadanie 14. RozciÄ…ganie spr´Å»yny (5 pkt)
Spr´Å»yn´ poddano mechanicznemu rozciÄ…ganiu. Wyd"uÅ»enie spr´Å»yny "l w zaleÅ»noĘci od wartoĘci si-
"y rozciÄ…gajÄ…cej F przedstawiono w tabeli.
F, N 0 0,5 1 1,5 2
l, mm 0 25 49 76 100
14.1 (3 pkt)
Narysuj wykres zaleÅ»noĘci wartoĘci si"y rozciÄ…gajÄ…cej od wyd"uÅ»enia spr´Å»yny.
14.2 (2 pkt)
Oblicz wartoĘç energii zgromadzonej w spr´Å»ynie po zwi´kszeniu jej d"ugoĘci o 100 mm.
www. operon. pl
Fizyka i astronomia. Arkusz I
7
Zadanie 15. Pojemnik z gazem (5 pkt)
W plastikowym pojemniku znajduje si´ gaz doskona"y o temperaturze 300 K i pod ciĘnieniem
2$105 Pa. Zbiornik zosta" ĘciĘni´ty, wskutek czego jego obj´toĘç zmala"a dwukrotnie, a temperatura
gazu wzros"a do 600 K. Wzros"o równieŻ ciĘnienie gazu.
15.1 (3 pkt)
Zapisz, czy w opisanej sytuacji pojemnik p´knie, jeÅ»eli wytrzymuje on ciĘnienie nie wi´ksze niÅ»
106 Pa. OdpowiedÄ™ uzasadnij, wykonujÄ…c odpowiednie obliczenia.
15.2 (2 pkt)
WykorzystujÄ…c pierwszÄ… zasad´ termodynamiki, wyjaĘnij, dlaczego na skutek zgniecenia pojemnika
wzros"a temperatura gazu.
Zadanie 16. Silnik cieplny (3 pkt)
Idealny silnik cieplny w czasie kaŻdego cyklu pobiera ze ęród"a o temperaturze t1= 127cC ciep"o
Q1= 8 kJ. WiedzÄ…c, Å»e temperatura ch"odnicy t2= 27cC, oblicz iloĘç ciep"a Q2 przekazywanego przez
ten silnik do ch"odnicy w czasie jednego cyklu.
www. operon. pl
Fizyka i astronomia. Arkusz I
8
Zadanie 17. Zwierciad"o i Ęwieczka (4 pkt)
Uczniowie ustawili w odleg"oĘci 3 cm od zwierciad"a kulistego wkl´s"ego ma"Ä… Ęwieczk´. Otrzymali
ostry obraz Ęwieczki na ekranie ustawionym w odleg"oĘci 15 cm od zwierciad"a.
17.1 (2 pkt)
Zapisz wszystkie cechy otrzymanego obrazu Ęwieczki oraz wykonaj rysunek przedstawiający jego
powstawanie.
oĘ optyczna
17.2 (2 pkt)
Oblicz d"ugoĘç promienia R sfery, której cz´Ä˜ç powierzchni tworzy zwierciad"o.
Zadanie 18. Kable Ęwiat"owodowe (2 pkt)
Obecnie oprócz kabli miedzianych uÅ»ywa si´ równieÅ» kabli Ęwiat"owodowych. WyjaĘnij krótko, jak
zbudowany jest Ęwiat"owód i jakie zjawisko fizyczne jest wykorzystywane w jego dzia"aniu. Podaj
g"ówne zastosowanie kabli Ęwiat"owodowych.
www. operon. pl
Fizyka i astronomia. Arkusz I
9
Zadanie 19. JÄ…dro helu (3 pkt)
JÄ…dro helu ma mas´ mHe. 4,0026 u i energi´ wiÄ…zania przypadajÄ…cÄ… na jeden nukleon o wartoĘci oko"o
E
1,14 pJ. WykaÅ», Å»e wartoĘç niedoboru masy w jÄ…drze helu " m moÅ»na obliczyç z zaleÅ»noĘci "m = ,
c2
gdzie: E  energia wiÄ…zania jÄ…dra, c  pr´dkoĘç Ęwiat"a w próŻni.
Zadanie 20. Elektrony (4 pkt)
WiÄ…zka elektronów poruszajÄ…cych si´ z pr´dkoĘciÄ… o wartoĘci v = 2$106 m pada na cienkoĘciennÄ…
s
p"ytk´ krystalicznÄ…, w której odleg"oĘç mi´dzy p"aszczyznami atomów wynosi 3$10- 10 m.
20.1 (2 pkt)
Oblicz d"ugoĘç fali materii stowarzyszonej z elektronem w tej wiÄ…zce.
20.2 (2 pkt)
Zapisz, czy nastÄ…pi ugi´cie wiÄ…zki elektronów po jej przejĘciu przez p"ytk´. Uzasadnij odpowiedÄ™.
www. operon. pl