egzamin maturalny z fizyki i astronomii poziom ... - Sqlmedia.pl

6Zadanie 2.6 (2 pkt)Egzamin maturalny z fizyki i astronomiiPoziom rozszerzonySzybko przepywu ciepa przez warstw materiau wyraa si wzorem:gdzie:pobrano z www.sqlmedia.plk – wspóczynnik przewodnictwa cieplnego materiau warstwy,T – rónica temperatur po obu stronach warstwy,S – powierzchnia warstwy,d – grubo warstwy.QtT k S ,dAluminiowe naczynie kalorymetru cakowicie wypenione wod i przykryte pokryw magrubo 1 mm i cakowit powierzchni 100 cm 2 . Temperatura wewntrznej powierzchninaczynia wynosi 90 o C. W tych warunkach ciepo przepywa na zewntrz naczyniaz szybkoci 80 J/s.Oblicz, z dokadnoci do 0,001 o C, temperatur zewntrznej powierzchni naczyniakalorymetru. Przyjmij, e warto wspóczynnika przewodnictwa cieplnego aluminiumwynosi 235 W/m·K.Zadanie 3. Zwierciado (12 pkt)W pokoju na pododze ley sferyczna, wypolerowanasrebrna miska o promieniu krzywizny 1,2 m. Z sufituznajdujcego si na wysokoci 2,4 m wzdu osi symetriimiski spadaj do niej krople wody. Rozwizujc zadanie,pomi opór powietrza i przyjmij warto przyspieszeniaziemskiego równ 10 m/s 2 .spadajcekropleZadanie 3.1 (1 pkt)Zapisz, jakim zwierciadem (wypukym/wklsym) i (skupiajcym/rozpraszajcym) jestwewntrzna powierzchnia miski w tym dowiadczeniu.

pobrano z www.sqlmedia.plEgzamin maturalny z fizyki i astronomiiPoziom rozszerzonyZadanie 3.2 (2 pkt)Oblicz odlego ogniska tego zwierciada od sufitu.7Zadanie 3.3 (2 pkt)Oblicz czas spadania kropli.Zadanie 3.4 (1 pkt)Okrel, jakim ruchem poruszaj si wzgldem siebie dwie kolejne spadajce krople. Podkrelwaciw odpowied.Ruch jednostajnyRuch jednostajnieopónionyRuch jednostajnieprzyspieszonyRuch niejednostajnieopónionyRuch niejednostajnieprzyspieszonyZadanie 3.5 (3 pkt)Przy odpowiednim owietleniu spadajcej kropli, w pewnym jej pooeniu, na suficiepowstaje ostry obraz kropli.a) Wyka, e obraz kropli na suficie jest wtedy powikszony trzykrotnie, przyjmujc, eogniskowa zwierciada wynosi 0,6 m.b) Uzupenij ponisze zdanie, wpisujc pozostae dwie cechy obrazu kropli.Obraz kropli na suficie jest powikszony, ....................................... i ........................................Nr zadania 2.6 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5Wypenia Maks. liczba pkt 2 1 2 2 1 3egzaminator! Uzyskana liczba pkt

8pobrano z www.sqlmedia.plEgzamin maturalny z fizyki i astronomiiPoziom rozszerzonyZadanie 3.6 (3 pkt)Po pewnym czasie miska wypenia si wod.Przedstaw na rysunku dalszy bieg promienia wietlnego wizki wiata laserowegoskierowanego na powierzchni wody równolegle do gównej osi optycznej zwierciada.Wykorzystaj informacj, e zaznaczony na rysunku punkt F, jest ogniskiem zwierciadaprzed wypenieniem wod.Wizka wiatalaserowegoFZadanie 4. Fotorezystor (12 pkt)Fotorezystor jest póprzewodnikowymelementem wiatoczuym. Jego opórelektryczny zmienia si pod wpywempadajcego wiata. Fotorezystory wykonujesi najczciej w postaci cienkiej warstwypóprzewodnika (np. z siarczku kadmu CdS)naniesionej na izolujce podoe.ElektrodaŒwiat³oCdSPod³o¿eElektrodaZadanie 4.1 (2 pkt)Rysunki poniej przedstawiaj ukad pasm energetycznych dla póprzewodnika, przewodnikai izolatora, zgodnie z teori pasmow przewodnictwa cia staych.a) Zapisz pod rysunkami waciwe nazwy materiaów (izolator, póprzewodnik, przewodnik)Oznaczenia: pp - pasmo przewodnictwa, pw - pasmo walencyjne, pe - przerwa energetyczna............................................. .............................................. ..............................................b) Podkrel nazwy tych pierwiastków, które s póprzewodnikami.mied elazo german rt krzem

pobrano z www.sqlmedia.plEgzamin maturalny z fizyki i astronomiiPoziom rozszerzonyZadanie 4.2 (1 pkt)Przez domieszkowanie wykonuje si póprzewodniki, w których nonikami wikszociowymis elektrony lub dziury.Zapisz, jak nazywaj si noniki wikszociowe w póprzewodniku typu n.9Informacja do zadania 4.3 i 4.4Poniszy wykres przedstawia zaleno natenia prdu pyncego przez fotorezystorod napicia przyoonego do jego zacisków przy piciu rónych wartociach nateniaowietlenia. Natenie owietlenia E (ilo wiata padajc na jednostk powierzchni)podano w luksach, lx.I, mA1098765432100E = 600 lxE = 300 lxE = 40 lxE = 100 lxE = 10 lx1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Zadanie 4.3 (3 pkt)Przeanalizuj wykres i ustal, jak opór elektryczny fotorezystora zaley od nateniaowietlenia (ronie, maleje, nie ulega zmianie). Wyjanij t zaleno, odwoujc si domikroskopowych wasnoci póprzewodników.U, VNr zadania 3.6 4.1 4.2 4.3Wypenia Maks. liczba pkt 3 2 1 3egzaminator! Uzyskana liczba pkt

10pobrano z www.sqlmedia.plEgzamin maturalny z fizyki i astronomiiPoziom rozszerzonyWykorzystujc fotorezystor, którego charakterystykprzedstawiono na poprzedniej stronie, zbudowanoobwód elektryczny (rys).Zadanie 4.4 (3 pkt)Wyznacz natenie owietlenia fotorezystora w przedstawionej sytuacji. Dokonaj niezbdnychoblicze. Przyjmij, e mierniki s idealne, a opór wewntrzny baterii jest równy zeru.Zadanie 4.5 (3 pkt)Opornik o oporze 2 k i fotorezystor, którego opór zmienia si w granicachod 500 do 2 k w zalenoci od natenia owietlenia, moemy poczy ze sobszeregowo lub równolegle.Oblicz i wpisz do tabeli odpowiednie wartoci oporów zastpczych dla ukadu opornik –fotorezystor, w zalenoci od sposobu ich poczenia i natenia owietlenia fotorezystora.Rodzaj poczeniapoczenie szeregowe, opór w kpoczenie równolege, opór w ksabe owietlenie (E = 10 lx) silne owietlenie (E = 600 lx)

pobrano z www.sqlmedia.plEgzamin maturalny z fizyki i astronomiiPoziom rozszerzonyZadanie 5. Cefeidy (12 pkt)Cefeidy to regularnie zmieniajce swoj jasno gwiazdy, nawet dziesi tysicy razy janiejszeod Soca. Kada cefeida okresowo zmienia swoje rozmiary i temperatur powierzchni.Wasnoci cefeid wykorzystywane s do wyznaczania odlegoci do galaktyk, w których siznajduj. Swoj nazw zawdziczaj gwiedzie Cephei w gwiazdozbiorze Cefeusza. Jejrozmiary s kilkadziesit razy wiksze od Soca, jej temperatura zmienia si od 6800 Kw maksimum blasku do 5500 K w minimum, a moc jej promieniowania osiga redni wartook. 2000 razy wiksz ni Soce.W obliczeniach przyjmij, e moc promieniowania Soca wynosi 3,82·10 26 W.Poniej przedstawiono diagram Hertzsprunga-Russella klasyfikujcy gwiazdy, na którymzaznaczono obszary I, II, III, IV. Wykres dotyczy zada 5.1 i 5.2.11Zadanie 5.1 (2 pkt)Zapisz, w którym z zaznaczonych obszarów I, II, III, IV na diagramie Hertzsprunga-Russellaznajduje si cefeida Cephei.Zapisz nazw gwiazd znajdujcych si w obszarze I.Zadanie 5.2 (2 pkt)Oszacuj (w watach), w jakim przedziale zawiera si moc promieniowania gwiazd lecychna cigu gównym.Nr zadania 4.4 4.5 5.1 5.2Wypenia Maks. liczba pkt 3 3 2 2egzaminator! Uzyskana liczba pkt

12pobrano z www.sqlmedia.plEgzamin maturalny z fizyki i astronomiiPoziom rozszerzonyWykres przedstawia zmiany jasnoci w czasie dla pewnej cefeidy.3,5Jasnoœæ cefeidyw jednostkach umownych3,84,14,40 1 2 3 4 5 6 7 8 dniZadanie 5.3 (1 pkt)Oszacuj i zapisz okres zmian jasnoci tej cefeidy. Wykorzystaj dane zawarte na wykresie.Zadanie 5.4 (1 pkt)Moc promieniowania emitowanego z jednostki powierzchni gwiazdy zaley od temperaturyjej powierzchni. Wyjanij, dlaczego cefeida Cephei emituje znacznie wicej energii niSoce, mimo podobnej temperatury powierzchni.Zadanie 5.5 (2 pkt)Odlegoci do galaktyk, w których zidentyfikowano cefeidy, mona wyznacza,wykorzystujc zaleno pomidzy okresem zmian jasnoci dla rónych cefeid i ich rednimoc promieniowania. Na wykresie poniej przedstawiono zaleno midzy redni mocpromieniowania a okresem zmian jasnoci.moc cefeidy / moc S³oñca6000400020000 5 10 15 dni

pobrano z www.sqlmedia.plEgzamin maturalny z fizyki i astronomiiPoziom rozszerzonyOblicz redni moc promieniowania cefeidy o okresie zmian jasnoci 10 dni, korzystajc zinformacji zawartych w tekcie wprowadzajcym oraz na wykresie.13Zadanie 5.6 (2 pkt)Strumie energii (wyraony w W/m 2 ) padajcy prostopadle na jednostkow powierzchniPobliczamy ze wzoru: , gdzie P jest moc promieniowania gwiazdy,24 ra r jest odlegoci od gwiazdy. Na podstawie pomiarów ustalono, e rednia mocpromieniowania pewnej cefeidy wynosi 12,56·10 28 W, a strumie energii docierajcy od tejcefeidy w poblie Ziemi jest równy 1·10 –12 W/m 2 .Oblicz odlego tej cefeidy od Ziemi.Zadanie 5.7 (2 pkt)Odlegoci wyznaczane opisan powyej metod s bardzo due i podaje si je w latachwietlnych lub w parsekach.Wyra odlego 10 17 km w latach wietlnych.Nr zadania 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7Wypenia Maks. liczba pkt 1 1 2 2 2egzaminator! Uzyskana liczba pkt

14pobrano z www.sqlmedia.plEgzamin maturalny z fizyki i astronomiiPoziom rozszerzonyBRUDNOPIS