*M * FIZIKA. Izpitna pola 2. Torek, 31. avgust 2004 / 105 minut. [ifra kandidata: JESENSKI ROK

Transcript

1 [ifra kandidata: Dr `avni i zpitni center *M44111* JESENSKI ROK FIZIKA Izpitna pola Torek, 31. avgust 4 / 15 minut Dovoljeno dodatno gradivo in pripomo~ki: kandidat prinese s seboj nalivno pero ali kemi~ni svin~nik, svin~nik HB ali B, plasti~no radirko, {il~ek, `epni ra~unalnik in geometrijsko orodje. Kandidat dobi dva ocenjevalna obrazca. SPLO[NA MATURA NAVODILA KANDIDATU Pazljivo preberite ta navodila. Ne obra~ajte strani in ne re{ujte nalog, dokler vam nadzorni u~itelj tega ne dovoli. Prilepite kodo oziroma vpi{ite svojo {ifro v okvir~ek desno zgoraj na tej strani in na obrazca za ocenjevanje. Odgovore vpisujte v izpitno polo z nalivnim peresom ali kemi~nim svin~nikom. ^e bodo napisani z navadnim svin~nikom, bodo to~kovani z ni~ to~kami. Izpitna pola vsebuje pet enakovrednih strukturiranih nalog. Izberite {tiri naloge in jih po re{evanju ozna~ite v seznam na tej strani, in sicer tako, da obkro`ite {tevilke nalog, ki ste jih izbrali. ^e izbrane naloge ne bodo ozna~ene, bo ocenjevalec ocenil prve {tiri naloge, ki ste jih re{evali Vpra{anje, ki zahteva ra~unanje, mora v odgovoru vsebovati ra~unsko pot do odgovora, z vsemi vmesnimi ra~uni in sklepi. Poleg ra~unskih so mo`ni tudi drugi odgovori (risba, besedilo, graf...). Pri ra~unanju uporabite podatke iz periodnega sistema na ~etrti strani izpitne pole. Zaupajte vase in v svoje vam veliko uspeha. Ta pola ima strani, od tega 1 prazno. C RIC 4

2 M KONSTANTE IN ENAČBE, KI VAM BODO V POMOČ težni pospešek hitrost svetlobe osnovni naboj atomska enota mase Avogadrovo število splošna plinska konstanta g = 9, 81 m s 8 1 c = 3, 1 m s 19 e = 1, 6 1 A s 7 u = 1, 66 1 kg = 938 MeV c N A 6 1 = 6, 1 kmol R = 8, 31 1 J kmol K gravitacijska konstanta G 11 = 6, 67 1 N m kg influenčna konstanta indukcijska konstanta ε = 8, 85 1 A s V m µ = 4π 1 VsA m Boltzmannova konstanta k 3 1 = 1, 38 1 J K Planckova konstanta Stefanova konstanta h = 6, 63 1 J s = 4,14 1 ev s 8 4 σ = 5, 67 1 W m K GIBANJE s = vt s = vt at s = v t + v = v + at v = v + as 1 ω = π ν = π t v = ωr a r = ω r s = s sin ωt v = ωs cos ωt a = ω s sin ωt SILA mm F = G r t 3 r F 1 = konst. = ks F = ps F = k F t n F = ρgv F G = ma = mv F t = G M = r F p = ρgh ENERGIJA A= F s W W k p mv = = mgh ks Wpr = A P = t A= W + W + W k p A= p V ρv p + + ρgh = konst. pr

3 M ELEKTRIKA e I = t ee F = 4 π F = ee 1 ε r Ae U = E s = e e σe = S σe E = ε e = CU ε S C = l CU We = We we = V ε E we = U = RI ζl R = S P = UI MAGNETIZEM F = Il B F = IlBsin α F = ev B µ I B = π r µ NI B = l M = NISBsin α Φ = B S = BS cos α U = lvb U = ωsbsin ωt U i i i = Φ t Φ L = I µ N S L = l LI Wm = B wm = µ NIHANJE IN VALOVANJE m t = π k l t = π g t = π LC c = λν Nλ sin α = d P j = S E = cb 1 j = ε E c j = j cos α v ν = ν (1 ± ) c ν ν = v 1 c TOPLOTA m n = M pv = nrt l = αl T V = βv T A+ Q = W Q = cm T Q = qm 3 W = kt T P = λs l 4 j = σt OPTIKA c n = c sin α c n = = sin β c n = + f a b 1 1 MODERNA FIZIKA Wf = hν W = A + W Wf = Wn hc λmin = eu W = mc f i k t t 1 N N N e = = ln A = N t 1 λt

4 4 M PERIODNI SISTEM ELEMENTOV I VIII 1,1 4, H He vodik helij 1 II III IV V VI VII 6,94 9,1 relativna atomska masa 1,8 1, 14, 16, 19,, Li Be simbol B C N O F Ne litij berilij ime elementa bor ogljik dušik kisik fluor neon 3 4 vrstno število , 4,3 7, 8,1 31, 3,1 35,5 4, Na Mg Al Si P S Cl Ar natrij magnezij aluminij silicij fosfor žveplo klor argon ,1 4,1 45, 47,9 5,9 5, 54,9 55,9 58,9 58,7 63,6 65,4 69,7 7,6 74,9 79, 79,9 83,8 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr kalij kalcij skandij titan vanadij krom mangan železo kobalt nikelj baker cink galij germanij arzen selen brom kripton ,5 87,6 88,9 91, 9,9 95,9 (97) Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe rubidij stroncij itrij cirkonij niobij molibden tehnecij rutenij rodij paladij srebro kadmij indij kositer antimon telur jod ksenon (9) (1) () Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn cezij barij lantan hafnij tantal volfram renij osmij iridij platina zlato živo srebro talij svinec bizmut polonij astat radon (3) (6) (7) (61) (6) (66) (64) (69) (68) Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt francij radij aktinij rutherfordij dubnij seaborgij bohrij hassij meitnerij cerij 58 3 torij prazeodim 59 (31) protaktinij neodim 6 38 uran 9 (145) prometij 61 (37) neptunij samarij 6 (44) plutonij Lantanoidi Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu evropij 63 (43) Aktinoidi Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr americij gadolinij 64 (47) kirij terbij 65 (47) berkelij disprozij 66 (51) kalifornij holmij 67 (54) ajnštajnij erbij 68 (57) fermij tulij 69 (58) mendelevij iterbij 7 (59) nobelij lutecij 71 (6) lavrencij 13

5 M NALOGA Izmeriti želimo temperaturni koeficient prostorninskega raztezka vode. 1. Zapišite enačbo za temperaturno raztezanje kapljevin in imenujte količine, ki nastopajo v enačbi. h T T = T + T Meritev izvedemo tako, da stekleno bučko napolnimo z vodo. Bučko zapremo z zamaškom, v katerega smo dali cevko in termometer. Nekaj vode iz bučke se vzdigne v cevko. Bučko potopimo v posodo z vodo, ki ima začetno temperaturo C. Vodi v posodi postopoma dolivamo majhno količino vrele vode in merimo, koliko se voda v cevki vzdigne (h ) v odvisnosti od temperature T. Prostornina vode v bučki in cevki je pri temperaturi 3 T = C enaka V = cm. Notranji premer cevke je 4, mm. Raztezanje stekla zanemarimo.

6 6 M T ( C) T ( C) ( ) h mm V = V V ( mm 3 ) 4 4, 19,1 8 8, 38, , , , 9. Tabelo dopolnite s podatki za spremembo prostornine vode V. 3. Narišite graf, ki kaže, kako je sprememba prostornine vode odvisna od temperaturne spremembe. V koordinatni sistem s pravilno označenima osema vrišite točke in jih povežite s premico, ki se točkam najbolje prilega. (3 točke)

7 M Izračunajte smerni koeficient premice. Označite točki na premici, ki ste ju izbrali za račun. ( točki) 5. Iz smernega koeficienta izračunajte temperaturni koeficient prostorninskega raztezka vode. 6. Napaka, ki smo jo naredili pri merjenju premera cevke, je, 4 mm. Višino, za katero se je vzdignila voda pri spremembi temperature od C na 4 C, smo izmerili na 1 % natančno. Kolikšni sta absolutna in relativna napaka spremembe prostornine pri taki temperaturni spremembi? ( točki)

8 8 M NALOGA 1. Zapišite enačbo za specifični upor in poimenujte količine, ki nastopajo v enačbi. Ravna prečka iz konstantana ima dolžino cm in premer 1, mm. Specifični upor 7 konstantana je 5, 1 Ω m.. Izračunajte električni upor prečke. Prečka visi na dveh 5 cm dolgih vodnikih z zanemarljivim uporom. Na vodnika priključimo napetost, 15 V. U + 3. Kolikšen električni tok teče po prečki?

9 M Prečka visi v navpičnem homogenem magnetnem polju z gostoto 5 mt. Magnetno polje je vzporedno z vodnikoma in pravokotno na prečko iz konstantana. U + B 4. Kolikšna magnetna sila deluje na prečko? Gostota konstantana je 3 3 8, 9 1 kg m. 5. Izračunajte maso prečke.

10 1 M Na skici narišite sile, ki delujejo na prečko potem, ko je v ravnovesju. Za kolikšen kot sta takrat vodnika odklonjena od navpičnice? ( točki) ϕ Vir napetosti odklopimo, tako da prečka zaniha. Zračni upor zanemarimo. 7. Kolikšna je hitrost prečke v ravnovesni legi? ( točki) 8. Kolikšna je napetost med koncema prečke, ko se prečka giblje skozi ravnovesno lego?

11 M NALOGA 1. Narišite shemo električnega nihajnega kroga in poimenujte sestavne dele. ( točki) Kondenzator električnega nihajnega kroga ima kapaciteto 5 µ F, tuljava pa ovojev, dolžino cm in presek 5, cm.. Kolikšna je napetost na kondenzatorju, ko je na njem naboj 3 3, 1 As? 3. Kolikšna je lastna frekvenca tega električnega nihajnega kroga? ( točki)

12 1 M Narišite, kako se spreminja napetost na kondenzatorju v prvih petih milisekundah. Ko smo začeli meriti čas, je bila na kondenzatorju napetost V. Po četrtini nihajnega časa je napetost na kondenzatorju 8 V. Vzemite, da nihanje ni dušeno. ( točki) U ( V) t ( ms) Obravnavanemu električnemu nihajnemu krogu vsiljujemo nihanje s tuljavo, kakor kaže slika. Tuljava za vzbujanje nihanja je priključena na izmenično napetost s frekvenco 5 Hz. ~

13 M S kolikšnim nihajnim časom niha napetost na kondenzatorju električnega nihajnega kroga? 6. Če spreminjamo frekvenco napetosti, s katero vsiljujemo nihanje, se spreminja amplituda toka v tuljavi električnega nihajnega kroga. Ko je električni nihajni krog v resonanci, je amplituda toka 1 A. Narišite graf, ki kaže, kako je amplituda električnega toka v električnem nihajnem krogu odvisna od frekvence izmenične napetosti, s katero vsiljujemo nihanje. ( točki)

14 14 M NALOGA 1. Zapišite enačbo, s katero povežemo oddaljenost predmeta od zrcala (a ), oddaljenost slike od zrcala (b ) in goriščno razdaljo zrcala ( f ). Curek svetlobe, ki ga predstavimo kot snop vzporednih žarkov, usmerimo na idealno razpršilno zrcalo.. Skicirajte potek narisanih žarkov po odboju na površini zrcala. T F S r Predmet v obliki puščice ( p ) je visok 5 cm. Postavimo ga 1 cm pred aluminijasto kroglo s polmerom 1 cm. Krogla je spolirana do visokega sijaja, tako da učinkuje kot razpršilno zrcalo z goriščno razdaljo f = 5, cm. Napake preslikave zanemarite. T F S r 3. Na sliki narišite dva od karakterističnih žarkov (temenski, vzporedni, središčni), ki izhajata iz vrha predmeta, in poiščite mesto, kjer nastane slika. Narišite jo.

15 M Izračunajte oddaljenost slike od temena zrcala in velikost slike. ( točki) Krogla je iz aluminija z gostoto ρ =, 7 kg dm, koeficientom linearne razteznosti 5 1 α =, 3 1 K in specifično toploto c p = 8, 8 1 J kg K. 5. Izračunajte maso krogle. 6. Koliko toplote je treba dovesti krogli, da se bo segrela za 5 C?

16 16 M Za koliko se pri tem poveča polmer krogle? V idealnem primeru sta polmer zrcala in goriščna razdalja povezana z enačbo r f =. 8. Izračunajte, za koliko se premakne slika predmeta zaradi raztezanja krogle. ( točki)

17 M NALOGA 1. Zapišite izrek o gibalni količini in poimenujte količine, ki nastopajo v enačbi. Med dva mirujoča vozička vstavimo stisnjeno prožno vzmet in ju povežemo s tanko vrvico. Ko vrvico prežgemo, vzmet odrine vozička. Masi vozičkov sta m = 1 g in m = 9 g. 1 1 Po odrivu se težji voziček giblje s hitrostjo, 5 ms. v v 1 m m 1 m m 1. Kolikšna je hitrost lažjega vozička?

18 18 M Kolikšna je skupna kinetična energija obeh vozičkov? ( točki) 4. Kolikšen del skupne kinetične energije ima lažji voziček? Razpad atomskega jedra si lahko predstavljamo kot podobno»eksplozijo«. Jedra radona Rn razpadajo z razpadom alfa. 86 v = v v v 11

19 M Z uporabo ustreznih kemijskih simbolov zapišite reakcijo za ta razpad. Mase nekaterih izotopov, ki bi v reakciji morda lahko nastopili, so: Rn : m = 18, 1757 u As : m = 18 18, 868 u Po : m = 18, 896 u Pb : m = 4 13, u He : m = 1 4, 6 u H : m = 1, 78 u Kolikšna energija se sprosti pri reakciji? ( točki) 7. Koliko kinetične energije bi imel sproščeni delec alfa, če bi se vsa reakcijska energija sprostila kot kinetična energija novonastalih jeder? ( točki)

20 M PRAZNA STRAN