testy egzaminacyjne

1. Przyspieszenia grawitacyjne g1 i g2 na powierzchni dwóch planet zbudowanych z materii o tej samej gęstości oraz o promieniach
odpowiednio R1 i R2 są do siebie w stosunku jak:
A.
g1 / g2 = R1 / R2 .
B.
g1 / g2 = (R1 / R2 )2.
C.
g1 / g2 = R2 / R1 .
A.
R1
g1 / g2 =
R2
.
2. Aluminiowy walec i ołowiana rura o tych samych masach promieniach i wysokościach staczają się bez poślizgu z tej samej wysokości na
równi pochyłej. Przy końcu równi:
A. będą miały jednakowe prędkości.
B. walec będzie większą prędkość.
C. dla mniejszej wysokości walec a dla wyższej rura będzie miała większą prędkość.
D. rura będzie miała większą prędkość.
3. Zależność kąta wychylenia wahadła matematycznego od czasu zadaje w SI funkcja (t) = 0.01 sin(10πt). Maksymalna wartość
przyspieszenia kątowego tego wahadła jest równa
A. π2 [1/s2].
B. 10 [1/s2].
C. 10π2 [1/s2].
D. 100π [1/s2].
5. Podaj statystyczną definicję entropii i oblicz na jej podstawie ile wynosi entropia gazu składającego się z 49 cząstek , o którym wiemy, że
w jednej części naczynia jest 6 a w drugiej 43 cząstki.
6. Aby ruszyć z miejsca szafę należy ją pchnąć siłą o wartości F. Jeżeli po ruszeniu szafy dalej działamy tą samą siłą, to szafa:
A. dalej poruszać się będzie ze stałą prędkością jaką uzyskała tuż po ruszeniu z miejsca.
B. dalej poruszać się będzie z prędkością o rosnącej wartości.
C. dalej poruszać się będzie z prędkością o malejącej wartości.
D. będzie poruszać się z rosnącą prędkością osiągając prędkość końcową, przy której siła F zrównoważy się z siłą tarcia kinetycznego.
7. Rysunek obok przedstawia przekrój przez powierzchnie ekwipotencjalne jednorodnego pola
elektrycznego. W polu tym przesunięto ze stałą prędkością cząstkę, naładowaną ładunkiem q = 2mC, od
położenia A do B, po drodze jak na rysunku. Wykonana praca wynosi:
A. 40 meV.
B. 40 mJ.
C. 20 meV
D. 20 mJ.
8. Zbliżono do siebie (bez zetknięcia) dwie jednakowe metalowe kule, z których jedna była naładowana a
druga nie. Kule te
A. będą się przyciągały.
B. będą się odpychały.
C. nie będą na siebie oddziaływać
D. wyrównają się ładunki kul.
10cm
B
40V
10cm
30V
20V
A
10V
11. Opisz krótko temat, który opanowałaś(eś) najlepiej. (za wyjątkiem, ruchu jednostajnego, jednostajnie zmiennego i grawitacji)



1. Na kulkę opadającą w cieczy działają siły: ciężkości P , wyporu FW oraz oporu R cieczy (patrz rysunek). Przy
założeniu, że P > FW, kulka włożona do cieczy i puszczona zacznie poruszać się
A. ruchem jednostajnym.
B. ruchem przyspieszonym z malejącym przyspieszeniem.
C. ruchem jednostajnie przyspieszonym.
D. ruchem przyspieszonym z rosnącym przyspieszeniem.
R
FW
P
2. Które z podanych wielkości fizycznych (odpowiedź uzasadnij) nie zmieniają się w ruchu orbitalnym komety Halleya wokół Słońca:
moment pędu, odległość od Słońca, prędkość, sama wartość prędkości, pęd, energia kinetyczna, potencjalna czy energia całkowita?
3. Samochód jedzie jadąc po drodze ułożonej z płyt o długości 2m każda. Przy prędkości 36km/h samochód zaczął silnie drgać.
Częstotliwość rezonansowa drgań samochodu na resorach wynosi
A. 20 Hz.
B. 18 Hz.
C. 5 Hz.
D. 0,2 Hz.
6. Dwie kulki zawieszono obok siebie i naelektryzowano ładunkami jednoimiennymi o różnej wartości. Jedna z kulek odchyliła się od pionu
bardziej niż druga. Była to kulka
A. o mniejszej masie.
B. o większym ładunku elektrycznym.
C. o większej masie.
D. o mniejszym ładunku elektrycznym.
5. Cienką obręcz z drutu o masie m =100g i promieniu R=5cm zawieszono na poziomym gwoździu (rysunek)
i wprawiono w małe drgania w płaszczyźnie pionowej.
a) Korzystając z definicji momentu bezwładności i twierdzenia Steinera znajdź moment bezwładności obręczy
względem osi obrotu.
b) Znajdź okres małych drgań obręczy.
4. Adiabatycznie izolowany zbiornik z wodą przedzielony jest nieprzepuszczającą ciepła przegrodą. W jednej części zbiornika znajduje się
woda o masie 1kg temperaturze 10º C a w drugiej też o masie 1kg temperaturze 90º C . Po usunięciu przegrody ciepła woda miesza się z
zimną, aż do wyrównania się ich temperatur. Ciepło właściwe wody wynosi 4200 J/(kgK).
a) Sformułuj równanie bilansu cieplnego i znajdź końcową temperaturę wody.
b) Podaj definicję entropii. Napisz jak liczymy zmianę entropii przy wyrównywaniu się temperatur i oblicz zmianę entropii podczas mieszania
się wody ciepłej z zimną – patrz dane powyżej.
1. Środek masy układ N punktów materialnych.
A. Na rysunku przedstawiono, w układzie współrzędnych x, y (współrzędne na rysunku podano w
metrach ułożenie czterech punktów o jednakowej masie równej 1kg. Wyznacz położenie środka
masy tego układu.
B.
Sternik o masie m stoi na pokładzie niezacumowanej żaglówki o masie M i długości l, nieruchomo
spoczywającej na powierzchni jeziora. Sternik rozpoczyna spacer po pokładzie z prędkością v w względem żaglówki przechodząc od
jej przodu na rufę. Jak daleko względem brzegu przemieści się żaglówka, a jak sternik?
2. Masę leżącą na gładkiej powierzchni stołu przywiązano do sznurka długości l którego drugi koniec
przeciągnięto przez mały otwór znajdujący się w stole. Masa została wprawiona w ruch po kole z prędkością.
Następnie sznurek pociągnięto w dół, skracając część leżącą na stole o połowę. W wyniku tego prędkość kątowa
tej cząstki:
A. podwaja się.
B. wzrasta czterokrotnie.
C. zmniejsza się czterokrotnie.
D. zmniejsza się o połowę.
3. Omów zasadę ekwipartycji energii dla cząsteczek gazu. Korzystając z niej podaj wzór na ciepło molowe, przy stałej objętości, gazu
dwuatomowego w temperaturach pokojowych.
4. Dana jest metalowa kulka, o promieniu R, naładowana ujemnym ładunkiem o wartości Q. Narysuj schematycznie
układ linii sił pola elektrycznego na zewnątrz i wewnątrz kulki.
3
2
A
B
1
Q
5. Cząstka naładowana ładunkiem q jest przesuwana w próżni w polu elektrycznym ładunku punktowego Q. Ciało to
może pokonać odległość AB trzema drogami. Praca, wzdłuż której drogi jest największa i dlaczego?
6. Wykres przedstawia zależność objętości od temperatury dla stałej masy gazu doskonałego. Stanowi gazu o
najwyższym ciśnieniu odpowiada punkt
A. 4.
B. 3.
C. 1.
D. 2.
9. Indukcja elektromagnetyczna. Wytłumacz kiedy powstaje siła elektromotoryczna (SEM) indukcji w obwodzie i
jaki jest kierunek powstającej SEM?
11. Na osi pionowej odłożono liczbę cząsteczek azotu N przypadających na jednostkowy
przedział prędkości v, których wartości prędkości leżą w przedziale od v do v + v. Wykresy
wykonano dla trzydziestu milionów cząsteczek gazu.
a) Znajdź (w przybliżeniu) prędkości: najbardziej prawdopodobną i średnią kwadratową
cząsteczek gazu.
N/v
10. Kwadratowa ramka o boku 0,1 m ustawiona prostopadle do linii jednorodnego pola magnetycznego o
indukcji B= 0,03 T została usunięta z pola ruchem jednostajnym w czasie 0,3 s. Bezwzględna wartość siły
elektromotorycznej wyindukowanej w ramce wyniosła:
A. 0,009 V
B. 0,01 V
C. 0,09 V
D. 0,001 V
40000
30000
20000
10000
b) Znajdź (w przybliżeniu) temperaturę gazu (masa molowa azotu M=28g/mol) a także jego
energię wewnętrzną.
0
0
500
1000
1500
2000
v [m/s]
3. Grawitacja. Pole grawitacyjne jest przykładem pola sił centralnych. Wykaż, że jeżeli w takim polu porusza się ciało o masie m to
zachowania jego: energia całkowita i moment pędu (lub, co na jedno wychodzi, prędkość polowa) ciała.
4. Omów zasadę ekwipartycji energii dla cząsteczek gazu. Korzystając z niej podaj wzór na ciepło molowe, przy stałej objętości, gazu
dwuatomowego w temperaturach pokojowych.
11. Amplituda drgań wahadła matematycznego w czasie dwóch minuty zmalała do wartości A/4. Wartość amplitudy drgań tłumionych po
czasie 4 minut będzie równa
A. A/16.
B. A/8.
C. A/32.
D. A/64.
3. Praca.
a) Zdefiniuj pracę siły stałej i zmiennej ; wykonaj odpowiednie rysunki.
7. Na rysunku przedstawiono pewien proces we współrzędnych p i T, określonej masy gazu. Objętość w tym
procesie
A. jest wprost proporcjonalna do temperatury
B. jest stała.
C. jest odwrotnie proporcjonalna do temperatury.
D. jest niezależna od ciśnienia.
9. Proton poruszający się w próżni wpada w jednorodne pole magnetyczne prostopadle do linii pola. Jaka siłą działa na proton pole
magnetyczne i jakim ruchem będzie się on poruszał?
6. Dipol elektryczny. Opisz, jak zachowa się swobodny dipol umieszczony w:
a) jednorodnym polu elektrostatycznym, ustawiony ukośnie
b) niejednorodnym, ustawiony równolegle do pola.
7. Ruch ładunku w jednorodnym polu magnetycznym.
Jaka siła działa na ładunek w jednorodnym polu magnetycznym (opisz wzorem i objaśnij słownie)? Jakim ruchem, w związku z działającą na
niego siłą, będzie poruszać się proton, który wpadł w pole magnetyczne równolegle do linii pola.?
8. Zjawisko samoindukcji
Przez cewkę o współczynniku samoindukcji L = 2mH przepływa prąd, którego wykres w funkcji czasu przedstawiono
na rysunku. Oblicz średnie wartości indukowanej siły elektromotorycznej w czasie od 0 do 0.5 s oraz od 0.5s do 1.0s
i narysuj wykres zależności siły elektromotorycznej samoindukcji w funkcji czasu.
I[A]
5,0
2,5
0,5
1,0 t[s]
Prawo Gaussa
a) Sformułuj i opisz wzorem z odpowiednimi oznaczeniami prawo Gaussa dla pola elektrycznego.
b) Korzystając z prawa Gaussa, znajdź pole elektryczne wewnątrz i na zewnątrz równomiernie naładowanej kuli.
4. Ruch ładunku w jednorodnym polu magnetycznym.
a) Jaka siła działa na ładunek w jednorodnym polu magnetycznym (opisz wzorem i objaśnij słownie)? Jakim ruchem może poruszać się ładunek
w tym polu?
b) W cyklotronie protony o masie 1.67 10-27kg i ładunku 1.6 10-19C są rozpędzane do prędkości v=3 106 m/s. Jeżeli promień okręgu, po którym
porusza się proton, wynosi 0,4 m to wartość indukcji jednorodnego pola magnetycznego w tym cyklotronie wynosi
A. 0,39 T.
B. 0,78 T.
C. 39 mT.
D. 78 mT.
4. Interferencja. Dwa głośniki G1 i G2 są podłączone do tego samego generatora sygnału harmonicznego
(sinusoidalnego) o częstotliwości 2200 Hz. Głośniki ustawiono w odległości 1,7 m od siebie, a mikrofon w punkcie B –
jak na rysunku. Zestaw znajduje się w powietrzu, w którym prędkość dźwięku wynosi 340 m/s. Głośniki i mikrofon są
bardzo małe. Wykaż, na podstawie zjawiska interferencji, czy efektem nałożenia na siebie fal dźwiękowych w B jest
ich wzmocnienie czy osłabienie.
1. W rzucie poziomym
A. wartość składowej pionowej prędkości ciała rośnie liniowo wraz z czasem ruchu.
B. składowa pozioma prędkości ciała rośnie liniowo wraz z czasem ruchu.
C. przyspieszenie ciała rośnie wraz z czasem ruchu.
D. przebyta przez ciało droga jest proporcjonalna do czasu.
b) Obręcz zaczęła się toczyć po poziomej płaszczyźnie z prędkością v= 1m/s (v –prędkość środka masy). Ile wynosi jej całkowita energia?
Wykaż, że jej całkowita energia kinetyczna wynosi 0,25 mJ.
2. Co to są siły bezwładności. Podaj ich przykłady.
3. Aby ciała na równiku (Rz –promień Ziemi) były w stanie nieważkości, prędkość kątowa Ziemi musiałaby być równa (odpowiedź
uzasadnij):
A. 2 g .
Rz
B.
4
g .
Rz
C.
g .
Rz
D.
2 g .
Rz
6. Stosunek największej do najmniejszej odległości komety Halleya od Słońca jest równy 60. Jeżeli prędkość liniowa ruchu komety w punkcie
najbardziej odległym od Słońca wynosi 900 m/s, to w punkcie, gdy kometa jest najbliżej Słońca wynosi (odpowiedź uzasadnij):
A. 54000m/s.
B. 15 m/s.
C. 15000m/s.
D. 12500m/s.
9. Na rysunku przedstawiono pewien proces przemiany gazu doskonałego we współrzędnych p i T, określonej masy gazu. Objętość w tym
procesie (odpowiedź uzasadnij):
A. jest odwrotnie proporcjonalna do temperatury
B. jest stała.
C. jest wprost proporcjonalna do temperatury.
D. jest niezależna od ciśnienia.
10. Omów zasadę ekwipartycji energii dla cząsteczek gazu. Korzystając z niej podaj wzór na ciepło molowe, przy stałej objętości, gazu
dwuatomowego w temperaturach pokojowych.
1. W czasie rzutu ukośnego ciało porusza się po torze krzywoliniowym w który przyspieszenie wypadkowe ciała jest
A. zawsze prostopadłe do ziemi.
B. zawsze styczne do toru ruchu.
C. zawsze prostopadłe do toru.
D. w fazie wznoszącej toru skierowane ku górze, a w fazie opadającej ku dołowi.
7. Staczające się z równi pochyłej ciało uzyskuje w stosunku do ciała zsuwającego się bez tarcia prędkość
A. mniejszą.
B. dokładnie taką samą.
C. większą.
D. większą lub mniejszą, co zależy od wartości momentu bezwładności staczającego się ciała.