Fizika | Középiskola » Fizika emelt szintű írásbeli érettségi vizsga, megoldással, 2010

FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA 2010. május 18 8:00 2010. május 18 Azonosító jel: ÉRETTSÉGI VIZSGA Az írásbeli vizsga időtartama: 240 perc Fizika Pótlapok száma Tisztázati Piszkozati OKTATÁSI ÉS KULTURÁLIS MINISZTÉRIUM emelt szint írásbeli vizsga 0912 Fizika emelt szint Azonosító jel: Fontos tudnivalók A feladatlap megoldásához 240 perc áll rendelkezésére. Olvassa el figyelmesen a feladatok előtti utasításokat, és gondosan ossza be idejét! A feladatokat tetszőleges sorrendben oldhatja meg. Használható segédeszközök: zsebszámológép, függvénytáblázatok. Ha valamelyik feladat megoldásához nem elég a rendelkezésre álló hely, kérjen pótlapot! A pótlapon tüntesse fel a feladat sorszámát is! írásbeli vizsga 0912 2 / 16 2010. május 18 Fizika emelt szint Azonosító jel: ELSŐ RÉSZ Az alábbi kérdésekre adott válaszok közül minden esetben pontosan egy jó. Írja be a helyesnek tartott válasz

betűjelét a jobb oldali fehér négyzetbe! Ha szükségesnek tartja, kisebb számításokat, rajzokat készíthet a feladatlapon. 1. Hosszú, I egyenárammal átjárt vezető mágneses terébe pontszerű pozitív q töltést helyezünk el az ábra szerint. (A töltés kezdetben nyugalomban van.) Milyen irányban mozdul el? A) B) C) I q A vezetővel párhuzamosan mozdul el. A vezetőre merőleges irányban mozdul el. A töltés nem mozdul el, hanem helyben marad. 2 pont 2. Egy 1 méter hosszú gumiszálat kétféle módszerrel deformálunk Az egyik esetben a szál irányában megnyújtjuk 10 cm-rel, a másikban pedig a szál két végének rögzítése után a középpontját a szál irányára merőlegesen 10 cm-rel elhúzzuk. Melyik esetben van nagyobb erőre szükségünk? 1m 1,1 m F1 1m 0,1 m F2 A) B) C) A hosszanti megnyújtás esetén. A merőleges deformáció esetén. A szükséges erő a két esetben azonos. 2 pont írásbeli vizsga 0912 3 / 16 2010. május 18

Fizika emelt szint Azonosító jel: 3. Egy forró nyári napon jó hővezető anyagból készített hengerben, súrlódásmentesen mozgó dugattyúval levegőt zártunk be Este szép lassan hűlni kezdett a levegő, hajnalra jó hideg lett. Mit mondhatunk a bezárt levegő nyomásáról és a dugattyú helyzetéről hajnalban? (Tekintsük a külső légnyomást állandónak!) A) B) C) D) A bezárt levegő nyomása lecsökkent, a dugattyú beljebb mozdult. A bezárt levegő nyomása állandó maradt, a dugattyú beljebb mozdult. A bezárt levegő nyomása lecsökkent, a dugattyú helyben maradt. A bezárt levegő nyomása állandó maradt, a dugattyú helyben maradt. 2 pont 4. Egy 5 m magas állványról golyókat hajítunk el 10 m/s kezdősebességgel Az 1 esetben függőlegesen felfelé, a 2 esetben vízszintesen, a 3 esetben függőlegesen lefelé A golyók egyformák, a légellenállás mindhárom esetben elhanyagolható. Állítsa nagyság szerint növekvő sorrendbe a

golyók sebességét földet éréskor! A) B) C) D) v1 = v2 v1 < v2 v2 < v1 v2 < v 1 = v3 < v3 = v3 < v3 2 pont 5. Mi jellemzi egy részecske és antirészecskéjének viszonyát? A) B) C) Egy részecske és antirészecskéje között gravitációs taszítás lép föl. Ütközésük esetén szétsugárzás történik. Egy részecske és antirészecskéje között elektromos taszítás lép fel. 2 pont írásbeli vizsga 0912 4 / 16 2010. május 18 Fizika emelt szint Azonosító jel: 6. Mi jellemzi egy gáz adiabatikus összenyomását? A) B) C) A gáz hőmérséklete nem nő, mivel nincs hőközlés. A gáz belső energiája nő, mivel munkát végeztünk a gázon. A gáz belső energiája nem változik, mivel pontosan annyi hőt ad le a gáz, mint amennyi munkát végeztünk rajta. 2 pont 7. A Föld a Naptól 1 csillagászati egységre (1 CsE) kering, és 1 év alatt kerüli azt meg Mekkora lenne a keringési ideje annak az égitestnek, amely 4 CsE-re

keringene a Nap körül? A) B) C) 2 év 4 év 8 év 2 pont 8. Az Űrbiztonsági Szolgálat száguldó űrhajójának lézerágyúja eltalálja a szemből jövő űrkalóz űrhajóját. Mekkora sebességgel csapódnak be a lézersugarak a kalóz űrhajójába? (Az események értelemszerűen az űrben zajlanak.) A) B) C) D) A fénysebesség és a két űrhajó relatív sebességének összegével egyenlő sebességgel. A fénysebesség és az űrbiztonsági űrhajó sebességének összegével egyenlő sebességgel. A fénysebesség és a kalózhajó sebességének összegével egyenlő sebességgel. Fénysebességgel. 2 pont írásbeli vizsga 0912 5 / 16 2010. május 18 Fizika emelt szint Azonosító jel: 9. Egy kondenzátor két párhuzamos, kör alakú lemezből áll Hogyan változik a kapacitása, ha az egyik lemezt tengelye körül 60 fokkal elforgatjuk? (A kondenzátor kezdeti kapacitását C-vel, a forgatás utánit C’-vel jelöljük. A tengely merőleges a

lemezek síkjára ) A) B) C) C = C ⋅ sin 60° C = C ⋅ cos 60° C = C 2 pont 10. Elképzelhető-e olyan hőtani folyamat, melynek során a hő minden külső hatás nélkül, magától a hidegebb hely felől a melegebb hely felé áramlik? A) B) C) D) Nem, ez csak akkor lehetséges, ha munkát fektetünk be, ami a hőáramlást fenntartja. Igen, csak biztosítani kell a hő folyamatos elvezetését a melegebb helyről, mint például a hűtőszekrénynél (vagy minden más hőszivattyúnál). Igen, ez szélsőséges körülmények között, szupravezető anyagok esetén megvalósítható. Nem, mert ezt az energiamegmaradás törvénye tiltja. 2 pont 11. Egy erős lámpával megvilágítunk egy ideális tükröt Hat-e a megvilágítás miatt mechanikai erő a tükörre? A) B) C) D) Nem hat erő, mivel semmi sem ér a tükörhöz. Hat erő, mivel a tükörbe csapódó fotonoknak van lendületük. Nem hat erő, mivel a tükörbe csapódó fotonoknak nincsen tömegük. Hat

erő, mivel a tükör elnyeli a fotonok energiáját. 2 pont írásbeli vizsga 0912 6 / 16 2010. május 18 Azonosító jel: Fizika emelt szint E (eV) 12. A grafikon a hidrogénatom elektronjának energiaszintjeit ábrázolja elektronvolt egységekben −19 1eV = 1,6 ⋅ 10 J . A grafikonon a nyíl egy elektronátmenetet ábrázol két energiaszint között Milyen folyamat zajlik le az elektronátmenet során a H-atomban? (A 0 eV energiaszint fölött az elektron kiszabadul az atomból.) ( ) 0 -0,54 -0,85 -1,51 -3,39 -13,6 A) B) C) D) Az atom kibocsát egy fotont és alapállapotba ugrik. Az atom kibocsát egy fotont, de gerjesztett állapotban marad. Az atom nem bocsát ki fotont, mivel gerjesztett állapotban marad. Ha 3 fotont bocsátott ki, akkor gerjesztetlen állapotba került. 2 pont 13. Homogén mágneses térben egy zárt drótkeret fekszik úgy, hogy a keret síkja merőleges a mágneses térre A mágneses tér erősségét egyenletesen változtatjuk, az

egyik alkalommal kétszeresére növeljük, a másik alkalommal (az eredeti értékhez viszonyítva) a felére csökkentjük ugyanannyi idő alatt. Melyik esetben lesz nagyobb az indukált áram erőssége a keretben? A) B) C) Ha kétszeresére növeljük a mágneses tér erősségét. Ha felére csökkentjük a mágneses tér erősségét. Egyenlő lesz az áramerősség nagysága mindkét esetben. 2 pont 14. A Föld felszínétől számított RFöld magasságból (azaz a Föld sugarával megegyező magasságból) elejtenek egy testet. Mekkora gyorsulással indul el? (A gravitációs gyorsulás a Föld felszínén g.) A) B) C) g gyorsulással. g/2 gyorsulással. g/4 gyorsulással. 2 pont írásbeli vizsga 0912 7 / 16 2010. május 18 Fizika emelt szint Azonosító jel: 15. Egy vékony gyűjtőlencsétől kétszeres fókusztávolságra, a lencse tengelyére merőlegesen áll egy gyertya Hányszorosa lesz a keletkező kép nagysága a tárgy nagyságának? A) B) C) D)

Ebben az esetben nem keletkezik kép. A kép nagysága a tárgy nagyságának fele lesz. A kép és a tárgy nagysága megegyezik. A kép nagysága kétszerese lesz a tárgy nagyságának. 2 pont írásbeli vizsga 0912 8 / 16 2010. május 18 Azonosító jel: Fizika emelt szint MÁSODIK RÉSZ Az alábbi három téma közül válasszon ki egyet, és fejtse ki másfél-két oldal terjedelemben, összefüggő ismertetés formájában! Ügyeljen a szabatos, világos fogalmazásra, a logikus gondolatmenetre, a szakkifejezések, nevek, jelölések helyesírására, mivel az értékelésbe ez is beleszámít! Mondanivalóját nem kell feltétlenül a megadott szempontok sorrendjében kifejtenie. A megoldást a következő oldalra írhatja 1. Az elektron felfedezése Ilyen módon a katódsugarak az anyag új állapotát jelentik, egy olyan állapotot, melyben az anyag részekre bomlása sokkal magasabb fokú, mint a közönséges gázállapotban: ez egy olyan állapot, melyben

minden anyag – származzon az hidrogénből, oxigénből, vagy bármilyen más forrásból – már egy és ugyanazon fajta; lévén ez az a szubsztancia, melyből az összes kémiai elem felépül. Thomson. Phil Magazine, 1897 Simonyi Károly: A fizika kultúrtörténete Mi a katódsugárcső, s hogyan működik izzókatódos változata? Milyen megfigyeléseket tett Thomson a katódsugárzást vizsgálva, hogyan vezettek ezek a megfigyelések az elektron felfedezéséhez? Mutassa be az elektronnyaláb viselkedését a Thomson által alkalmazott eltérítő elektromos és mágneses térben. A katódsugárban lévő részecskék (elektronok) mely tulajdonságára következtethetett Thomson a nyalábeltérítéses kísérletekkel? Milyen megállapításokat tehetünk az elektron által hordozott töltés sajátságairól? írásbeli vizsga 0912 9 / 16 2010. május 18 Fizika emelt szint Azonosító jel: 2. A mérhető fény A világ sebesség bár szerfölött nagy,

mindazáltal nem pillanatnyi, mint a régiek hitték, hanem időben történő. Ez igazságot föltalálta 1675-ben Römer Olaus dán csillagász, ki midőn észrevenné, hogy mindazon térek melyek földünkön vannak, sokkal kisebbek, sem mint a világsebesség megmérésére szolgálhatnának, azt igyekezvén megtudni, vajon kívántatik-e arra idő és mennyi, míg a világ a Napból Földünkre érkezik, mit Jupiter őrnökének Jupiter árnyékába bemenetéből szerencsésen ki is tudott. Schirkhuber Móricz: Elméleti és tapasztalati természettan alaprajza 1851 Ismertesse Römer vagy Fizeau a fény sebességének mérésére szolgáló eljárását. Mutassa meg, hogyan mérhető meg a fény hullámhossza rács segítségével. Hogyan határozható meg a fény frekvenciája a sebességének és hullámhosszának ismeretében? A fény milyen tulajdonságait határozza meg a frekvenciája? 3. Modell és valóság – ideális gázok Készítsünk egy listát mindazon

helyzetekről, melyben hővel találkozunk, és jegyezzük fel az összes kísérő körülményeket. Majd készítsünk azon helyzetekről egy táblázatot, melyben a test hideg, vagyis a hő hiányzik. Itt is jegyezzük fel az összes kísérő körülményeket Ezután vizsgáljuk meg, hogy melyik az a kísérőkörülmény, mely megvan mindazon esetekben, amikor a hő jelen van, és hiányzik mindazon esetekben, amidőn a testek hidegek. Ilyen módon kapcsolatot találhatunk a hő és a szóban forgó jelenség között, és ezt a jelenséget a hő okának vagy a hő mibenlétének nevezhetjük. Francis Bacon módszere a hő mibenlétének megállapítására Simonyi Károly: A fizika kultúrtörténete Ismertesse az ideális gázok részecskemodelljét. Értelmezze a nyomás és a hőmérséklet fogalmát a részecskemodell segítségével! Magyarázza meg a Boyle–Mariotte-törvényt és a Gay–Lussac-törvényeket az ideális gáz részecskemodelljének segítségével!

írásbeli vizsga 0912 10 / 16 2010. május 18 Azonosító jel: Fizika emelt szint a) b) c) d) e) f) Kifejtés Tartalom Összesen 5 pont írásbeli vizsga 0912 11 / 16 18 pont 23 pont 2010. május 18 Fizika emelt szint Azonosító jel: HARMADIK RÉSZ Oldja meg a következő feladatokat! Megállapításait – a feladattól függően – szövegesen, rajzzal vagy számítással indokolja is! Ügyeljen arra is, hogy a használt jelölések egyértelműek legyenek! 1. Egy elektron olyan mágneses térben mozog, melyet két, egyenként homogén, egymással párhuzamos (az ábra síkjába befelé mutató), de különböző nagyságú mágneses mező alkot. t0 időpillanatban az elektron éppen a két térfelet határoló síktól indul, a síkra merőlegesen 105 m/s sebességgel, és az ábrán látható, félkörökből álló pályát írja le. Az első térrészben a mágneses indukció nagysága 5,7 ⋅ 10 −7 T , a második térrészben az elektron által

leírt körpálya sugara kétszer akkora, mint az első térrészben leírt körpályájának sugara. t1 időpillanatban az elektron ismét a két térfelet határoló síkra ér. Adatok: e = 1,6 ⋅ 10 −19 C , me = 9,1 ⋅ 10 −31 kg a) b) c) d) Mekkora az elektron által leírt körpályák sugara? Mekkora a mágneses indukció nagysága a második térfélen? Mennyi utat tesz meg az elektron összesen t0 és t1 között? Mennyi idő telik el t0 és t1 között? B1 t0 B2 t1 a) b) c) d) Összesen 6 pont 2 pont 3 pont 1 pont írásbeli vizsga 0912 12 / 16 12 pont 2010. május 18 Fizika emelt szint 2. Azonosító jel: Műkorcsolya-gyakorlat közben az 50 kg tömegű hölgy 6 m/s sebességgel egyenes vonalú egyenletes mozgást végez. 75 kg tömegű párja vele párhuzamosan és azonos irányban 8 m/s-mal egyenletesen halad. Amikor a férfi a párja mellett elhalad, a kezét nyújtja, és együtt haladnak tovább egyenesen, az eredeti irányba. m ( g = 10 2 ) s

a) Mekkora lesz a közös sebességük, ha a jég és a korcsolyák közti súrlódás elhanyagolható? b) Ha kicsit később mindketten fékeznek, és együtt csúszva 5 méter megtétele után egyenletesen lassulva megállnak, mekkora a fékezés során fellépő μ súrlódási együttható? c) Mennyi ideig tart, amíg teljesen lefékeznek? a) b) c) Összesen 4 pont 5 pont 2 pont írásbeli vizsga 0912 13 / 16 11 pont 2010. május 18 Fizika emelt szint 3. Azonosító jel: 2g hélium gázzal az ábrán látható körfolyamatot hajtottuk végre. ( R = 8,3 T (K) 3. J ) mol ⋅ K a) Határozza meg az 1. és 3 állapothoz tartozó hiányzó hőmérsékletértékeket! b) Határozza meg az egyes állapotokhoz tartozó nyomásadatokat! c) Ábrázolja a folyamatot p(V) diagramon! 2. 100 4. 1. 0 a) 10 b) 30 c) Összesen 5 pont 5 pont 4 pont írásbeli vizsga 0912 14 / 16 V (dm3) 14 pont 2010. május 18 Fizika emelt szint 4. Azonosító jel: Egy

magfizikai kísérletben egy neutron eltalálta egy héliumatom magját, és az ennek hatására deutériummá és tríciummá hasadt szét: 01 n + 42 He 21 H + 31 H . Mekkora volt a neutron sebessége az ütközés előtt, ha a héliumatom az ütközés előtt állt, a reakcióban keletkező deutérium és trícium együttes mozgási energiája pedig E DT = 0,9 ⋅ 10 −12 J ? A neutron tömege m n = 1,6749 ⋅ 10 −27 kg , a héliumé m He = 6,6465 ⋅ 10 −27 kg , a trícium tömege mT = 5,0083 ⋅ 10 −27 kg , a deutériumé pedig m D = 3,3436 ⋅ 10 −27 kg . (A neutron sebességét a mozgási energia klasszikus képlete alapján határozza meg!) ( c = 3 ⋅108 m ) s Összesen 10 pont írásbeli vizsga 0912 15 / 16 2010. május 18 Azonosító jel: Fizika emelt szint Figyelem! Az értékelő tanár tölti ki! maximális pontszám I. Feleletválasztós kérdéssor II. Esszé: tartalom II. Esszé: kifejtés módja III. Összetett feladatok Az írásbeli

vizsgarész pontszáma elért pontszám 30 18 5 47 100 javító tanár Dátum: . elért pontszám egész számra kerekítve programba beírt egész pontszám I. Feleletválasztós kérdéssor II. Esszé: tartalom II. Esszé: kifejtés módja III. Összetett feladatok javító tanár jegyző Dátum: . írásbeli vizsga 0912 16 / 16 Dátum: . 2010. május 18 ÉRETTSÉGI VIZSGA 2010. május 18 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 0912 FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ OKTATÁSI ÉS KULTURÁLIS MINISZTÉRIUM Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató A dolgozatokat az útmutató utasításai szerint, jól követhetően kell javítani és értékelni. A javítást piros tollal, a megszokott jelöléseket alkalmazva kell végezni. ELSŐ RÉSZ A feleletválasztós kérdésekben csak az útmutatóban

közölt helyes válaszra lehet megadni a pontot. Az adott pontot (0 vagy 2) a feladat mellett található, illetve a teljes feladatsor végén található összesítő táblázatba is be kell írni. MÁSODIK RÉSZ A kérdésekre adott választ a vizsgázónak folyamatos szövegben, egész mondatokban kell kifejtenie, ezért a vázlatszerű megoldások nem értékelhetők. Ez alól kivételt csak a rajzokhoz tartozó magyarázó szövegek, feliratok jelentenek. Az értékelési útmutatóban megjelölt tényekre, adatokra csak akkor adható pontszám, ha azokat a vizsgázó a megfelelő összefüggésben fejti ki. A megadott részpontszámokat a margón fel kell tüntetni annak megjelölésével, hogy az útmutató melyik pontja alapján adható, a szövegben pedig kipipálással kell jelezni az értékelt megállapítást. A pontszámokat a második rész feladatai után következő táblázatba is be kell írni. HARMADIK RÉSZ Az útmutató dőlt betűs sorai a megoldáshoz

szükséges tevékenységeket határozzák meg. Az itt közölt pontszámot akkor lehet megadni, ha a dőlt betűs sorban leírt tevékenység, művelet lényegét tekintve helyesen és a vizsgázó által leírtak alapján egyértelműen megtörtént. Ha a leírt tevékenység több lépésre bontható, akkor a várható megoldás egyes sorai mellett szerepelnek az egyes részpontszámok. A „várható megoldás” leírása nem feltétlenül teljes, célja annak megadása, hogy a vizsgázótól milyen mélységű, terjedelmű, részletezettségű, jellegű stb. megoldást várunk Az ez után következő, zárójelben szereplő megjegyzések adnak további eligazítást az esetleges hibák, hiányok, eltérések figyelembe vételéhez. A megadott gondolatmenet(ek)től eltérő helyes megoldások is értékelhetők. Az ehhez szükséges arányok megállapításához a dőlt betűs sorok adnak eligazítást, pl. a teljes pontszám hányadrésze adható értelmezésre, összefüggések

felírására, számításra stb. Ha a vizsgázó összevon lépéseket, paraméteresen számol, és ezért „kihagyja” az útmutató által közölt, de a feladatban nem kérdezett részeredményeket, az ezekért járó pontszám – ha egyébként a gondolatmenet helyes – megadható. A részeredményekre adható pontszámok közlése azt a célt szolgálja, hogy a nem teljes megoldásokat könnyebben lehessen értékelni. A gondolatmenet helyességét nem érintő hibákért (pl. számolási hiba, elírás, átváltási hiba) csak egyszer kell pontot levonni. Ha a vizsgázó több megoldással vagy többször próbálkozik, és nem teszi egyértelművé, hogy melyiket tekinti véglegesnek, akkor az utolsót (más jelzés hiányában a lap alján lévőt) kell értékelni. Ha a megoldásban két különböző gondolatmenet elemei keverednek, akkor csak az egyikhez tartozó elemeket lehet figyelembe venni, azt, amelyik a vizsgázó számára előnyösebb. A számítások közben a

mértékegységek hiányát – ha egyébként nem okoz hibát – nem kell hibának tekinteni, de a kérdezett eredmények csak mértékegységgel együtt fogadhatók el. írásbeli vizsga 0912 2 / 12 2010. május 18 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató ELSŐ RÉSZ 1. C 2. A 3. B 4. A 5. B 6. B 7. C 8. D 9. C 10. A 11. B 12. B 13. A 14. C 15. C Helyes válaszonként 2 pont. Összesen írásbeli vizsga 0912 30 pont. 3 / 12 2010. május 18 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató MÁSODIK RÉSZ Minden pontszám bontható! 1. téma a) A katódsugárcső leírása: 1+1+1+1 pont Zárt vákuumcső, hevített katód, feszültség az anód és a katód között, a katódból kilépő elektronnyaláb (sugárzás). b) Thomson katódsugárcsővel kapcsolatos megfigyeléseinek leírása: A megfigyelési tapasztalatok ismertetése: 1 pont Az elektronnyaláb eltérül elektromos és mágneses mezőben Az eltérülés bemutatása és

magyarázata elektromos mező esetén: 1+2+1 pont A katódsugár irányára merőleges elektromos tér, az elektromos tér irányával és a negatív elektromos töltéssel összhangban lévő erő, az erő irányának megfelelő eltérülés leírása. (Képletszerűen levezetni az eltérülésre vonatkozó összefüggéseket nem kell, kvalitatív leírás, megfelelően részletezett és a szükséges magyarázatokkal kiegészített rajz is elfogadható.) Az eltérülés bemutatása és magyarázata mágneses mező esetén: 1+2+1 pont A katódsugár irányára merőleges mágneses tér, a mágneses tér irányával és a negatív elektromos töltéssel összhangban lévő Lorentz-erő, az erő irányának megfelelő eltérülés leírása. (Képletszerűen levezetni az eltérülésre vonatkozó összefüggéseket nem kell, kvalitatív leírás, megfelelően részletezett és a szükséges magyarázatokkal kiegészített rajz is elfogadható.) Annak megállapítása, hogy az

eltérülések mértékéből a katódsugárban lévő részecske fajlagos töltésére következtethetünk: 3 pont (Ha a vizsgázó nem ismerte fel, hogy az eltérülések mértékéből nem következtethetünk közvetlenül az elektron tömegére és töltésére, hanem „csak” a fajlagos töltésre, a 3 pont még részben sem adható meg.) Annak megállapítása, hogy az elektron a töltés legkisebb egységét hordozó negatív töltésű elemi részecske: (Ha a vizsgázó itt nem említi külön, hogy az elektron negatív töltésű, de ez korábbi megállapításaiból, gondolatmenetéből kiderül, itt pontot levonni nem szabad!) 2 pont Összesen írásbeli vizsga 0912 18 pont 4 / 12 2010. május 18 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 2. téma a) A fény sebességének mérése Römer vagy Fizeau módszerével: 7 pont Römer módszere: - Jupiter holdjait figyelte meg (1 pont) a Jupiter Földtől távoli helyzetében. (1 pont) A megfigyelt hold az

elméletileg számítottnál látszólag később kelt fel, (1 pont) mert a fénynek több időre volt szüksége, hogy elérje a Földet, mint amikor a Jupiter közelebb esik a Földhöz. (2 pont) A Föld nap körüli pályájának közelítő átmérőjét ismerve (1 pont) jó nagyságrendi becslést kapott Römer a fény sebességére. (1 pont) Fizeau módszere: - Egy fogaskerék fogai között átvilágítva (1 pont) felvillanás-sorozatot állítunk elő (1 pont) mely egy távoli tükörről visszaverődik (1 pont) majd a fogaskerék megfelelő fordulatszámának beállításával (1 pont) elérjük, hogy a visszaverődő fénysugarak elnyelődjenek a fogaskeréken, s ne jussanak a szemünkbe (2 pont) A fogaskerék fordulatszámából, s a tükör helyzetéből következtethetünk a fény sebességére (1 pont) b) A fény hullámhosszának mérése ráccsal: - - 7 pont Az ernyőn elhajlási kép keletkezik (2 pont) A főmaximum és az első mellékmaximum távolságából,

valamint a rács és az ernyő távolságából meg lehet határozni az első mellékmaximum irányát (α). (3 pont) Az α és a rácsállandó (d) ismeretében a hullámhossz kiszámítható. λ = d ⋅ sin α (2 pont) c) A fény frekvenciájának meghatározása a sebességből és a hullámhosszból: 2 pont f = c λ d) A frekvencia által meghatározott tulajdonságok megadása: 1+1 pont a fény színe, a fény fotonjainak energiája Összesen írásbeli vizsga 0912 18 pont 5 / 12 2010. május 18 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 3. téma a) Az ideális gáz részecskemodelljének ismertetése: 1+1+1+1+1 pont A gázok nagy számú apró részecskéből állnak; a részecskék szabadon mozoghatnak; a részecskék nagy sebességgel mozognak; rugalmasan ütköznek egymással és az edény falával; kölcsönhatás közöttük csak az ütközéskor van. b) A gáz nyomásának értelmezése a modell alapján: 1+1 pont A részecskék gyakorta

ütköznek az edény falával, s az ütközések révén erőt fejtenek ki. c) A gáz hőmérsékletének értelmezése a modell alapján: 1+1 pont Magasabb hőmérsékletű gázt nagyobb átlagsebességű részecskékkel modellezünk. d) A Boyle–Mariotte-törvény értelmezése a modell alapján: 3 pont Az adott átlagsebességű részecskék kisebb helyre szorítva gyakrabban ütköznek az edény falával, azaz a nyomás nő. e) Gay–Lussac II. törvényének (V=áll) értelmezése a modell alapján: 3 pont A hőmérséklet növelése megfelel a részecskék átlagsebesség-növekedésének, azaz az ütközések száma (s az egyes ütközések ereje) nő, tehát a nyomás nő. f) Gay–Lussac I. törvényének (P=áll) értelmezése a modell alapján: 3 pont A hőmérséklet növelése megfelel a részecskék átlagsebesség növekedésének. Ez a nyomás növekedéséhez vezetne (hiszen a részecskék gyakrabban és nagyobb erővel ütköznének az edény falával), ha nem

növelnénk meg az edény térfogatát. Tehát az állandó nyomás fenntartásához térfogatnövelés szükséges. (Ha a vizsgázó a nyomás magyarázata során nem választja külön a nagyobb sebességű részecskék ütközése esetén a nagyobb lendületváltozást és a gyakoribb ütközést, nem kell pontot levonni. Érvelésében legalább az egyik szempontnak szerepelnie kell) Összesen 18 pont írásbeli vizsga 0912 6 / 12 2010. május 18 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató A kifejtés módjának értékelése mindhárom témára vonatkozólag a vizsgaleírás alapján: Nyelvhelyesség: 0-1-2 pont • A kifejtés szabatos, érthető, jól szerkesztett mondatokat tartalmaz; • a szakkifejezésekben, nevekben, jelölésekben nincsenek helyesírási hibák. A szöveg egésze: 0-1-2-3 pont • Az egész ismertetés szerves, egységes egészet alkot; • az egyes szövegrészek, résztémák összefüggenek egymással egy világos, követhető

gondolatmenet alapján. Amennyiben a válasz a 100 szó terjedelmet nem haladja meg, a kifejtés módjára nem adható pont. Ha a vizsgázó témaválasztása nem egyértelmű, akkor az utoljára leírt téma kifejtését kell értékelni. írásbeli vizsga 0912 7 / 12 2010. május 18 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató HARMADIK RÉSZ 1. feladat Adatok: e = 1,6 ⋅ 10 −19 C , me = 9,1 ⋅ 10 −31 kg , B1 = 5,7 ⋅ 10 −7 T , v0 = 105 m s a) Az elektronra ható Lorentz-erő és a körmozgás dinamikai feltételének felírása: 1 + 2 pont Az elektronra jelen esetben csak a Lorentz-erő FLorentz = e ⋅ v0 ⋅ B hat, és ez a körpályán történő mozgáshoz szükséges centripetális erő. 2 v Fcp = FLorentz ⇒ me 0 = e ⋅ v0 ⋅ B R Az első térrészben leírt körpálya sugarának felírása és kiszámítása: 1 + 1 pont m ⋅v R1 = e 0 = 1 m e ⋅ B1 A második térrészben leírt körpálya sugarának kiszámítása: 1 pont R2 = 2 ⋅ R1

= 2 m b) A második térrészben lévő mágneses tér indukciójának meghatározása: 2 pont B2 = c) B1 = 2,85 ⋅10 − 7 T 2 Az elektron által megtett út felírása és kiszámítása: 2 + 1 pont A kérdéses út három félkörből áll, amelyen az elektron egyenletes sebességnagysággal halad végig. s = 2 ⋅ s2 + s1 = 2 ⋅ R2 ⋅ π + R1 ⋅ π = 15,7 m d) Az eltelt idő meghatározása: 1 pont Δt = s = 1,57 ⋅ 10 − 4 s v0 Összesen: 12 pont írásbeli vizsga 0912 8 / 12 2010. május 18 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 2. feladat Adatok: v1 = 6 m m m , m1 = 50 kg , v2 = 8 , m2 = 75 kg , s fék = 5 m , g = 10 2 s s s a) A lendületmegmaradás felírása a rugalmatlan ütközésre és a közös sebesség kiszámítása: 2 + 2 pont m1 ⋅ v1 + m2 ⋅ v 2 = (m1 + m2 ) ⋅ v közös , amiből v közös = m1 ⋅ v1 + m2 ⋅ v 2 m = 7,2 m1 + m2 s b) A fékezés során fellépő gyorsulás nagyságának felírása és kiszámítása:

2 + 1 pont a= 2 közös v m m = 5,18 2 ≈ 5,2 2 2 ⋅ s fék s s A fékezés során fellépő súrlódási erő felírása és a súrlódási együttható kiszámítása: 1 + 1 pont F fék = (m1 + m2 ) ⋅ afék = (m1 + m2 ) ⋅ μ ⋅ g , amiből a fék = 0,52 g (A dinamikai egyenlet felírása nem kötelező, amennyiben a súrlódási együttható felírása helyes, a teljes pontszám jár. Ha a vizsgázó a feladat ezen részét a munkatétel alapján oldja meg, akkor a munkatétel helyes felírása 3 pont, rendezés 1 pont, számítás 1 pont.) μ= c) A megálláshoz szükséges idő felírása és kiszámítása: 1 + 1 pont t= v közös = 1,38 s ≈ 1,4 s a fék Összesen: 11 pont írásbeli vizsga 0912 9 / 12 2010. május 18 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 3. feladat Adatok: R = 8,3 J , V1 = V2 = 10 dm 3 , V3 = V4 = 30 dm 3 , T2 = T4 = 100 K , m = 2 g mol ⋅ K a) Az izobár szakaszok felismerése: 1 + 1 pont p1 = p 4; p 2 = p3 vagy:

Mivel az 1. illetve a 4 pont ugyanarra az origón átmenő egyenesre illeszkedik, ezért a nyomás állandó. Ugyanezen okból a 2 és a 3 pont nyomása is egyenlő (A megfelelő nyomások egyenlőségének megállapítása különösebb indoklás nélkül is elfogadható.) A T1 , illetve a T3 hőmérséklet meghatározása: 1 + 1 + 1 pont V 100 T1 = 1 ⋅ T4 = K ≈ 33 K V4 3 V T3 = 3 ⋅ T2 = 300 K V2 (A Gay–Lussac-törvény megfogalmazására, felírására vagy alkalmazására 1 pont, a két helyesen meghatározott hőmérséklet-értékre 1+1 pont adható.) b) Az állapotegyenlet megfogalmazása: 1 pont p ⋅V = n ⋅ R ⋅ T A molszám meghatározása: 1 pont n = 0,5 , mert m = 2g és M = 4g/mol p2 és p4 kiszámítása: 1 + 1 pont p 2 = 0,5 mol ⋅ 8,3 100 K J ⋅ ≈ 4,2 ⋅ 10 4 Pa 3 mol ⋅ K 10 dm p 4 = 0,5 mol ⋅ 8,3 100 K J ⋅ ≈ 1,4 ⋅ 10 4 Pa 3 mol ⋅ K 30 dm A másik két pont nyomásának megadása: 1 pont p1 = p 4 és p3 = p 2 (Az 1 pont akkor

adható meg, ha a vizsgázó a p2 és p4 értékét meghatározta.) írásbeli vizsga 0912 10 / 12 2010. május 18 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató c) A folyamat ábrázolása a p(V) diagramon: 4 pont (bontható) Az ábrázolásnál a tengelyek megfelelő jelölése 1 pontot, a körfolyamat helyes ábrázolása 3 pontot ér. Az izoterma feltüntetésének elmulasztása, illetve a térfogatok és nyomások számszerű értékének hiánya nem számít hibának, de az ábrán a megfelelő térfogatok, illetve nyomások egyenlőségének jól kivehetőnek kell lenniük. (Azaz a folyamatot „téglalappal” kell ábrázolni, és az egyes „sarkokban” fel kell tüntetni az állapotok sorszámát.) p (104 Pa) 2. 4,2 1,4 0 3. 1. 10 4. 30 V (dm3) Összesen: 14 pont írásbeli vizsga 0912 11 / 12 2010. május 18 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 4. feladat Adatok: E DT = 0,9 ⋅ 10 −12 J, mn = 1,6749 ⋅ 10 −27

kg, mHe = 6,6465 ⋅ 10 −27 kg, m mT = 5,0083 ⋅ 10 −27 kg , mD = 3,3436 ⋅ 10 −27 kg , c = 3 ⋅108 s A tömegdefektus szerepének felismerése: 2 pont A reakciótermékek össztömege és a kiinduló anyagok össztömege különböző. A tömegdefektus értékének kiszámítása: 1 pont Δm = (mD + mT) – (mn + mHe) = 0,0305 · 10-27 kg ≈ 3 · 10-29 kg (Amennyiben a felírásból nem világos, hogy tömegnövekedés történt, de később a vizsgázó e szerint számol, a pontszám megadandó.) A tömegdefektusnak megfelelő energiamennyiség meghatározása: 1 + 1 pont ΔE = Δm ⋅ c 2 = 2,7 ⋅ 10 −12 J ≈ 16,9 MeV (Nem feltétlenül szükséges MeV egységekre átszámolni az energiát, lehet végig Joule-t használni.) Az energiamegmaradási tétel alkalmazása az ütközésre és a neutron energiájának kiszámítása: 2 + 1 pont −12 E neutron = E DT + ΔE = 3,6 ⋅ 10 J ≈ 22,5 MeV A neutron mozgási energiája egyenlő a reakciótermékek mozgási

energiájának és a tömegdefektusnak megfelelő energiamennyiségnek az összegével. (Az összefüggés megadása szöveges leírással vagy képlettel 2 pont, eredmény számértékének meghatározása 1 pont.) A neutron sebességének kiszámítása: 1+1 pont v neutron = 2 ⋅ E neutron m = 6,6 ⋅ 10 7 mn s Összesen: 10 pont írásbeli vizsga 0912 12 / 12 2010. május 18