Fizika | Középiskola » Fizika emelt szintű írásbeli érettségi feladatsor, megoldással, 2006

ÉRETTSÉGI VIZSGA 2006. május 15 Azonosító jel: Fizika FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA 2006. május 15 8:00 Az írásbeli vizsga időtartama: 240 perc Pótlapok száma Tisztázati Piszkozati OKTATÁSI MINISZTÉRIUM emelt szint írásbeli vizsga 0612 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, függvénytáblázat. Ha valamelyik feladat megoldásához nem elég a rendelkezésre álló hely, kérjen pótlapot! A pótlapon tüntesse fel a feladat sorszámát is! írásbeli vizsga 0612 2 / 16 2006. május 15 Azonosító jel: Fizika emelt szint 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. Egy lejtő tetejéről elengedett golyó egyenletesen változó mozgást végez, és az első másodperc alatt 1 ceruzahossznyi utat tett meg. Hány ceruzahossznyi utat tenne meg az első 3 másodperc alatt? A) B) C) 3 6 9 2 pont 2. Ugyanazt a G súlyú testet először egy egykarú emelővel, majd egy kétkarú emelővel tartjuk egyensúlyban. Az első esetben F1, a második esetben F2 erőt kell kifejtenünk. A geometriai méreteket a mellékelt ábra mutatja, az emelő tömege elhanyagolható. Milyen kapcsolat van az erők között? L/3 L/3 2L/3 2L/3 F1 G A) B) C) G F2 F1 < F2 F1 = F2 F1 > F2 2 pont írásbeli vizsga 0612 3 / 16 2006. május 15 Fizika emelt szint 3. Azonosító jel: Egy teremben 10 000 Hz frekvenciájú hanghullám halad a szélesre tárt ajtó felé. Megfigyelhető-e számottevő elhajlás az ajtón túli térrészben?

(A hang sebessége levegőben 320 m/s.) A) B) C) Igen. Nem. Az egyértelmű válaszhoz további adatokra lenne szükség. 2 pont 4. Két darab, fonállal összekötött kiskocsi vízszintes, súrlódásmentes felületen állandó gyorsulással mozog, mert az egyikre vízszintes F=2N irányú, 2 newton nagyságú húzóerő hat. Mit állíthatunk eközben a kocsikat összekötő fonál által kifejtett erő nagyságáról? A) B) C) A fonálerő nagysága 2 newtonnál kisebb. A fonálerő nagysága 2 newton. A fonálerő nagysága 2 newtonnál nagyobb. 2 pont 5. Egy hőlégballon kosarában egyre magasabbra emelkedünk. Hogyan változik eközben a nálunk lévő víz forráspontja? A) B) C) Csökken. Nem változik. Emelkedik. 2 pont írásbeli vizsga 0612 4 / 16 2006. május 15 Fizika emelt szint 6. Azonosító jel: Nyáron, déli napsütésben nem ajánlatos a kertben locsolni, mert „megégnek” a növények levelei. Az alábbi magyarázatok közül csak egy

fogadható el, melyik? A) B) C) A gyorsan párolgó víz hirtelen lehűti a növényt. A fagyás tünetei megegyeznek az égésével. A vízcseppek gyűjtőlencseként viselkednek, és a levelekre fókuszálják a napfényt. Az elpárolgó víz forró gőze okoz „égési tüneteket”. 2 pont 7. Hogyan változik egy gáz sűrűsége, ha a nyomása és a kelvinben mért hőmérséklete is kétszeresére növekszik? A) B) C) Nem változik. Kétszeresére növekszik. Négyszeresére növekszik. 2 pont 8. Lehet-e egy síkkondenzátor energiáját úgy növelni, hogy töltését és a lemezek (fegyverzetek) méretét nem változtatjuk meg? +Q A) B) C) D) -Q Lehet, mégpedig úgy, hogy a lemezeket közelítjük. Lehet, mégpedig úgy, hogy a lemezeket távolítjuk. Nem lehet, mert a térerősség nem változik, s akkor az energia sem. Nem lehet, mert energiát csak töltéssel lehet a rendszerbe juttatni. 2 pont 9. Az ábrán látható kapcsolásban a voltmérő valamekkora U

feszültséget, az ampermérő valamekkora I áramerősséget mutat. Mit ad meg az U/I hányados? A V R A) B) C) A voltmérő ellenállását. Az ampermérő ellenállását. Az R ellenállás értékét. 2 pont írásbeli vizsga 0612 5 / 16 2006. május 15 Azonosító jel: Fizika emelt szint 10. Az ábra szerinti kapcsolásban a két egyforma lámpa L egyforma erősen világít, ha az áramkör tartósan zárva van. A két lámpa közül melyik gyullad fel hamarább, ha a K kapcsolót bekapcsoljuk? R K A) B) C) D) Az önindukciós tekercs melletti lámpa. Az R ellenállás melletti lámpa. A lámpák egyszerre gyulladnak fel. A sorrend az áramforrás feszültségétől függ. 2 pont 11. Bizonyos napszemüvegeknél tapasztalhatjuk a következőket: ha két ilyen napszemüveget egymás mögé, egymással párhuzamosan helyezünk el, akkor átlátunk rajtuk, de ha az egyiket 90o-kal elfordítjuk, akkor sötétet látunk. Milyen fizikai jelenséggel függ össze ez a

tapasztalat? (2) (1) A) B) C) D) Fénytörés jelensége. Fényinterferencia jelensége. A fény szóródásának jelensége. Fénypolarizáció jelensége. 2 pont írásbeli vizsga 0612 6 / 16 2006. május 15 Fizika emelt szint Azonosító jel: 12. A fotoeffektus során ultraibolya fény hatására a fotokatódból elektronok lépnek ki Mi történik, ha a fény intenzitását kétszeresére növeljük, miközben a „színe” változatlan marad? Kétszer annyi elektron lép ki változatlan sebességgel. Változatlan számú elektron lép ki kétszer akkora mozgási energiával. Változatlan számú elektron lép ki kétszer akkora sebességgel. A kilépő elektronok száma és sebessége is nőhet. A) B) C) D) 2 pont 13. Hány darab elektron van 2s elektronállapotban az alapállapotú He-atomban? 0 2 4 6 A) B) C) D) 2 pont Sr (stroncium) radioaktív elem, β -bomlással bomlik el. Milyen izotóp keletkezik? 14. A 90 38 A) 89 37 Rb B) 90 39 Y C) 89 39

Y D) 91 37 Rb 2 pont 15. A Mars két holdja a Phobos és a Deimos Melyiknek nagyobb a keringési ideje, ha a Phobos kering a Marshoz közelebb? A) B) C) A Phobosnak. A Deimosnak. A két keringési idő egyenlő. 2 pont írásbeli vizsga 0612 7 / 16 2006. május 15 Fizika emelt szint Azonosító jel: 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 helyesírásra, mivel az értékelésbe ez is beleszámít! Mondanivalóját nem kell feltétlenül a megadott szempontok sorrendjében kifejtenie. A megoldást a következő oldalra írhatja. 1. Szilárd és folyékony anyagok hőtágulása A hőmérséklet ingadozása a természetben és a technikai környezetben is mindennapos dolog. Az anyagok hőmérsékletváltozás miatti méretváltozása általában igen kicsiny, legtöbbször 1 % alatti

hatás, de mégis számos olyan eset van, amelyben ezt a látszólag elhanyagolható hatást nem szabad figyelmen kívül hagyni. Ismertesse a szilárd és folyékony anyagok hőtágulását leíró törvényeket! Mutassa be három példa elemzésével, hogy a gyakorlati életben hogyan veszik figyelembe a hőtágulás jelenségét! Elemezze, hogy milyen értelemben nevezhetjük rendellenesnek a víz hőtágulását! 2. A gitár fizikája A gitár húrjain létrehozott rezgések hullámként terjednek tova a húrokon, s verődnek vissza a húrok rögzített végein, állóhullámokat eredményezve. A rezgő gitárhúr mozgásba hozza a levegőt, s a rezgő levegőt érzékeli hangként hallórendszerünk. Vajon milyen fizikai folyamatok és törvényszerűségek segítségével írható le a gitár működése? A hang milyen jellemzői határozzák meg, hogy mit hallunk a gitárművész előadásában? Ismertesse a húron kialakuló állóhullámok legfontosabb jellemzőit! Térjen

ki a felharmonikusok szerepére a gitár hangzásában! Értelmezze fizikai szempontból a hangerősség és a hangmagasság fogalmát! Fogalmazza meg tapasztalatai alapján, hogyan változtatható a hang magassága gitárhúr esetén, s ez a húr milyen fizikai tulajdonságának megváltoztatásával van kapcsolatban? Írja le, hogy mi a szerepe a hangzásban gitár „testének” (doboz) az akusztikus gitár esetében! írásbeli vizsga 0612 8 / 16 2006. május 15 Azonosító jel: Fizika emelt szint 3. Az elektron felfedezése A XIX. század második felében a katódsugárzás vizsgálata volt a fizikusok legfontosabb kutatási területe A katódsugárról többek között a következőket állapították meg: - a katódból lép ki, a katód felületére merőlegesen, - tulajdonságai függetlenek a katód anyagától, - egyenes vonalban terjed, - több anyagon fluoreszcenciát okoz, - mágneses térben elhajlik. A mellékelt rajz segítségével ismertesse az

izzókatódos katódsugárcső felépítését, mutassa be működésének lényeges mozzanatait! Ismertessen vázlatosan egy eljárást, amellyel meghatározható a katódsugárcsőben mozgó részecskék töltésének és tömegének aránya! Mutassa be a Millikan-kísérlet lényegét, mellyel az elemi töltés nagyságát, az elektron töltésének értékét határozták meg! (1) (2) (5) (4) ~ (6) - + (3) Izzókatódos katódsugárcső sematikus rajza írásbeli vizsga 0612 9 / 16 2006. május 15 Azonosító jel: Fizika emelt szint a) b) c) d) e) Kifejtés Tartalom Összesen 5 pont írásbeli vizsga 0612 10 / 16 18 pont 23 pont 2006. május 15 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 20 Ω -os ellenállást és egy 10

Ω -os ellenállást kapcsolunk sorosan egy egyenáramú feszültségforrásra. Mekkora ellenállást kell párhuzamosan kapcsolni a 20 Ω -os ellenállással, hogy a 10 Ω -os ellenállásra eső teljesítmény megduplázódjon? (A feszültségforrás ellenállása elhanyagolható.) Összesen 10 pont írásbeli vizsga 0612 11 / 16 2006. május 15 Fizika emelt szint Azonosító jel: 2. Egy a = 40 cm, b = 100 cm oldalhosszúságú, téglalap alakú, 30 dkg tömegű homogén lemezt az egyik csúcsánál egy vékony szöggel felfüggesztünk, a vele átellenes csúcsánál pedig vízszintes irányban úgy húzzuk F erővel, hogy a téglalap b oldala vízszintes legyen. a F b a) Mekkora az F húzóerő? b) Mekkora és milyen irányú erővel hat a szög a lemezre? (A lemez és a szög között a súrlódás elhanyagolható, számoljunk g = 10 m/s2 nehézségi gyorsulási értékkel!) írásbeli vizsga 0612 12 / 16 a) b) Összesen 7 pont 5 pont 12 pont 2006. május 15

Fizika emelt szint Azonosító jel: 3. Egy 6,60·10-7 m hullámhosszon sugárzó vörös és egy 4,40·10-7 m hullámhosszon sugárzó kék fényforrást időegység alatt elhagyó fotonok száma azonos. a) Hogyan aránylik egymáshoz a két fényforrás teljesítménye? b) Hány foton hagyja el a vörös fényforrást másodpercenként, ha teljesítménye 0,3 W? (A Planck-állandó értéke 6,63·10-34 Js; a fény sebessége levegőben 3·108 m/s; a teljesítményen a fénykibocsátás teljesítményét értjük.) írásbeli vizsga 0612 13 / 16 a) b) Összesen 7 pont 4 pont 11 pont 2006. május 15 Azonosító jel: Fizika emelt szint A mellékelt ábra adott mennyiségű nitrogéngáz izotermáit, és a gáz tényleges állapotváltozását (AB) mutatja nyomás-térfogat grafikonon. 150 140 130 A 120 p (kPa) 4. 110 100 a) Határozza meg a gáz tömegét! 350 K 90 b) Határozza meg a gáz hőmérsékletét a B állapot80 310 K B 70 ban! 270 K 60 c) Határozza

meg a gáz belső energiájának meg50 változását az (AB) állapotváltozás során! 0,02 0,025 0,03 0,035 d) Határozza meg a gáz által az (AB) folyamatban V (m ) végzett munka közelítő értékét, azzal a feltételezéssel, hogy a nyomás-térfogat grafikonon a gáz állapotváltozása egyenes szakasszal közelíthető! e) Hasonlítsa össze a számolt munkát és a belsőenergia-változást, és ezt felhasználva következtessen az állapotváltozás jellegére! 3 (Az A állapotban a gáz állapothatározói: V1 = 22 dm3; p1 = 132,2 kPa, T1 = 350 K; a B állapotban pedig: V2 =32 dm3; p2 =78,2 kPa. A nitrogéngáz fajhője állandó térfogaton, illetve nyomáson: cv = 741 J/kg·K; cP =1038 J/kg·K; moltömege M = 28 g/mol; a gázállandó R = 8,31 J/mol·K.) írásbeli vizsga 0612 a) b) c) d) e) Összesen 2 pont 2 pont 3 pont 3 pont 4 pont 14 pont 14 / 16 2006. május 15 Fizika emelt szint írásbeli vizsga 0612 Azonosító jel: 15 / 16 2006. május

15 Azonosító jel: Fizika emelt szint maximális pontszám I. Feleletválasztós kérdéssor II. Esszé: tartalom II. Esszé: kifejtés módja III. Összetett feladatok ÖSSZESEN elért pontszám 30 18 5 47 100 javító tanár elért pontszám programba beírt pontszám I. Feleletválasztós kérdéssor II. Esszé: tartalom II. Esszé: kifejtés módja III. Összetett feladatok javító tanár írásbeli vizsga 0612 jegyző 16 / 16 2006. május 15 ÉRETTSÉGI VIZSGA 2006. május 15 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 0612 FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ OKTATÁSI MINISZTÉRIUM Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató A dolgozatokat az útmutató utasításai szerint, jól követhetően kell javítani és értékelni. A javítást piros (második javítás esetén zöld) 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 azt 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 0612 2 / 15 2006. május 15 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató ELSŐ RÉSZ 1. C 2. A 3. B 4. A 5. A 6. B 7. A 8. B 9. B 10. B 11. D 12. A 13. A 14. B 15. B Helyes válaszonként 2 pont Összesen írásbeli vizsga 0612 30 pont 3 / 15 2006. május 15 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató MÁSODIK RÉSZ Mindhárom témában minden pontszám bontható. 1. téma a) Szilárd anyagok lineáris és térfogati hőtágulásának bemutatása. A jelenség leírása: 1+1 pont A tágulás mértéke egyenesen arányos a hőmérsékletváltozással. A legfontosabb jellemzők ( Δt , α , β , l 0 és V0 ) értelmezése. Δl és ΔV

kiszámítására vonatkozó összefüggések megadása: 1 pont 1+1 pont 1+1 pont (Anyagszerkezeti magyarázat nem szükséges. Amennyiben a jelölt később, a konkrét példák elemzése során adja meg az a) részhez tartozó válaszokat, a pontszám akkor is megadható.) b) Folyadékok térfogati hőtágulásának leírása. 2 pont (A jelenség leírása, a legfontosabb jellemzők és a közöttük lévő kapcsolat megadása.) c) Három példa elemzése: 2+2+2 pont Példák: higanyos hőmérő, villanyvezetékek belógása, bimetall kapcsoló, teflon edény, vasbeton, fogzománc, kültéri burkolatok, hidak, stb. (A két pont akkor adható meg, ha a jelenség említésén túl (1 pont) a vizsgázó arra is kitér, milyen módon nyilvánul meg a konkrét helyzetben hőtágulás, s hogyan kerülik el kellemetlen következményeit, vagy hasznosítják előnyeit.) d) A víz rendellenes hőtágulásának ismertetése 3 pont Összesen 18 pont 2. téma (Teljes értékű megoldásnak

tekinthető a feladat jelenségszintű elemzése, s ha ez pontos, a c = λ ⋅ f összefüggés felírása és használata nem kötelező!) a) A húron kialakuló állóhullámok jellemzése: A húr rögzítési pontjai csomópontok. 1 pont írásbeli vizsga 0612 4 / 15 2006. május 15 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató A húron további csomópontok lehetnek. 1 pont A csomópontok száma meghatározza az állóhullám hullámhosszát, s az adott vastagságú és feszítettségű húr esetében a frekvenciáját. 2 pont (A megfelelő tartalmakat rajzzal is ki lehet fejezni. A vastagságra és feszítettségre itt még nem feltétlen kell hivatkozni.) b) A felharmonikusok és a hangszín kapcsolatának kifejtése. A felharmonikusok fogalmának ismertetése: 2 pont (Elég megállapítani, hogy a felharmonikusok frekvenciája az alaphang frekvenciájának egész számú többszöröse. Levezetés, a csomópontok számával való kapcsolat igazolása nem

szükséges.) A felharmonikus összetétel befolyásolja a hangszínt. 2 pont c) A hangerősség és a hangmagasság értelmezése: A hangerősség nagyobb, ha a húr nagyobb maximális amplitúdóval rezeg. 2 pont A hangmagasság a frekvenciával függ össze, a nagyobb frekvencia magasabb hangot jelent. 2 pont d) A hangmagasság változtatásának lehetőségei (a feszítettség, illetve a hossz változtatása): Ha a húrt megfeszítjük, a keletkezett hang frekvenciája nagyobb lesz, tehát magasabb hangot hallunk. (A hullám terjedési sebességének változására való utalás nem kötelező.) 2 pont A húrt lefogva a hullámhosszat csökkentjük, ekkor a frekvencia s így a hangmagasság nő. 2 pont (A hullámhossz és a húrhossz pontos kapcsolatát nem kötelező megadni.) e) A gitár testének mint rezonátor-doboznak a szerepe a végső hangszín kialakításában: 2 pont Az akusztikus gitár üreges teste felerősíti a hangot. Összesen 18 pont 3. téma a) Az

izzókatódos katódsugárcső felépítése: 2 pont (bontható) írásbeli vizsga 0612 5 / 15 2006. május 15 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató (A legfontosabb összetevők: izzó katód [1], anód [2], feszültségforrás [3], elektronnyaláb [4], vákuumcső [5], fluoreszkáló bevonat [6]. A rajzon is bejelölhetők) b) A katódsugárcső működése 3 pont Elektronkilépés az izzó katódból, elektromos mezőben gyorsuló elektronok, becsapódás a fluoreszkáló anyagba, fénykibocsátás. c) Egy módszer ismertetése az elektron fajlagos töltésének mérésére: (Bármely helyes módszert fogadjunk el, például mágneses eltérítés, elektromos eltérítés vagy Thomson-féle parabolamódszer.) Eljárás leírása: 3 pont Pl. a mágneses eltérítés esetén: A katódsugárcsőben az elektromos mezőben felgyorsult elektronokat sebességükre merőleges irányú homogén mágneses mezőbe vezetjük, és mérjük az U

gyorsítófeszültséget, a B mágneses indukciót és az elektron körpályájának R sugarát. A mérendő mennyiségek felsorolása és a közöttük lévő összefüggések megadása: 4 pont Mágneses eltérítés esetén: Az elektromos mezőben gyorsuló elektronra felírt munkatétel: 1 2 mv = qU 2 (2 pont) A sebességre merőleges homogén mágneses mezőben körpályán mozgó elektronok mozgásegyenlete: v2 m = qvB R (2 pont) A fajlagos töltés megadása: 1 pont Mágneses eltérítés esetén: A két egyenletből az elektron sebessége kiküszöbölhető, a fajlagos töltésre q 2U = 2 2 adódik, ami az ismert mennyiségek alapján meghatározható. m R B d) A Millikan-kísérlet lényegének ismertetése: 5 pont A válaszadás során az alábbi fogalmaknak kell szerepelnie a leírásban: töltött olajcsepp, elektromos és gravitációs térben fellépő erők, egyensúly. Összesen írásbeli vizsga 0612 18 pont 6 / 15 2006. május 15 Fizika emelt szint

Javítási-értékelési útmutató A kifejtés módjának értékelése mindhárom témára vonatkozólag a vizsgaleírás alapján: 0-1-2 pont Nyelvhelyesség: • A kifejtés szabatos, érthető, jól szerkesztett mondatokat tartalmaz; a szakkifejezésekben, nevekben, jelölésekben nincsenek helyesírási hibák. • 0-1-2-3 pont A szöveg egésze: • Az egész ismertetés szerves, egységes egészet alkot; az egyes szövegrészek, résztémák összefüggenek egymással egy világos, követhe• tő 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 0612 7 / 15 2006. május 15 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató HARMADIK RÉSZ 1. feladat R3 Adatok: R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω, P1B = 2P1A. Az egyes esetekre az A és a B indexek utalnak. R2 R1 R1

R2 IB IA U U Az (A) eset eredő ellenállásának meghatározása: ReA = R1 + R2 = 30 Ω 1 pont A (B) eset eredő ellenállásának meghatározása a feltétel alapján: P 2 = 1B P1 A 1 pont R1 I B2 I B2 = R1 I A2 I A2 1 pont 2 ⎛ U ⎞ ⎜ ⎟ 2 2 ReA I B ⎜⎝ ReB ⎟⎠ 2= 2 = = 2 I A ⎛ U ⎞ 2 ReB ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ ReA ⎠ 1 pont ReB = ReA 2 = 30 Ω 2 = 21,21 Ω 1 pont A (B) eset eredő ellenállásának felírása a kapcsolás alapján: ReB = R1 + R23 1 pont R23-ra: 1 1 1 = + R23 R2 R3 1 pont Az R23 meghatározása: 1 pont írásbeli vizsga 0612 8 / 15 2006. május 15 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató R23 = ReB − R1 = 21,21 Ω − 10 Ω = 11,21 Ω Az R3 meghatározása. 1 1 1 = + R23 R2 R3 alapján: R3 = R23 R2 11,21 Ω ⋅ 20 Ω = R2 − R23 20 Ω − 11,21 Ω 1 pont R3 = 25,5 Ω 1 pont Összesen írásbeli vizsga 0612 10 pont 9 / 15 2006. május 15 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 2.

feladat Adatok: a = 40 cm, b = 100 cm, m = 30 dkg = 0,3 kg. K Ky α a) Helyes ábra készítése, a lemezre ható erők berajzolásával: b/2 Kx a 3 pont F b mg (bontható) (Amennyiben a rajz tartalmával megegyező gondolatmenet azonosítható a megoldás bármely részében, a 3 pont megadható.) Annak megállapítása, hogy az egyensúly miatt a lemezre ható erők forgatónyomatékainak előjeles összege zérus. 1 pont (Ha helyes egyenleteket ír fel később, a pont megadható.) A forgatónyomatéki feltétel alkalmazása a szögre mint forgástengelyre vonatkoztatva: 1 pont Fa − mg b =0 2 Az F erő meghatározása: F= b 100 cm m mg = ⋅ 0,3 kg ⋅ 10 2 2a 2 ⋅ 40 cm s 1pont F = 3,75 N 1 pont b) Annak megállapítása, hogy az egyensúly miatt a lemezre ható erők vektorösszege zérus: 1 pont (Ha helyes egyenleteket ír fel később, a pont megadható.) Az erőkre vonatkozó feltétel alkalmazása, a szög által a lemezre kifejtett erő (K) nagyságának

és irányának meghatározása: K x = F = 3,75 N 1 pont K y = mg = 3 N 1 pont K = K x2 + K y2 = 4,80 N írásbeli vizsga 0612 10 / 15 2006. május 15 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 1 pont tgα = Ky Kx = 0,8 ⇒ α = 38,66 0 1 pont r r r (A K nagyságának és irányának meghatározása történhet a K = −(mg + F ) egyenlet vektorábrájának elemzése alapján is. Felhasználható a megoldáshoz az is, hogy a forgatónyomatéki feltétel csak úgy teljesülhet, ha K hatásvonala átmegy az mg és az F hatásvonalainak metszéspontján.) Összesen írásbeli vizsga 0612 12 pont 11 / 15 2006. május 15 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 3. feladat Adatok: a) λv = 6,60·10-7 m, λk = 4,40·10-7m, Nv = Nk = N, b) t = 1 s, Pv = 0,3 W, h = 6,63·10-34 Js, c =3·108 m/s. a) A fényforrások által t idő alatt kisugárzott energia (E) felírása a kibocsátott fotonok számának (N) és a fotonok jellemzőinek

segítségével: Egy foton energiája: ε = hf f = c . λ E = Nε 3 pont (bontható) A fényforrások teljesítményarányának meghatározása: P= E hc N = t λ t 1 pont hc N Pk λ k t = hc N Pv λv t Pk λv = Pv λ k 2 pont (bontható) Pk λv 6,60 ⋅ 10 −7 m 3 = = = = 1,5 Pv λ k 4,40 ⋅ 10 −7 m 2 1 pont b) A vörös fényforrás egy fotonjához tartozó energiájának meghatározása: 1 pont ε v = hf v = h c λv = 6,63 ⋅ 10 −34 J ⋅ 3 ⋅ 10 8 m s −7 6,60 ⋅ 10 m = 3,01 ⋅ 10 −19 J A vörös fényforrás által t = 1 s által kisugárzott összes fényenergia meghatározása: 1 pont E v = Pv t = 0,3 J írásbeli vizsga 0612 12 / 15 2006. május 15 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató Az 1 s alatt kibocsátott fotonok számának meghatározása: Nv = Ev εv 1 pont Ev εv = 0,3 J = 9,97 ⋅ 1017 ≈ 1018 −19 3,01 ⋅ 10 J 1 pont Összesen írásbeli vizsga 0612 11 pont 13 / 15 2006. május 15 Fizika

emelt szint Javítási-értékelési útmutató 4. feladat Adatok: V1 = 22 dm3, p1 = 132,2 kPa, T1 = 350 K, V2 =32 dm3, p2 =78,2 kPa, cV = 741 J/kg·K, cP =1038 J/kg·K, M = 28 g/mol, R = 8,31 J/mol·K. a) A N2-gáz tömegének meghatározása az állapotegyenletből: p1V1 = m RT1 M 1 pont pV M m= 1 1 = RT1 132,2 ⋅ 10 3 Pa ⋅ 22 ⋅ 10 −3 m 3 ⋅ 0,028 8,31 J ⋅ 350 K mol ⋅ K kg mol = 0,0280 kg = 28 gramm 1 pont b) A gáz B állapotbeli T2 hőmérsékletének meghatározása az egyesített gáztörvényből vagy az állapotegyenletből: p1V1 p 2V2 = T1 T2 1 pont T2 = p 2V2 78,2 kPa ⋅ 32 dm 3 T1 = ⋅ 350 K = 301 K p1V1 132,2 kPa ⋅ 22 dm 3 1 pont c) A gáz energiaváltozásának meghatározása a hőmérsékletváltozásból: ΔE = cv m(T2 − T1 ) vagy ΔE = f f NkΔT = ( p 2V2 − p1V1 ) , ahol f = 5 2 2 2 pont ΔE = 741 J ⋅ 0,028 kg ⋅ (301 K − 350 K) = −1017 J kg ⋅ K 1 pont (Ha a jelölt előjelhibát vét a belső energia változásának

megállapításánál, a c) rész pontszámából 1 pont levonandó.) d) A kitáguló gáz munkájának közelítő meghatározása: W gáz = p1 + p 2 (V2 − V1 ) 2 2 pont írásbeli vizsga 0612 14 / 15 2006. május 15 Fizika emelt szint W gáz = Javítási-értékelési útmutató 132,2 ⋅ 10 3 Pa + 78,2 ⋅ 10 3 Pa ⋅ (32 ⋅ 10 −3 m 3 − 22 ⋅ 10 −3 m 3 ) = 1052 J 2 1 pont (Ha a jelölt előjelhibát vét a gáz munkájának megállapításánál, a d) rész pontszámából 1 pont levonandó.) e) A számolt munka és az energiaváltozás arányának összehasonlítása: W gáz ΔE = 1052 J = −1,03 vagy ΔE ≈ −W gáz − 1017 J 1 pont ΔE ≈ W gázon 1 pont Következtetés a folyamat termodinamikai jellegére: Mivel ΔE ≈ W gázon , ezért a termodinamika első főtétele alapján a folyamatban Q ≈ 0 , tehát jó közelítéssel adiabatikus állapotváltozásról van szó. 2 pont (bontható) Ha a jelölt számolás nélkül, pusztán a

grafikon alapján jelenti ki, hogy a folyamat adiabatikus, az e) részre 1 pont adható. Összesen írásbeli vizsga 0612 14 pont 15 / 15 2006. május 15