Fizika | Középiskola » Fizika emelt szintű érettségi mintafeladatsor megoldással

Fizika Emelt szintű írásbeli mintafeladatsor A feladatlap megoldásához 240 perc áll rendelkezésére. Olvassa el figyelmesen a feladatok előtti utasításokat és gondosan ossza be idejét! Használható segédeszközök: zsebszámológép, függvénytáblázat. I. RÉSZ Az alábbi kérdésekre adott válaszok közül minden esetben pontosan egy a helyes. Karikázza be a helyesnek tartott válasz betűjelét! Ha szükségesnek tartja, kisebb számításokat, rajzokat készíthet a feladatlapon. 1. Egy pilóta repülőgépével az ábrán látható módon függőleges síkú körpályán repül Mekkora a sebessége a pálya tetőpontján, ha sem az ülés, sem az öv nem fejt ki rá erőt? RR A 0,5gR B gR C 2gR D 2 gR 2. Kepler II törvénye szerint a Föld, mikor a Naptól távolabb van, lassabban kering a pályáján Hová lesz a mozgási energia csökkenése miatt felszabaduló energiamennyiség? A A Föld hő formájában kisugározza a világűrbe. B Megnő a Föld

helyzeti energiája. C Erősebb lesz a földmágnesség. D A Föld egy kissé felmelegszik. 1 3. Az ábrán látható kiskocsik közé helyezett rugót a kiskocsikkal összenyomjuk, majd elengedjük őket. Az m1 tömegű kocsi az elengedés után a talajhoz képest 3 m/s sebességgel mozog Mekkora az m2 tömegű kocsi sebessége? m1 = 4 kg m2 = 6 kg A − 4,5 m/s B − 2 m/s C 2 m/s D Csak a rugó által kifejtett erő ismeretében számítható ki. 4. Két végén rögzített, 1 m hosszú húrt 200 Hz-es transzverzális rezgésben tartunk A transzverzális hullámok terjedési sebessége a húron 100 m/s. Hány csomópont alakul ki (a rögzített végeken kívül)? A 1 B 2 C 3 D Nem alakul ki állóhullám. 5. A Földhöz képest 104 m/s sebességgel mozgó részecske szembe halad egy fotonnal Mekkora a foton sebessége hozzá képest? A - 104 m/s B 3∙10 8 – 10 4 m/s C 3∙10 8 m/s D 3∙10 8 + 10 4 m/s 6. Az ábrán látható A folyamatban a gázon végzett munka −200

J, a gázzal közölt hő 800 J A B folyamatban a gázon végzett munka −150 J. A C folyamatban a gáz lead 700 J hőt Mekkora a felvett hő a B folyamatban? Mekkora a gázon végzett munka a C folyamatban? p A B C V A B C D QB = 750 J; WC = 100 J QB = −750 J; WC = 100 J QB = −750 J; WC = −100 J QB = 750 J; WC = –100 J 2 7. Ha két egyenlő tömegű vas- és ólomdarabot egyforma munkabefektetéssel kalapálunk, az ólom jobban felmelegszik, mint a vas. Miért? A B C D Mert magasabb az olvadáspontja, mint a vasé. Mert alacsonyabb az olvadáspontja, mint a vasé. Mert nagyobb a fajhője, mint a vasé. Mert kisebb a fajhője, mint a vasé. 8. Adott mennyiségű normálállapotú gáz hőmérsékletét kétféleképpen változtatják meg: izobár, ill izochor módon. A hőmérséklet-növekedés mindkét esetben ugyanakkora Melyik folyamatban nagyobb a gáz belső energiájának változása? A B C D Az izobár folyamatban. Az izochor folyamatban. Mindkét folyamatban

ugyanakkora. Nem dönthető el. 9. A visszafelé lejátszott filmek sokszor azért mulatságosak, mert a látott folyamatok sohasem játszódnak le a valóságban (pl. az összetört pohár darabjai nem állnak össze egésszé) Melyik általános törvény fogalmazza meg a folyamatoknak ezt a fontos jellemzőjét? A B C D Az energiamegmaradás törvénye. A tömegmegmaradás törvénye. A hőtan II. főtétele A tömeg és az energia ekvivalenciája. 10. Az ábrán látható áramkörben a nyíl irányába mozdítjuk el a változtatható ellenállás érintkezőjét Hogyan változik az izzólámpa fényereje? I A R A B C D Csökken, mert P = I2R alapján a teljesítmény csökken. Csökken, mert P = I2R alapján a teljesítmény nő. Nő, mert P = I2R alapján a teljesítmény csökken. Nő, mert P = I2R alapján a teljesítmény nő. 3 11. Mekkora az ábra szerinti feszültség effektív értéke? U 5V t - 5V A 2,5 V B 5 2 V C 5V D 5 2 V 12. Az ábrán látható

áramkörben a kapcsoló ki- és bekapcsolásakor a Glimm-lámpa felvillan, a kapcsoló zárt állásában csak az izzó világít. Mi lehet az ismeretlen elem a kapcsolásban? A Glimm-lámpa gyújtási feszültsége kb. 70 V 4,5 V A B C D Ismeretlen elem Glimmlámpa Kapcsoló Egy nagy értékű ohmos ellenállás. Egy kis értékű ohmos ellenállás. Kondenzátor. Tekercs. 13. A következő állítások közül melyik hamis? A A röntgensugarak katódsugárzás alkalmával a katódsugárcső katódjáról indulnak ki. B A röntgensugárzás elektromágneses hullám. C A röntgensugarak sem elektromos, sem mágneses mezőben nem térülnek el. D A röntgensugarak elhajlását kristályráccsal lehet kimutatni. 4 14. Két vékony gyűjtőlencse fókusztávolsága egyenlő, f = 5 cm, tengelyük közös, egymástól való távolságuk is f. Melyik állítás igaz az egyik lencsétől 15 cm-re lévő tárgyról a lencserendszer által alkotott képre? A B C D Kicsinyített,

fordított. Kicsinyített, egyenes. Nagyított, fordított. Nagyított, egyenes. 15. Egy palack 100 éves bort mint ritkaságot elárvereznek A vásárló 1000 dollárt fizet érte, majd utána megméri az aktivitását és azt 24 Bq/m3-nek, azaz az esővízéhez képest 256-od annyinak találja. (Az esővízben lévő trícium felezési ideje 12,3 év) Megérte-e a bor az árát? A B C D A fenti adatokból a bor kora nem állapítható meg. A bor kevesebb, mint 90 éves. A bor valóban kb. 100 éves A bort már több, mint 110 éve palackozták. 16. A fémezüstből az elektron kilépési munkája 0,757 aJ Az elektromágneses spektrum melyik tartományába esik az a (nem feltétlenül látható) fény, amelynek hatására az elektronok még éppen kilépnek az ezüst felületéről? A A vörös fényhez közeli infravörös sugárzás. B Vörös fény. C Kék fény. D Ibolyántúli fény. 17. Egy elem atomjának elektronburkát a következőképpen írhatjuk le: 1s 2 2s 2 X Ha az

Xszel jelölt elektront is beírjuk, mi lesz a helyes leírás? A B C D 1s 2 2s 3 1s 2 2s 2 3s 1 1s 2 2s 2 2p 1 Csak akkor állapítható meg, ha tudjuk, hogy milyen atomról van szó. 18. Rutherford atommodellje szerint az atomban az elektronok a kis térrészben koncentrálódó atommag körül keringenek. Mi volt ennek a modellnek a hiányossága? A Nem magyarázta meg, miért semleges az atom. B Az atommag körül mozgó, azaz gyorsuló elektronoknak állandóan elektromágneses hullámokat kellene kibocsátaniuk, ez azonban nincs így. C Nem magyarázta meg, hogy Rutherford szórási kísérletében miért hatol át a vékony fémfólián azα -sugárzás nagy része. D Nem adott magyarázatot az atomok különbözőségére. 19. A felsorolt jelenségek közül melyik támasztja alá az Ősrobbanás-elméletet? 5 A B C D A csillagokban zajló fúziós folyamatok. A szupernóva-robbanások. Az Univerzum tágulása. A fekete lyukak létezése. 20. Az alábbi

megállapítások közül melyik a helyes állítás? A A nem gyorsuló űrhajó szükségképpen a súlytalanság állapotában van. B A tömeg és a súly lényegében azonos fogalmak, csak a súly közelítőleg tízszerese a tömegnek. C A gravitációs állandó értéke a Marson tizedrésze a Cavendish által a Földön mért értéknek, mert a Mars tömege a Föld tömegének tizedrésze. D A súlytalanság állapotában lévő űrhajóban nem lehet higanyos barométerrel nyomást mérni. 6 II. 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 két oldalra írhatja. 1. téma Rövid történeti áttekintés keretében ismertesse a

geo- és heliocentrikus modellt! Ismertesse részletesen a bolygómozgás kinematikai és dinamikai törvényeit! Hogyan hozható összefüggésbe az elmondottakkal az alábbi táblázat? Megállapításait számítással is támassza alá! Néhány Föld körül keringő műhold adatai A Földtől mért távolság (km) Pályamenti sebesség (km/h) 160 27950 800 26650 16000 15050 35880 11070 2. téma Elemezze az olvadás, fagyás, párolgás, lecsapódás, forrás jelenségét, eközben térjen ki az ezeket befolyásoló tényezők vizsgálatára is! Az olvadás és a fagyás kapcsán hasonlítsa össze a kristályos és az amorf anyagok viselkedését! A folyadék-gáz fázisátalakulás kifejtéséhez elemezze a mellékelt fázisdiagram megfelelő tartományát! 3. téma Ismertesse a kvantummechanikai atommodell kialakulásához vezető út legfontosabb állomásait! (A mag szerkezetére, felépítésére nem kell kitérnie.) Lehetőség szerint említse meg azt is, mik voltak az

egyes modellek hiányosságai, milyen kísérleti eredmények, tapasztalatok tették szükségessé módosításukat, új modell kialakítását! A kvantummechanikai atommodell legfontosabb jellemzőit egy legalább 5 rendszámú atom elektronbetöltési rendjének ismertetése során mutassa be! III. RÉSZ 7 Oldja meg az alábbi feladatokat! 1. Ugyanazt az amper- és voltmérőt egyszer az a), egyszer a b) kapcsolás szerint ugyanarra az elhanyagolható belső ellenállású telepre kapcsoljuk. A műszerek az ábrákon feltüntetett értékeket mutatják. Az ábrákon jelölt egyéb mennyiségek közül melyikeknek az értékét lehet megállapítani ezekből az adatokból? Mekkorák ezek az értékek? I2 2A A 20 µA A 2V I1 V 0,1 V U1 U2 V RA RV U R U a) b) (10 pont) 2. Hogyan lehetne megvalósítani azt az egy egyenes mentén lezajló mozgást, amelynek sebesség−idő grafikonját az ábra mutatja? Ábrázolja a mozgás hely−idő és gyorsulás−idő

grafikonját! Mennyi a periódusideje ennek a mozgásnak? Mi különbözteti meg ezt a mozgást a harmonikus rezgőmozgástól? v (m/s) 10 1 2 t (s) 4 -10 (14 pont) 3. Hőszigetelt, vízszintes hengerben 10 liter 27 °C-os oxigén van súrlódásmentes dugattyúval elzárva 105 Pa nyomáson. A henger belsejében lévő 5000 Ω-os ellenállást 3 percig 220 V-ra kapcsoljuk. a) Mekkora lesz a gáz térfogata a melegítés után? b) Mennyit változott a gáz belső energiája? (16 pont) 8 4. Egy átlátszó műanyag törésmutatója vörös fényre 1,58, kék fényre pedig 1,62 A belőle készült lencse fókusztávolsága vörös fényre 31 cm. A lencse fókusztávolsága és törésmutatója közötti 1 kapcsolatot az = (n − 1)L összefüggés írja le, ahol L egy, csak a lencse alakjától függő állandó. f a) Mekkora a fókusztávolsága kék fényre? b) Szerkessze meg a Napnak ezzel a lencsével előállított képét! (15 pont) 9 Fizika Értékelési útmutató

az emelt szintű írásbeli mintafeladatsorhoz I. rész 1. B 11. C 2. B 12. D 3. B 13. A 4. C 14. A 5. C 15. C 6. A 16. D 7. D 17. C 8. C 18. B 9. C 19. C 10. A 20. D Helyes válaszonként 1 pont, összesen 20 pont. II. rész Ha az útmutató nem jelöli, akkor a megadott részpontszámok tovább nem bonthatók. A pontok akkor is megadhatók, ha az ehhez szükséges tényeket, összefüggéseket az útmutatótól eltérő elrendezésben fejti ki a vizsgázó. 1. téma A geocentrikus modell ismertetése a) a középpont a Föld b) körülötte keringenek az égitestek c) a modellt már az ókorban kidolgozták A heliocentrikus modell ismertetése d) a középpont a Nap e) körülötte keringenek a bolygók f) Kopernikusz említése g) időbeli elhelyezés (XVI-XVII. sz, középkor vége) A bolygómozgás törvényei h) i), j) Kepler három törvényének megfogalmazása (akár matematikai, akár szöveges alakban elfogadható) k) a bolygók mozgását a tömegvonzási

törvény szabja meg l) a törvényt Newton állapította meg m) a törvény matematikai alakjának megadása A táblázat adatainak elemzése n) annak megállapítása, hogy a Kepler-törvények a mesterséges égitestekre is érvényesek o) ennek igazolása számítással az adatok alapján (ha az igazolás a centripetális erő = tömegvonzási erő alapján történik, a 3 pont akkor is megadható, ha csak egy műholdra vonatkozó adatsor alapján számol a tanuló, ha a Kepler-törvényt használja, akkor elég két műhold adatainak összehasonlítása) p) bármilyen egyéb, a témához tartozó tény, megállapítás Összesen 1 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 2 pont 3 pont 1 + 1 pont 20 pont 2. téma a) olvadás-fagyás (meghatározás, jellemző mennyiségek, energetikai viszonyok) b) befolyásoló tényezők (nyomás, anyagi minőség) c) kristályos és amorf anyagok összehasonlítása d)

párolgás-lecsapódás (meghatározás, jellemző mennyiségek, energetikai viszonyok) e) befolyásoló tényezők (felületen és nyomáson túl hőmérséklet, anyagi minőség) f) forrás (meghatározás, jellemző mennyiségek, energetikai viszonyok) g) befolyásoló tényezők (nyomás, anyagi minőség) h) kritikus állapot ismertetése, értelmezése Összesen 3. téma a) Rutherford szórási kísérletének leírása b) Következtetés: kis atommag, körülötte keringenek az elektronok c) Hibája: stabil szerkezet, az elektronok nem sugároznak d) Bohr-posztulátumok (meghatározott sugarú pályák, sugarak közötti összefüggés, energialeadás és –felvétel feltétele) e) Az elektron hullámtermészetének alátámasztása f) Különböző állapotok („pályák”) leírása a választott atomban (s, p) g) Fő- és mellékvantumszám jelentése h) Pauli-elv i) Bármilyen más, a témához tartozó, az előbbiekben fel nem sorolt tény, megállapítás (pl.

Thomson-modell, a Bohr-modell hibái, határozatlansági reláció, többi kvantumszám stb.) Összesen 3 pont (bontható) 1+1 pont 2 pont 3 pont (bontható) 1 + 1 pont 3 pont (bontható) 1+1 pont 3 pont (bontható) 20 pont 2 pont 1 pont 1 pont 4 pont (bontható) 2 pont 2 pont 1 + 2 pont 1 pont 1+1+1 + 1 pont 20 pont A kifejtés módjának pontozása mindhárom témára vonatkozólag Nyelvhelyesség Szabatos, érthető, jól szerkesztett mondatok; a szakkifejezések pontos használata; a szakkifejezésekben nincsenek durva helyesírási hibák 2 pont (bontható) A szöveg egésze A mondatok egymásutánja logikus; az egész ismertetés szerves, egységes egészet alkot, az egyes szövegrészek, résztémák összefüggenek egymással egy világos, követhető gondolatmenet alapján Összesen 3 pont (bontható) 2 5 pont III. rész Ha az útmutató külön nem jelöli, akkor a megadott részpontszámok tovább nem bonthatók. Egy részlépésben elkövetett hibáért a

következő lépésben nem kell pontot levonni, ha ennek hibáját csak az előző lépés hibája okozza. Az útmutatótól eltérő bármilyen más helyes megoldás is elfogadható azonos összpontszámértékben és lehetőleg arányos bontásban. 1. feladat a) Az a) ábrából a voltmérő ellenállása: 2 pont U1 = 10 5 Ω I1 b) A b) ábrából az ampermérő ellenállása: 2 pont RV = U2 = 0,05Ω I2 c) Az a) ábrából a telep feszültsége (az ampermérő ellenállása elhanyagolható a voltmérőéhez képest): 3 pont RA = U = RV I 1 = 2V d) A b) ábrából az R ellenállás értéke (a voltmérőn átfolyó áram elhanyagolható): 3 pont U R= − R A = 0,95Ω I2 Összesen: 10 pont 2. feladat a) A mozgás létrehozható egy leejtett testtel, amely egy vízszintes felülettel tökéletesen rugalmasan ütközik: 3 pont (Ha a „tökéletesen rugalmas” megjelölés nem szerepel, akkor 2 pont adható. Konkrét példa is elfogadható.) b) A felületre érkezés

sebességéből az ejtés magassága 5 m: 1 pont (Akkor is megadható, ha az érték csak a grafikonon szerepel) c) Hely-idő grafikon és gyorsulás-idő grafikon: 3 + 3 pont (Ha a gyorsulás-grafikonon a „lyukak” nem szerepelnek, akkor 2 pont adható. Ha a mértékegységek nincsenek feltüntetve a tengelyeken, akkor 2 pont adható.) x (m) a (m/s2) 5 10 1 3 1 t (s) 3 2 3 t (s) d) T = 2 s: 1 pont e) A hely-idő függvény nem harmonikus (szinuszos v. koszinuszos) függvénye az időnek, hanem négyzetes (a megfelelő állítás elfogadható a sebességről, ill. a gyorsulásról is): 2 pont Összesen: 13 pont 3. feladat a) A gázzal közölt hő: Q= U2 (220V ) 2 180 s = 1742 J t= R 5000Ω 3 pont b) A folyamat állandó nyomáson ment végbe. 1 pont A térfogatváltozás kiszámítása az állapotegyenletből és az állandó nyomáson felvett hőből (cp a függvénytáblázatból megállapítható): m ∆T = Q/cp ∆V = ebből m ∆T = p ∆V M/R, ∆V = azaz

az új térfogat QR = 0,00494m 3 c p pM V ≈ 15 l (bontható más gondolatmenet esetén is a következőképpen: szükséges állandók felírása: 1 pont szükséges összefüggések felírása: 4 pont keresett érték kifejezése: 2 pont új térfogat értéke: 1 pont) c) A belső energia megváltozása: ∆Eb=Q + W ; ahol W = - p ∆V = - 498 J , ∆Eb = 1742 J - 498 J = 1244 J Összesen 8 pont 2 pont 2 pont 1 pont 17 pont 4 4. feladat a) Az összefüggés felírása a két különböző esetre: 2 pont 1 = (nv − 1)L fv 1 = (nk − 1)L fk 2+2 pont (Behelyettesítve is elfogadható, ill. az összefüggés szokásos alakjában is) b) A két összefüggésből: f k nv − 1 = fv nk − 1 n −1 fk = fv v = 0,29m nk − 1 4 pont (bontható) c) A képalkotás megszerkesztése: 3 pont (Ha az ábrából egyértelműen kiderül, hogy a Napból érkező fénysugarak párhuzamosak és legalább két színre a megfelelő fókuszpontban van a kép, akkor a 3 pont kísérő szöveg

nélkül is megadható. Ha csak egy kép szerepel, akkor 1 pont adható) d) Ha az ábrából egyértelműen kiderül vagy a vizsgázó megfogalmazza, hogy a többi szín által alkotott kép is megjelenik a „vörös” és „kék kép” között: 4 pont (bontható) (Ehelyett annak leírása vagy ábrázolása is elfogadható, hogy valamelyik színhez tartozó fókuszpontba tett ernyőn a megfelelő színű éles kép körül a többi szín által alkotott életlen kép is megjelenik.) Összesen 15 pont 5