FIZIKA FELADATLAP Megoldási útmutató

Hasonló dokumentumok
Értékelési útmutató az emelt szint írásbeli feladatsorhoz

Gyakorlat 30B-14. a F L = e E + ( e)v B képlet, a gravitációs erőt a (2.1) G = m e g (2.2)

Értékelési útmutató az emelt szint írásbeli feladatsorhoz I.

FIZIKA II. Dr. Rácz Ervin. egyetemi docens

Osztályozó vizsga anyagok. Fizika

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika 2. ZH, december 05. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

ELTE TTK Hallgatói Alapítvány FELVÉTELIZŐK NAPJA április 22.

Képlet levezetése :F=m a = m Δv/Δt = ΔI/Δt

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

Kirchhoff 2. törvénye (huroktörvény) szerint az áramkörben levő elektromotoros erők. E i = U j (3.1)

FIZIKA KÖZÉPSZINTŐ SZÓBELI FIZIKA ÉRETTSÉGI TÉTELEK Premontrei Szent Norbert Gimnázium, Gödöllı, május-június

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

azonos sikban fekszik. A vezetőhurok ellenállása 2 Ω. Számítsuk ki a hurok teljes 4.1. ábra ábra

FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

FIZIKA. Sugárzunk az elégedettségtől! (Atomfizika) Dr. Seres István

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Pótlap nem használható!

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

1. feladat R 1 = 2 W R 2 = 3 W R 3 = 5 W R t1 = 10 W R t2 = 20 W U 1 =200 V U 2 =150 V. Megoldás. R t1 R 3 R 1. R t2 R 2

FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

EGYFÁZISÚ VÁLTAKOZÓ ÁRAM

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

KÖRMOZGÁS, REZGŐMOZGÁS, FORGÓMOZGÁS

Elektrosztatika Mekkora két egyenlő nagyságú töltés taszítja egymást 10 m távolságból 100 N nagyságú erővel? megoldás

ELEMI RÉSZECSKÉK ATOMMODELLEK

Dinamika. A dinamika feladata a test(ek) gyorsulását okozó erők matematikai leírása.

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

FIZIKA II. Az áram és a mágneses tér kapcsolata

FIZIKA II. Az áram és a mágneses tér kapcsolata

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

FIZIKA ZÁRÓVIZSGA 2015

Tömegvonzás, bolygómozgás

= Φ B(t = t) Φ B (t = 0) t

Thomson-modell (puding-modell)

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Elektrotechnika. Ballagi Áron

Újpesti Bródy Imre Gimnázium és Ál tal án os Isk ola

3.1. ábra ábra

1. fejezet. Gyakorlat C-41

Atommodellek. Az atom szerkezete. Atommodellek. Atommodellek. Atommodellek, A Rutherford-kísérlet. Atommodellek

Gyakorlat 34A-25. kapcsolunk. Mekkora a fűtőtest teljesítménye? I o = U o R = 156 V = 1, 56 A (3.1) ezekkel a pillanatnyi értékek:

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

-2σ. 1. A végtelen kiterjedésű +σ és 2σ felületi töltéssűrűségű síklapok terében az ábrának megfelelően egy dipól helyezkedik el.

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Összefoglaló kérdések fizikából I. Mechanika

Fizika példák a döntőben

Mechanika. Kinematika

Osztályozó, javító vizsga 9. évfolyam gimnázium. Írásbeli vizsgarész ELSŐ RÉSZ

1. SI mértékegységrendszer

28. Nagy László Fizikaverseny Szalézi Szent Ferenc Gimnázium, Kazincbarcika február 28. március osztály

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

A +Q töltés egy L hosszúságú egyenes szakasz mentén oszlik el egyenletesen (ld ábra ábra

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

a térerősség mindig az üreg falára merőleges, ezért a tér ott nem gömbszimmetrikus.

FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

1. ábra. 24B-19 feladat

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Sztehlo Gábor Evangélikus Óvoda, Általános Iskola és Gimnázium. Osztályozóvizsga témakörök 1. FÉLÉV. 9. osztály

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

1 kérdés. Személyes kezdőlap Villamos Gelencsér Géza Simonyi teszt május 13. szombat Teszt feladatok 2017 Előzetes megtekintés

Fizika összefoglaló kérdések (11. évfolyam)

Feladatlap X. osztály


A nagyobb tömegű Peti 1,5 m-re ült a forgástengelytől. Összesen: 9p

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória. J 0,063 kg kg + m 3

Periódikus mozgás, körmozgás, bolygók mozgása, Newton törvények

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

71. A lineáris és térfogati hőtágulási tényező közötti összefüggés:

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

8. AZ ATOMMAG FIZIKÁJA

Stern Gerlach kísérlet. Készítette: Kiss Éva

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

a) Valódi tekercs b) Kondenzátor c) Ohmos ellenállás d) RLC vegyes kapcsolása

Fizika 1 Elektrodinamika beugró/kis kérdések

Mit értünk a termikus neutronok fogalma alatt? Becsüljük meg a sebességüket 27 o C hőmérsékleten!

Mágneses alapjelenségek

FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Javítási útmutató Fizika felmérő 2015

A mechanikai alaptörvények ismerete

1. Milyen módszerrel ábrázolhatók a váltakozó mennyiségek, és melyiknek mi az előnye?

Elektromos alapjelenségek

. T É M A K Ö R Ö K É S K Í S É R L E T E K

Tételek Elektrotechnika és elektronika I tantárgy szóbeli részéhez 1 1. AZ ELEKTROSZTATIKA ALAPJAI AZ ELEKTROMOS TÖLTÉS FOGALMA 8 1.

Mágneses alapjelenségek

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Fizika minta feladatsor

Fizika II minimumkérdések. A zárójelben lévő értékeket nem kötelező memorizálni, azok csak tájékoztató jellegűek.

Fizika alapok. Az előadás témája

Elektromágnesség tesztek

Atomfizika. A hidrogén lámpa színképei. Elektronok H atom. Fényképlemez. emisszió H 2. gáz

Atommodellek. Ha nem tudod egy pincérnőnek elmagyarázni a fizikádat, az valószínűleg nem nagyon jó fizika. Rausch Péter kémia-környezettan tanár

Átírás:

1. C 2. A 3. X 4. B 5. C 6. D 7. D 8. C 9. D 10. B 11. D 12. C 13. A 14. C 15. C 16. D 17. C 18. C 19. C 20. B FIZIKA FELADATLAP Megoldási útmutató I. RÉSZ Összesen 1

1. téma II. RÉSZ Atommodellek: Thomson modell: a) az elektron felfedezése után, tömegspektográf segítségével b) kis térfogatban a negatív töltésű elektron c) a pozitív töltésű atommag egyenletesen tölti ki a térfogatot d) amit nem magyaráz: fémfólia alfa részecskékkel történő bombázásánál a visszaszórás jelensége Rutherford modell: e) Pozitív töltésű atommag is kis helyet foglal el az atomok közti távolsághoz képest f) A Coulomb erő tartja az elektront az atommag körül g) amit nem magyaráz: körmozgást végző elektron gyorsul, ezért sugároznia kell és folyamatosan energiát veszt h) diszkrét, meghatározott energiájú elektronállapotok vannak. Abszorpciós és emissziós színképekből. Bohr modell: i) Bohr-féle pályafeltétel bevezetése, a perdület a h/2π egész számú többszöröse j) Elektronnak megfelelő de Brogie hullámhossz egész számszor fér rá a pálya kerületére k) Energiaszintek leírása, színkép-vonalak. Balmer-formula magyarázata További pont adható: m) modellek keletkezésének időpontjáért (), más ide tarozó jelenség vagy kísérlet leírásáért () Összesen legfeljebb: 2. téma Erő definíció, statikus, dinamikus Kényszererő Szabad erő Tehetetlenségi erő Példák: Kényszererők (nyomóerő, kötélerő) Szabad erők (gravitációs, Coulomb, Lorentz, direkciós/rugalmas) Tehetetlenségi erők (gyorsuló koordináta rendszerek, centrifugális, Coriolis) Ezek kifejtéséért további pont adható Összesen legfeljebb: 3 pont 4 pont 3 pont Max. 8 pont 2

3. téma Fázisátalakulások, fagyás-olvadás, forrás-párolgás-lecsapódás Olvadáshő, forráshő értelmezése p T diagram Fázisdiagramon a fázisok közötti átmenet értelmezése Szublimáció, és értelmezése Hármaspont Példák halmazállapot-változásnál Más példák (ferromágneses-paramágneses átalakulás) Ezek kifejtése Összesen legfeljebb: 1+ 4 pont (Minden részpontszám bontható.) A kifejtés módjának értékelési szempontjai (l. vizsgaleírás): Nyelvhelyesség: (bontható) a kifejtés szabatos, érthető, jól szerkesztett mondatokat tartalmaz; a szakkifejezésekben, nevekben, jelölésekben nincsenek helyesírási hibák. A szöveg egésze: 3 pont (bontható) az egész ismertetés szerves, egységes egészet alkot; az egyes szövegrészek, résztémák összefüggenek egymással egy világos, követhető gondolatmenet alapján. 3

III. RÉSZ 1. a) Az adatok: a = 10 cm = 0,1 m; Q = 1 μc = 10-6 C A térerősségek ponttöltés teréből számolva: Q 1 E 3 E 2 E e E 1 = E 3 = k Q/a 2 E 2 = k Q/(2 a 2 ) Q 2 Q 3 E 1 Az E 1 és E 3 térerősségek eredője a paralelogramma vektorösszegzési szabály szerint, átlós irányú, nagysága az összetevők nagyságának 2-szerese. A három erő eredője: E e = 2 E 3 + E 2 = 2 k Q/a 2 + k Q/(2a 2 )= ( 2 + ½ ) k Q/a 2 Ez tehát a pozitív töltések térerősségeinek eredője. A negatív töltések távolsága a csúcshoz képest a pozitív töltés távolságának fele (rendre a/2, 2a/2, a/2). Az összes töltés térerőssége a pozitív és negatív töltések térerősségének a vektori pozitív E e eredője, melynek iránya a négyzet középpontja felé mutat, és a nagysága a vektorok hosszainak +Q Q különbsége. E e negatív Q Q +Q +Q E e pozitív = ( 2 + ½ ) k Q/a 2 E e negatív = ( 2 + ½ ) k Q/(a/2) 2 E eredő = E e negativ E e pozitív = =(4 1) ( 2 + ½ ) k Q/a 2 = = 3 ( 2 + ½ ) 9 10 9 10-6 /10-2 N/C E eredő = 5,17 10 6 / N/C 1. b) Az adatok: B = 1 T Jobb felső csúcsba helyezett q töltésre a keret középpontja felé hat az eredő térerősségből számolható Coulomb-erő. Hogy ne fejtsen ki erőt a q töltésre a keret, a Lorentz-erőnek a Coulomb-erővel ellentétes irányúnak és azonos nagyságúnak kell lennie. Helyezzük úgy a keretet a vízszintes síkba, hogy a jobb felső sarka mutasson északkeleti irányba. Ekkor a jobbkéz-szabály szerint tehát, ha az erő ÉK felé mutat, a mágneses indukció iránya felfelé mutat, akkor a v, a töltés sebességének ÉNy-i irányba mutat. Nagysága: F Coulomb = F Lorentz q E eredő = q B v v = E eredő / B = 5,17 N/C / 1 T = 5,17 10 6 m/s Tehát a keret vízszintes síkban, a keret középpontjától mérve a bal felső sarka felé kell állandó, v=5, 17 10 6 m/s sebességgel mozgatni. 4

2. a) Az adatok: R Föld = 1 CSE; R Mars = 1,524 CSE; T Mars = 687 nap. A feladat szövegének megfelelő ellipszis pálya az ábrán látható. A R Föld Mars Kepler törvény alapján a pályák félnagytengelyének harmadik hatványa osztva a keringési idő négyzetével állandó az egyes nap körül keringő objektumokra. 3 / T 2 = állandó űrhajó Az űrhajó pályájának nagytengelye épp a Föld és Mars Naptól való távolságának összege. Így az űrhajó pályájának félnagytengelye: R űrhajó = (R Föld + R Mars )/2 = (1 + 1,524)/2 CSE = 1,262 CSE R 3 / T 2 = állandó (R Föld ) 3 / (T Föld ) 2 = (R űrhajó ) 3 / (T űrhajó ) 2 T űrhajó =( R űrhajó / R Föld ) 3/2 T Föld =( 1,262 / 1 ) 3/2 1 év = 1,418 év = 518 nap 2. b) Az adatok: f lélgzés = 16 1/perc; V lélegzetvétel = 0,5 l = 0,5 dm 3 A légköri levegő 21 térfogat %-a oxigéngáz. Az odafelé út időtartamára szükséges oxigén mennyisége tehát: V oxigén = T odaút (perc) f lélgzés (1/perc) V lélegzetvétel (liter) 0,21= = 259 24 60 perc 16 1/perc 0,5 liter 0,21 = 1,42 10 6 liter =1,42 10 6 dm 3 =1,42 10 3 m 3 Az ideális gáz állapotegyenletéből számítható az oxigén tömege. p V = R m/m T Az oxigéngáz (O 2 ) moláris tömege: M = 32 g/mol = 0,032 kg/mol. m = p V M / (R T ) = 1.01 10 5 1,42 10 3 0,032 / (8,31 298) kg = 1853 kg 3. a) Az adatok: U eff = 230 V; f = 50 Hz; I 1 = 1,03 A; I 2 = 2,3 A; R = 100 Ω A kapcsoló felső állása esetén sorba kapcsolt tekercs és ellenállás alkotja az áramkört. Soros R,L kör esetén a tekercsen a feszültség negyed periódusnyit (π/2) siet az X L R Z 1 áramhoz képest. A forgóvektoros ábrázolás segítségével meghatározható az eredő impedancia: 5

Z 1 2 = (X L ) 2 + R 2 X L = Lω = L 2π f Z 1 = U eff / I 1 Ezekből L-t kifejezve: L= X L / 2πf = (Z 1 2 R 2 ) 1/2 / 2πf = ( (U eff / I 1 ) 2 R 2 ) 1/2 / 2πf X L = ( (U eff / I 1 ) 2 R 2 ) 1/2 = ( (230V / 1,03A) 2 (100 Ω) 2 ) 1/2 =199,7 Ω 200 Ω L= X L / 2πf = 200 Ω / (2π 50 Hz) = 0,637 H 3. b) A kapcsoló alsó állása esetén a tekercs van sorba kapcsolva a kondenzátorral. Soros L, C kör esetén a tekercsen és a kondenzátoron a feszültség egymással ellentétes fázisban van. Az eredő impedancia a tekercs induktív ellenállásának és a kondenzátor ellenállásának a különbsége. Attól függően, hogy az eredő feszültség siet vagy késik negyed periódusnyit az áramhoz képest, azonos eredő impedancia érték mellett, a kondenzátor kapacitása két különböző érték. Z 2 = U eff / I 2 = 230V / 2,3A = 100 Ω Z 2 = X L X C X És a kondenzátor kapacitív ellenállása: L X L X C = 1 / Cω = 1 / C2πf Z 2 Ebből: C = 1 / X C 2πf X C1 Z 2 X C2 A kapacitás: C 1 = 1 / X C1 2πf = 1 / (100 Ω 2π 50 Hz) = 3,18 10-5 F = 31,8 μf C 2 = 1 / X C2 2πf = 1 / (300 Ω 2π 50 Hz) = 1,06 10-5 F = 10,6 μf A két különböző esetet megvizsgálva: X C1 = X L Z 2 =200 Ω 100 Ω = 100 Ω X C2 = X L + Z 2 =200 Ω + 100 Ω = 300 Ω 4. a) Az adatok: A = 100 Bq; T 1/2 = 12,3 év; t = 2 év Az aktivitás alapján meghatározható a radioaktív izotópok, a trícium atomok száma: A = ln2 N(0) / T 1/2 Ebből: N(0) = A T 1/2 / ln2 = 100 1/s 12,3 év 365 nap/év 24 óra/nap 3600 s/óra / 0,693 N(0) =5,6 10 10 Az exponenciális bomlási törvény alapján két évvel később az izotópok száma: N(t) = N(0) 2 t/t½ = 5,6 10 10 2 2/12,3 = 5,0 10 10 A 2 év alatt a bomlások száma: N(t) N(0) = 5,6 10 10 5,0 10 10 = 6 10 9 6

4. b) Az adatok: E = 0.009 MeV; B = 4 T; e = 1,6 10-19 C; m e = 9,1 10-31 kg Ha az elektronokat a mágneses tér irányára merőlegesen lőjük be, köríven fognak mozogni. Mert a rájuk ható eredő mindig merőleges a sebességükre. Az elektronokra ható Lorentz-erő biztosítja a körmozgáshoz szükséges eredő erőt. F L = F e = F cp F L = q B v F cp = m v 2 /R Tehát: e B v = m v 2 /R R = mv / eb Az elektronok sebessége a mozgási energiájukból számolva: v = (2E/m e ) 1/2 = (2 0,009 10 6 1,6 10-19 J /9,1 10-31 kg) 1/2 = 5,63 10 7 m/s Ekkora sebességnél a relativisztikus hatás figyelembe vételével: E kin = ( (1 v 2 /c 2 ) 1/2 1 ) m e c 2 v = ( ((E kin / m e c 2 ) + 1) 2 + 1) 1/2 c = = ( ((0,009 10 6 1,6 10-19 / (9,1 10-31 9 10 16 ) ) + 1) 2 + 1) 1/2 3 10 8 m/s= 0,185 c v = 5,55 10 7 m/s A körív alakú pálya sugara: R = mv / eb = 9,1 10-31 5,55 10 7 / (1,6 10-19 4) = 7,89 10-5 m 7