PYTANIA Z FIZYKI

Zakres gimnazjum

Wersja z dnia 2017-02-05

Autor: Grzegorz Jagodziński

Siła i ruch

  1. Jaką prędkość ma ciało, jeśli wykres zależności drogi s [m] od czasu t [s] ma postać linii prostej rosnącej?
  2. Rowerzysta przejechał ruchem jednostajnym 24 m w ciągu 6 s. Z jaką prędkością średnią się poruszał? Jaką drogę przebył w ciągu drugiej sekundy ruchu?
  3. Po prostoliniowych odcinkach toru poruszają się dwa pociągi ze stałą prędkością. Pociąg A przebył 200 m w ciągu 5 s. Pociąg B w tym samym czasie przebył 100 m. Jaka była prędkość każdego z pociągów? O ile była większa prędkość pociągu szybszego od prędkości wolniejszego? Ile razy dłuższą drogę przebył pociąg A niż pociąg B w ciągu 5 s?
  4. Skoczek wyskoczył z samolotu. Po 20 sekundach prędkość spadania skoczka przestała się zwiększać. Po 30 sekundach lotu skoczek otworzył spadochron. Jaki był rodzaj ruchu (jednostajny, przyśpieszony, opóźniony) skoczka w poszczególnych fazach lotu, od opuszczenia samolotu aż do momentu, gdy znalazł się tuż nad powierzchnią ziemi?
  5. Jakie dwie siły działały na skoczka w pytaniu poprzednim? Która z nich była większa od drugiej w każdej z kolejnych faz skoku?
  6. Ciało przebyło 10 m w ciągu 5 s, poruszając się ze stałą prędkością. Jaką wartość miała siła wypadkowa działająca na to ciało?
  7. Jeden z zawodników biegu wyprzedził konkurentów już w pierwszej sekundzie biegu. Co możemy powiedzieć o prędkości i przyśpieszeniu tego zawodnika w porównaniu z pozostałymi?
  8. Z okna znajdującego się na wysokości 5 m puszczono małą i ciężką kulkę metalową tak, by móc zaniedbać opór powietrza. Po jakim czasie kulka uderzyła o ziemię?
  9. Uczniowie wykonali doświadczenie podobne jak w pytaniu poprzednim, puszczając kulkę z okna pracowni fizycznej. Pomiar wysokości okna nad powierzchnią ziemi dał 7 m, a pomiary czasu upadku w 5 próbach wyniosły 1,0 s, 0,9 s, 0,9 s, 1,1 s, 1,1 s. Na tej podstawie oszacowano wielkość przyśpieszenia ziemskiego. Jaki otrzymano wynik? Co mogło być przyczyną rozbieżności tego wyniku i wartości podawanej w podręcznikach fizyki?
  10. Na siłomierzu zawieszono obciążnik i odczytano wartość siły. Następnie obciążnik zanurzono w wodzie. Jak zmienił się odczyt siłomierza? Czy w tym doświadczeniu można ustalić siłę wyporu działającą na obciążnik? Jak?

Własności materii

Tabela właściwości fizycznych wybranych substancji
nazwa substancji gęstość [kg/m3] temperatura topnienia [°C] temperatura wrzenia [°C]
rtęć 13 534 −39 357
aluminium 2 700 660 2520
żelazo 7 870 1538 2800
złoto 19 280 1064 2800
ołów 11 340 327 1756

  1. Która z substancji wymienionych w tabeli jest w stanie lotnym w temperaturze 2600°C i w stanie ciekłym w temperaturze 500°C? Która jest w stanie lotnym w 2600°C i w stanie ciekłym w 1800°C?
  2. Czy po powierzchni rtęci będzie pływać kulka sporządzona z litego aluminium, żelaza, złota, ołowiu?
  3. Ciało I ma masę 5 kg i objętość 0,5 l, ciało II ma masę 12 kg i objętość 1,5 l, ciało III ma masę 30 kg i objętość 2,5 l. Które z ciał ma największą gęstość? Dlaczego?
  4. Kulka o objętości 40 cm3 pływa po powierzchni wody, zanurzona do połowy. Czy na tej podstawie można obliczyć, ile wynosi:
    1. siła wyporu działająca na kulkę,
    2. gęstość materiału, z którego wykonano kulkę?
  5. Jaki rodzaj ciśnienia badał Torricelli w doświadczeniach, w których w probówce odwróconej dnem do góry utrzymywał się słup rtęci o wysokości 760 mm?
  6. Pascal badał zależność wysokości słupa rtęci w probówce odwróconej dnem do góry od wysokości miejsca pomiaru nad poziomem morza. Jaką zależność sformułował?
  7. Do dwóch identycznych naczyń wlano tę samą ciecz tak, że pierwszym naczyniu wysokość słupa była dwukrotnie większa niż w drugim: `h_1 = 2 h_2`. Na dnie którego z naczyń panuje większe ciśnienie hydrostatyczne? Jakie jest ciśnienie hydrostatyczne w naczyniu pierwszym na wysokości `h_2` (w połowie wysokości słupa cieczy) w porównaniu z ciśnieniem na dnie drugiego naczynia?

Ciepło

  1. Czy prawdą jest, że woda zawsze wrze i skrapla się w temperaturze 100°C? Dlaczego?
  2. Jaką temperaturę ma para wodna powstająca podczas wrzenia wody? Czy temperatura ta jest niższa od temperatury wrzącej wody? Od czego zależy wysokość tej temperatury?
  3. Czy gorąca woda szybciej wystygnie w naczyniu porcelanowym czy metalowym? Dlaczego? Wykonaj wykres zależności temperatury od czasu dla obu naczyń, przy takiej samej temperaturze początkowej wody w obu naczyniach.
  4. Aby ogrzać 1 kg wody od temperatury topnienia do temperatury wrzenia, potrzeba 420 kJ ciepła. Aby woda ta całkowicie wyparowała w czasie gotowania, potrzeba 2260 kJ. Na płycie kuchenki elektrycznej pracującej ze stałą mocą postawiono naczynie z 1 kg wody o temperaturze 0°C. Po upływie 5 minut woda ta zagotowała się, ale kuchenki nie wyłączono. Co stało się po kolejnych 5 minutach? Czy z naczynia wyparuje jakaś woda? Całość? Więcej niż połowa? Mniej niż połowa?
  5. Uczniowie ogrzali pewną ilość wody grzałką o mocy 600 W. Przed rozpoczęciem doświadczenia temperatura wody wynosiła 20°C, po 10 min ogrzewania wzrosła do 70°C. Czy wykonano wszystkie pomiary niezbędne do wyznaczenia ciepła właściwego wody? Czy dane pomiarowe wystarczą do wyznaczenia przyrostu temperatury wody? Energii dostarczonej przez grzałkę?

Drgania, ruch falowy, akustyka

  1. Okres drgań wahadła wyraża wzór `T = 2 pi sqrt(l/g)`, gdzie `l` to długość nici wahadła, a `g` to przyśpieszenie ziemskie. Czy prawdą jest, że częstotliwość drgań wahadła jest wprost proporcjonalna do jego długości?
  2. Jak zmieni się okres drgań wahadła na Księżycu, gdzie panuje przyśpieszenie ok. 6 razy mniejsze niż na Ziemi?
  3. Co będzie skutkiem zmniejszenia długości poruszającego się wahadła?
  4. Na sprężynce zawieszono kulkę, która drgała z częstotliwością 1 Hz. Ile wykonała drgań w ciągu minuty?
  5. Na sprężynce zawieszono kulkę, która miała okres drgań 0,8 s. Ile wynosiła częstotliwość jej drgań?

Elektrostatyka

  1. Podczas wkładania wełnianego swetra może dojść do naelektryzowania włosów. W jaki sposób (dotyk, tarcie, indukcję)? Jakimi ładunkami (różnoimiennymi, dodatnimi, ujemnymi)?
  2. W pewnej odległości od siebie umieszczono dwie identyczne kulki o metalizowanych powierzchniach, jedną z ładunkiem +6q, drugą z ładunkiem −4q. Kulki zetknięto, a następnie rozdzielono. Jaki ładunek był teraz na kulkach?

Prąd elektryczny

  1. Narysuj schemat poprawnego obwodu złożonego ze źródła prądu stałego (ogniwa), żarówki, woltomierza, amperomierza, wyłącznika oraz przewodów elektrycznych.
  2. W obwodzie takim, jak w poprzednim zadaniu, wskazania mierników wyniosły 200 V i 0,5 A
  3. W obwodzie takim, jak poprzednio, dokonano pomiarów natężenia prądu przy zmieniającym się napięciu. I tak, przy U = 1,5 V otrzymano I = 140 mA, przy U = 3 V otrzymano I = 300 mA, przy U = 4,5 V otrzymano I = 460 mA, przy U = 6 V otrzymano I = 600 mA. Jaki jest przybliżony opór żarówki?
  4. Na tabliczce znamionowej czajnika elektrycznego znajduje się napis: 230 V, 850 W. Jakie jest natężenie prądu płynącego przez czajnik? Jaką pracę wykona ten prąd w ciągu 240 s?
  5. W pewnym mieszkaniu ogrzewacz wody o mocy 3500 W pracował przez 1/4 godziny, telewizor o mocy 150 W przez 7 godzin, czajnik o mocy 1800 W przez pół godziny, oraz suszarka do grzybów o mocy 250 W przez 4 godziny. Które z urządzeń zużyło najwięcej energii?

Magnetyzm

  1. Co się stanie, gdy przez uzwojenie elektromagnesu przepuścimy prąd elektryczny?

Optyka

  1. Jaka właściwość światła odpowiada za powstanie cienia?
  2. Dlaczego następuje załamanie światła na granicy powietrza i wody?
  3. Na szklaną bryłę o płaskiej powierzchni rzucono promień światła laserowego pod pewnym kątem. Czy promień załamany tworzy mniejszy czy większy kąt z normalną niż promień padający na bryłę? Co się stanie z kątem załamania, gdy zwiększymy kąt padania?
  4. Na stole w ciemnym pokoju ustawiono zapaloną świecę, a w pewnej odległości od niej soczewkę skupiającą. Zaraz za soczewką umieszczono ekran i następnie zaczęto go odsuwać coraz dalej od soczewki. Co działo się z obrazem świecy na ekranie? Stawał się bardziej czy mniej ostry? Czy ta tendencja uległa zmianie podczas dalszego odsuwania ekranu?
  5. Na zwierciadło wklęsłe puszczono równoległą wiązkę światła. Narysuj bieg jednego promienia przed i po odbiciu. Na rysunku zaznacz oś optyczną, środek krzywizny i ognisko zwierciadła.

Spis części