Fizika | Középiskola » Fizika emelt szintű írásbeli érettségi vizsga megoldással, 2011

FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA 2011. május 17 8:00 2011. május 17 Azonosító jel: ÉRETTSÉGI VIZSGA Az írásbeli vizsga időtartama: 240 perc Fizika Pótlapok száma Tisztázati Piszkozati NEMZETI ERŐFORRÁS MINISZTÉRIUM emelt szint írásbeli vizsga 1111 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 1111 2 / 16 2011. május 17 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. Egy csúzlival m tömegű kavicsot lövünk ki vízszintes irányban A csúzli gumijait 20 cm-rel megnyújtva és elengedve 12 m/s ebességgel repül ki a kő. Közelítőleg mekkora sebességgel repül ki ugyanez a kavics, ha 40 cm-rel nyújtjuk meg a gumikat? (A csúzli gumijait tekintsük ideális, párhuzamos rugóknak!﴿ A) B) C) D) 12 2 m/s sebességgel repül ki. 24 m/s sebességgel repül ki. 24 2 m/s sebességgel repül ki. 48 m/s sebességgel repül ki. 2 pont 2. Egy zárt kapszulába egeret helyezünk és katapult segítségével függőlegesen felfelé kilőjük. Mikor érzékel az egér a kapszula mozgása során súlytalanságot? A) B) C) D) Nem érzékel az egér súlytalanságot, azt csak az űrben érzékelhetné. Pontosan akkor (egy pillanatra), amikor a kapszula pályája tetején megfordul és zuhanni kezd. Onnantól, hogy a

kapszula a pálya tetején zuhanni kezd, egészen addig, amíg visszaérkezik a földre. Onnantól, hogy a kapszula elhagyja a katapultot, egészen addig, amíg visszaérkezik a földre. 2 pont 3. Melyik anyag felelős egy atomreaktorban a neutronok lassításáért? A) B) C) A moderátor. A hűtőközeg. A fűtőanyag. 2 pont írásbeli vizsga 1111 3 / 16 2011. május 17 Azonosító jel: Fizika emelt szint 4. Egy súlyos test elhanyagolható súlyú rúd végén egyenletes körmozgást végez függőleges síkban. Melyik ábra mutatja helyesen a testre ható erőket és az Fe eredő erőt? A) B) C) x x Fe Frúd A) B) C) mg mg x Frúd Frúd Fe Fe mg Az A) ábra. A B) ábra. A C) ábra. 2 pont 5. Állandó mennyiségű gáz állapotváltozását mutatja a grafikon. (Figyeljen az osztásközökre a tengelyeken!) Mit mondhatunk az állapotváltozás során történt hőcseréről? p (1) (2) V A) B) C) D) A gáz hőt vett fel a folyamat során. A gáz hőt

adott le a folyamat során. Nem volt hőcsere a folyamat során. Nem lehet egyértelműen megállapítani. 2 pont írásbeli vizsga 1111 4 / 16 2011. május 17 Azonosító jel: Fizika emelt szint 6. Az elektronmikroszkóppal számottevően jobb felbontást lehet elérni, mint a hagyományos mikroszkóppal, azaz lényegesebben apróbb tárgyakat is meg lehet vizsgálni vele. Vajon miért? A) B) C) Mert az elektronok sokkal kisebbek, mint a fotonok. Mert az elektronnyaláb elektronjainak de Broglie-hullámhossza sokkal kisebb lehet, mint a látható fény fotonjainak hullámhossza. Mert a felhasznált elektronok mozgási energiája kisebb, mint a látható fény fotonjaié. 2 pont 7. Az alábbi kapcsolásban melyik két pont között a legnagyobb az eredő ellenállás? B 3Ω 1Ω A C 2Ω A) B) C) D) Egyforma az ellenállás minden pontpár között. Az A és a B pont között. Az A és a C pont között. A B és a C pont között. 2 pont 8. Miből keletkezhet A) B)

C) D) 238 94 Pu atommag? Csak a 242 96 Cm izotópból, alfa-bomlás során. Csak a 238 93 Np izotópból, béta-bomlás során. Az említett izotópok egyikéből sem keletkezhet. 242 238 96 Cm izotópból is és 93 Np izotópból is keletkezhet. 2 pont írásbeli vizsga 1111 5 / 16 2011. május 17 Fizika emelt szint Azonosító jel: 9. Veszélyes nyári jelenség a jégeső Mitől keletkezhet nyáron jég a légkörben? A) B) C) A jeget felső légköri áramlások szállítják a déli félgömbről, ahol ilyenkor tél van. Nyáron a nagy vízcseppek nagyon nagy sebességgel kezdenek el zuhanni a föld felé, és a „menetszél” hűti ki a cseppeket annyira, hogy megfagynak. Nyáron a pára olyan nagy magasságokra képes felemelkedni (egy viharfelhő belsejében) ahol már nulla foknál lényegesebben hidegebb van, így a vízcseppek megfagynak. 2 pont 10. Egy Földről induló rakéta a hajtóműveit úgy működteti, hogy állandó 150 m/s sebességgel

távolodik kiindulási helyétől Elvileg eljuthat-e így a rakéta a szomszéd galaxisig? A) B) C) Nem, ha nem éri el a szökési sebességet (11,2 km/s), előbb-utóbb vissza fog zuhanni a Földre. Igen, ha elegendő ideig működik a hajtómű, eljuthat. Nem dönthető el, a rakéta tömegétől is függ, hogy elegendő-e ekkora sebesség. 2 pont V 11. Egy gáz izobár állapotváltozását mutatja a mellékelt grafikon, de készítője nem tüntette fel, hogy a vízszintes tengelyen Kelvin- vagy Celsius-skálát használt. Melyik jöhet szóba? (1) 0 0 A) B) C) (2) hőmérséklet Csak Celsius-skálát használhatott. Csak Kelvin-skálát használhatott. Akár Celsius-, akár Kelvin-skálát is használhatott. 2 pont írásbeli vizsga 1111 6 / 16 2011. május 17 Fizika emelt szint Azonosító jel: 12. Megfigyelhető-e a Déli-sarkon is az északi-fényhez hasonló jelenség? A) B) C) D) Igen, pontosan ugyanúgy, mint az Északi-sarkon. Nem, mert míg az

Északi-sarok vonzza a Napból érkező töltött részecskéket, a Déli-sark taszítja azokat. Igen, de más színű és jellegű, mint az északin, mert az északi sarok a pozitív töltésű ionokat vonzza, a déli pedig a negatív töltésű elektronokat. Nem, mert a Földnek az északi mágneses pólusa néz a Nap felé, nem pedig a déli. 2 pont 13. Mit mond ki a Heisenberg-féle határozatlansági reláció az elektronra alkalmazva? A) B) C) Mivel a mérőműszereink pontatlanok, soha nem határozhatjuk meg pontosan egy elektron helyzetét és sebességét egyszerre. Egy elektron sebességének és helyzetének nem lehet egyszerre pontosan meghatározott értéke. Csak akkor mérhetjük meg egy elektron helyzetét pontosan, ha az áll, azaz sebessége pontosan nulla. 2 pont 14. Honnan van fogalmunk arról, milyen volt a Világegyetem állapota milliárd évekkel ezelőtt? A) B) C) A Földön található évmilliárdos kőzetek izotóptartalma árulkodik erről. A közeli,

ezért jól megfigyelhető csillagok fizikai állapotáról szerzett ismereteink alapján következtetünk arra, hogy milyen volt egykor a világegyetem. A nagyon távoli galaxisokat vizsgáljuk, mert azok a Világegyetem nagyon régi állapotát mutatják. 2 pont írásbeli vizsga 1111 7 / 16 2011. május 17 Azonosító jel: Fizika emelt szint 15. Vízszintes, sima felületen az ábrán látható mágnes és egy lágyvas darab T alakban összetapad. Melyik a lágyvas? É (1) D (2) A) B) C) D) Az (1)- es a lágyvas. A (2)- es a lágyvas. Bármelyik lehet a lágyvas. Egyik sem, így csak két mágnes tapadhat össze. 2 pont írásbeli vizsga 1111 8 / 16 2011. május 17 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 helyesírásra, mivel az

értékelésbe ez is beleszámít! Mondanivalóját nem kell feltétlenül a megadott szempontok sorrendjében kifejtenie. A megoldást a következő oldalakra írhatja. 1. Az atomreaktor A tudomány, a technológia – ezt világosan és erősen akarom mondani – nem old meg minden problémát. De tudomány és technológia nélkül semmiféle problémát nem lehet megoldani. Teller Ede (1908-2003) Az alábbi fogalmakat a Paksi Atomerőmű honlapján megtalálható nukleáris fogalomtárból vettük. Ezek felhasználásával ismertesse egy atomreaktor működésének alapelvét és az ábra segítségével ennek megvalósítását! (A fogalmak abc-rendben vannak, nem fontossági és nem logikai sorrendben!) Ismertetéséből derüljön ki az adott fogalom jelentése és szerepe az atomerőmű működésében. Ha szükségesnek tartja, az ábrát további feliratokkal is elláthatja. Dúsítás Fűtőelemköteg Hasadóanyag, hasadási termék Kritikus állapot Lassú neutron –

gyors neutron Maghasadás, magenergia írásbeli vizsga 1111 Moderátor Önfenntartó nukleáris láncreakció Primer és szekunder kör Radioaktív bomlás Sokszorozási tényező Szabályozó rudak 9 / 16 2011. május 17 Fizika emelt szint Azonosító jel: 2. A Halley-üstökös a Nap gravitációs terében Az üstökös csillagokat a babonás és együgyű köznép azoknak ködös és halavány tekintetek, s homályos vagy fénylő farkaik melyek gyakran igen hosszúk, s különbféle formájúak s szélességűek, s azon szokatlan dologért, hogy váratlan jelennek meg az ég boltján, s egészen másképpen forognak, mint a Bujdosó csillagok, hajdan holmi ijesztő jeleknek, és a megharagudott Istenség fenyegető ostorának tartotta. Bóde E. János (Johann Elbert Bode): A Világ alkotmánnyának öszveséges vi’sgálása (1816 Pozsony) Neptunusz Uránusz Szaturnusz Jupiter Ismertesse az üstökösök mozgását is meghatározó Kepler-törvényeket! Az I. és

II törvény ismertetése során használja fel a rajzon szereplő információkat (megfelelő kiegészítésekkel) az elmondottak szemléltetésére! Mi volt Kopernikusz, Kepler és Newton szerepe a Naprendszer égitesteinek mozgását leíró törvények felfedezésében? Miért van csóvája az üstökösöknek a Nap közelében? Hogyan helyezkedik el a csóva és miért? írásbeli vizsga 1111 10 / 16 2011. május 17 Azonosító jel: Fizika emelt szint 3. A tükrös távcső működése A tükrök, úgy mondta Newton, nem törik meg a sugarakat, nem is motskolják be színekkel a testek képeit, ezekből tehát legjobb volna messzilátó tsőt tsinálni. Leírván egy ilyen tsőnek a theóriáját, 1672-dikben bémutatta a tudós Királyi Londoni társasságnak, melynek helybenhagyását megnyervén, elkészítette. Varga Márton: A gyönyörű természet tudománnya (Nagyvárad 1808) Az alábbi ábra Newton tükrös távcsövének szerkezetét mutatja. A rajzon

számokkal jelölt alkatrészek a következők: 1. Parabola „főtükör” 2. Sík „segédtükör” 3. „Okulár” gyűjtőlencse Az ábra alapján ismertesse a tükrös távcső működését! Eközben térjen ki az optikai alkatrészek azon leképezési tulajdonságaira, amelyek lényegesek a távcső működése szempontjából! Minek tulajdonítható, hogy pl. a Holdon szabad szemmel nem látható részletek figyelhetők meg a távcső segítségével? A válaszát részletezze! Nevezze meg a tükrös távcső egy lehetséges előnyét a lencsés távcsövekhez képest! 3 2 1 Tartalom 18 pont írásbeli vizsga 1111 11 / 16 Kifejtés Összesen 5 pont 23 pont 2011. május 17 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 100 cm hosszú

rugalmas gumiszálat két, egymástól 100 cm távolságban lévő oszlop között vízszintesen rögzítünk és a közepére egy m = 1 kg tömegű testet akasztunk az ábrán látható módon. A test úgy nyújtja meg a gumiszálat, hogy a szál belógása x = 25 cm. (A gumiszál maga súlytalannak tekinthető) Mekkora lenne a gumiszál megnyúlása, ha az 1 kg tömeget függőleges helyzetben akasztanánk rá? (g = 10 m/s2) x m m Összesen 12 pont írásbeli vizsga 1111 12 / 16 2011. május 17 Fizika emelt szint Azonosító jel: 2. Egy 10 cm hosszúságú szigetelő rúd két végére egy-egy pontszerű, Q illetve -Q töltést helyezünk. A rudat homogén E elektrosztatikus térbe helyezzük az ábra szerint és elengedjük. a) b) c) Mekkora az így elkészített rúdra ható eredő erő? Merre mozdul el a rúd tömegközéppontja? Mekkora a rúdra ható (a rúd középpontjára vonatkozó) forgatónyomaték? Mi történik a rúddal, amikor elengedjük? Hogyan

helyezzük a térbe a rudat, hogy stabil nyugalmi helyzetben maradjon, miután elengedtük? Q α -Q A rúdra ható egyéb erők, pl. a gravitációs erő, elhanyagolhatóak Q = 10-5 C, E =10 kV/m, α = 45º a) b) c) Összesen 3 pont 5 pont 2 pont írásbeli vizsga 1111 13 / 16 10 pont 2011. május 17 Fizika emelt szint Azonosító jel: 3. A Naprendszer és a világűr Naptól távoli régióiba küldött űrszondákban általában egy radioaktív izotóppal működtetett tápegység szolgáltatja az energiát. A képen látható Voyager I-et szintén ilyen tápegységgel szerelték fel. Tegyük fel, hogy egy ilyen, 2012238 ben indítandó űrszondában egy 94 Pu izotóppal töltött kapszulát használnak áramtermelésre. Ez az izotóp 5,6 MeV energiájú alfarészecskéket bocsát ki, az energiát a tápegység 8%-os hatásfokkal alakítja át elektromos energiává. A felezési ideje 88 év. a) b) c) 238 94 Pu izotóp Az űrszonda 2012-es indításakor a

tápegység elektromos teljesítménye 470 W. Hány 238 94 Pu atommag bomlik el ekkor másodpercenként a kapszulában? Az űrszonda teljes elektromos energiafelhasználása 235 W, ha minden rendszer egyidejűleg működik (tudományos műszerek, vezérlőrendszerek, kommunikációs rendszerek). Mikor csökken le a tápegység teljesítménye annyira, hogy már nem működhet egyszerre valamennyi rendszer? (Tegyük fel, hogy a tápegység teljesítményének csökkenése kizárólag a radioaktív izotóp fogyásának tulajdonítható!) Várhatóan legkésőbb 2188-ban a tápegység teljesítménye annyira lecsökken, hogy nem tudja ellátni külön a szonda kommunikációs rendszerét sem – ekkor megszakad a kapcsolat az űrszondával. Mekkora külön a kommunikációs rendszer teljesítménye? a) b) c) Összesen 5 pont 5 pont 3 pont írásbeli vizsga 1111 14 / 16 13 pont 2011. május 17 Fizika emelt szint Azonosító jel: 4. Egy vékony falú, függőlegesen álló

hengerben t0 = –120 ºC hőmérsékletű ideális gáz van, amelyet egy könnyen mozgó, súlytalan, A = 200 cm2 felületű dugattyú zár el. A dugattyún m = 50 kg tömegű súly helyezkedik el. A gáz lassan felmelegszik a szoba t1 = 20 ºC-os hőmérsékletére. m (A külső légnyomás 105 Pa.) a) b) Mekkora a bezárt gáz térfogata kezdetben, ha lassú felmelegedés közben a dugattyú h = 10 cm-t emelkedik? Mennyivel nőtt meg a dugattyúra helyezett test helyzeti energiája? Mennyi munkát végzett a gáz a folyamat során? a) b) Összesen 6 pont 6 pont írásbeli vizsga 1111 15 / 16 12 pont 2011. május 17 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: . Dátum: . írásbeli vizsga 1111 16 / 16 2011. május 17 ÉRETTSÉGI VIZSGA 2011. május 17 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 1111 FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ NEMZETI ERŐFORRÁS 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 figyelembevételéhez. 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 1111 2 / 12 2011. május 17 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató ELSŐ RÉSZ 1. B 2. D 3. A 4. C 5. A 6. B 7. D 8. D 9. C 10. B 11. A 12. A 13. B 14. C 15. A Helyes válaszonként 2 pont. Összesen 30 pont. írásbeli vizsga 1111 3 / 12 2011. május 17 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató MÁSODIK RÉSZ Minden részpontszám bontható! 1. téma A működés alapját képező magreakció ismertetése: 6 pont Reakcióegyenlet, neutronok lassításának szükségessége, energiafelszabadulás magyarázata (Ennek kapcsán felhasználható fogalmak: lassú neutron – gyors neutron, magenergia, maghasadás, radioaktív bomlás. A fogalmak a feladatban megadott sorrendben szerepelnek) Az önfenntartó láncreakció létrejöttének leírása: 5 pont (Ennek kapcsán felhasználható fogalmak: dúsítás, sokszorozási tényező.) A reaktor működésének technikai

leírása: 7 pont (Ennek kapcsán felhasználható fogalmak: fűtőelemköteg, hasadóanyagok, hasadási termékek, kritikus állapot, moderátor, primer és szekunder kör, szabályozó rúd.) (Ha a vizsgázó a felsorolt fogalmakat nem az itt megadott tematikai egységbe építve fejti ki – hiszen többféle felépítés elképzelhető –, akkor is értékelni kell. A kifejtéshez hozzátartozik azonban a fogalmak közötti kapcsolatok, összefüggések megmutatása is.) Összesen: írásbeli vizsga 1111 18 pont 4 / 12 2011. május 17 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 2. téma A Kepler-törvények ismertetése: 2+2+2 pont (Az összefüggések használata esetén a szereplő mennyiségek szöveges megnevezése is szükséges.) A rajz információinak felhasználása, szemléltetés a rajzon: 4 pont Az üstökös elnyúlt ellipszis pályán kering, melynek fókuszában van a Nap. (2 pont) Az üstökös a Nap közelében gyorsabban, a Naptól távol

lassabban mozog, ahogy az évszámok jelzik. (2 pont) A felsorolt tudósok szerepének ismertetése: 4 pont Kopernikusz – a napközéppontú világkép (1 pont) Kepler – a mozgás leírása matematikai alakban (a Kepler-törvények felismerése) (1 pont) Newton – az általános tömegvonzás törvényének felfedezése (1 pont) Ebből következnek az égitestek mozgását leíró törvények (másképpen: a Kepler-törvények levezethetők belőle, vagy: az általános tömegvonzás törvénye magyarázza, a Kepler-törvények csak leírják a Nap körül keringőégitestek mozgását.) (1 pont) Az üstököscsóva kialakulásának magyarázata: 4 pont Napközelben az üstökös anyaga felmelegszik, párolog (a fagyott por kiszabadul). (2 pont) A napszéllel való kölcsönhatás következtében a csóva a Nappal átellenes oldal felé fog irányulni. (2 pont) Összesen: írásbeli vizsga 1111 18 pont 5 / 12 2011. május 17 Fizika emelt szint Javítási-értékelési

útmutató 3. téma A távcső működésének és az optikai alkatrészek tulajdonságainak ismertetése: 12 pont Az égitestekről (csillagokról) párhuzamosnak tekinthető fénynyaláb érkezik a parabolatükörre. (1 pont) A parabolatükör a párhuzamos nyalábot egy pontba gyűjti (fókuszálja). (2 pont) A fókuszpont előtt van a síktükör. (1 pont) A síktükör az összetartó nyalábot csak „elfordítja”, (1 pont) nem változtat a képen (nagyítása 1 vagy bármilyen, ezekkel egyenértékű megfogalmazás) vagy: mivel szerepe többek között a távcső tubusának lerövidítése. (2 pont) A síktükörről visszaverődő nyaláb az okulár fókuszpontjában fókuszálódik (a síktükör a parabolatükör fókuszpontját az okulár fókuszpontjába „tükrözi”). (2 pont) (Ha a vizsgázó ezt a 2 pontot megszerzi, akkor a síktükörrel kapcsolatos előzményekre adható pontok is járnak neki.) Az okulár a fókuszpontjából kiinduló nyalábból párhuzamos

nyalábot állít elő, (2 pont) ez jut a szemünkbe (az így keletkezett képet látjuk). (1 pont) A távcsővel megfigyelhető részletek értelmezése: 4 pont Többféle válasz elfogadható: Pl. A távcső főtükre több fényt gyűjt össze, mint amennyi a pupillánkba jut távcső nélkül Ennyi fény a Holdról a pupillánkba csak akkor jutna, ha jóval közelebb lennénk a Holdhoz. Kisebb területről jut ugyanannyi fény a szemünkbe a távcsővel, mint szabad szemmel. A szögnagyításra, felbontóképességre való hivatkozás is helyes természetesen, de a maximális pontszámmal értékelt válaszból derüljön ki, hogy ez mit jelent az adott esetben. (A nagyítás tényének megfogalmazása értelmezés nélkül 1 pontot ér.) A Newton-féle tükrös távcső egy előnyének megnevezése: 2 pont A lencsehibák kiküszöbölése (csökkentése) Nagy átmérőjű tükröt könnyebb készíteni, mint nagy átmérőjű lencsét Nincsenek színhibák. (ld idézet), (ami

persze szintén lencsehiba); Könnyen hozzáférhető az okulár, stb. Összesen: írásbeli vizsga 1111 18 pont 6 / 12 2011. május 17 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 1111 7 / 12 2011. május 17 Fizika emelt szint

Javítási-értékelési útmutató HARMADIK RÉSZ 1. feladat Adatok: x = 25 cm, l =100 cm, m = 1 kg, g = 10 m . s2 A gumiszál megnyúlásának kiszámítása az első esetben: 2 pont (bontható) A gumiszál teljes hosszváltozása kiszámítható pl. a Pitagorasz-tétel segítségével. Az ábra jelöléseivel: b = a 2 + x 2 = 55,9 cm Δl = 2b − l = 11,8 cm a = l/2 l x (1 pont) (1 pont) b = l/2 m Az erőegyensúly megállapítása és a gumiszálban ébredő erő kiszámítása az első esetben: 6 pont (bontható) A két szárban ébredő erő és a testre ható gravitációs erő (mg = G) tart egyensúlyt. (2 pont) –G (Az erőegyensúly megállapítása szöveg nélkül, csak vektorábrával is elfogadható. A közölt rajzzal egyenértékű a vektorfelbontás alapján megfogalmazott egyensúly.) F F G Az egyik szárban ébredő F erő függőleges vetülete G/2 nagyságú (1 pont). F G/2 Az erőháromszög és a gumiszál által kifeszített háromszög hasonló

(1 pont), ezért F b (1 pont), amiből F = 11,2 N (1 pont). = G/2 x (A hasonlósági számítás szögjelöléssel, illetve szögfüggvényeken keresztül is megadható. A gumiszál által kifeszített háromszögből tgα = 2 , amiből α G/2 G F α = 63,4o , a vektorháromszögben pedig F = .) 2 cos α A direkciós erő meghatározása: 2 pont (bontható) Az egész gumiszálban F nagyságú erő ébred, ezért F = D ⋅ Δl (1 pont). írásbeli vizsga 1111 8 / 12 2011. május 17 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató (Ha csak az egyik szár megnyúlását tekintjük az F erő hatására, akkor a fél gumiszálnak kétszer akkora a direkciós ereje, mint az egésznek, ezért a rugalmas megnyúlást Δl az F = 2 D ⋅ egyenlőség írja le.) 2 D= F N = 95 (1 pont). Δl m A függőleges gumiszál megnyúlásának kiszámítása: 2 pont (bontható) A teljes gumiszál Δl2 megnyúlása G erő hatására történik, ezért Δl2 = G = 10,6 cm D (1+1 pont).

Összesen: 12 pont írásbeli vizsga 1111 9 / 12 2011. május 17 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 2. feladat Adatok: Q = 10-5 C, E =10 kV/m, α = 45º, l = 10 cm a) A rúdra ható erők és az eredő erő meghatározása, a tömegközéppont elmozdulásának leírása: 1 + 1 + 1 pont A rúd két végére ható erők: F1 = F2 = Q ⋅ E nagyságúak (1 pont) párhuzamosak és ellentétes irányúak, ezért eredőjük 0. (1 pont) (Amennyiben a vizsgázó azt írja, hogy erőpár esetén az eredő erő nem értelmezhető, akkor is jár az 1 pont.) Mivel a rúd kezdetben nyugalomban volt, nyugalomban is marad a tömegközéppontja. (1 pont) b) A rúdra ható forgatónyomaték meghatározása: Erőpár forgatónyomatéka M = F ⋅ d , ahol d a hatásvonalak távolsága. (1 pont) M = E ⋅ Q ⋅ d . (1 pont) 0,1 A rúd megadott iránya miatt d = = 0,071 m. (1 pont) 2 Behelyettesítés után: M = 7,1⋅10-3 Nm . (1 pont) 4 pont (bontható) A rúd mozgásának

leírása: 1 pont Elengedés után a rúd (az óramutató járásával megegyező irányba) elfordul. c) A rúd stabil nyugalmi helyzetének megnevezése: 2 pont A rúd az α = 0º helyzetben lesz stabil egyensúlyban. (A helyes ábra is elfogadható. Az α = 180º -os egyensúlyi helyzet nem stabil, ezért ez nem fogadható el.) Összesen: 10 pont írásbeli vizsga 1111 10 / 12 2011. május 17 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 3. feladat Adatok: P0 = 470 W, P1 = 235 W, Eα = 5,6 MeV , T1/ 2 = 88 év , η = 0,08 a) A kapszulában a 2012-es indítás idején másodpercenként elbomló radioaktív magok számának kiszámítása: 5 pont (bontható) Pel A felvett teljesítmény P = = 5875 W . (1 pont) η Ezt a radioaktív bomlások biztosítják, vagyis 1s alatt Eboml = 5875 J energia termelődik. (1 pont) Egyetlen alfa részecske energiája: Eα = 5,6 MeV = 5,6 ⋅106 ⋅1,6 ⋅10-19 J = 9 ⋅10-13 J (1 pont). A másodpercenként elbomló magok száma: E

N = bomlási = 6,56 ⋅ 1015 . (1 + 1 pont) Eα b) Annak felismerése, hogy a tápegység teljesítményének csökkenése és a radioaktív atommagok fogyása azonos törvényszerűség szerint zajlik: 1 pont Annak felismerése, hogy a tápegység teljesítménye szintén 88 év alatt feleződik: 2 pont A keresett időpont meghatározása: 2 pont Mivel az űrszonda teljes energiafelhasználása éppen a tápegység kezdeti teljesítményének fele, ezért a tápegység teljesítménye egy felezési időnyi időtartam, azaz 88 év alatt csökken le erre a szintre. c) A kommunikációs rendszer teljesítményének meghatározása: 3 pont (bontható) 2188-ban már 176 év telik el az űrszonda kilövése óta, ami a felezési idő kétszerese. (1 pont). A tápegység teljesítménye ekkor már legfeljebb P0/4 lehet (1 pont), tehát a keresett teljesítmény P=117,5 W. (1 pont) Összesen: 13 pont írásbeli vizsga 1111 11 / 12 2011. május 17 Fizika emelt szint

Javítási-értékelési útmutató 4. feladat Adatok: t0 = -120 ºC, t1 = 20 ºC, A = 200 cm2, m = 50 kg, h = 10 cm, g = 10 m/s2. a) A gáz kezdeti térfogatának kiszámítása: 6 pont (bontható) A bezárt gáz nyomása állandó (1 pont), ezért V0 V1 = (1 pont). T0 T1 Mivel ΔV = A ⋅ h = 2000 cm 3 (1 pont) és V1 = V0 + ΔV (1 pont), ΔV ⋅ T0 = 2186 cm 3 . (Képlet felírása és számítás 1 + 1 pont) így V0 = T1 − T0 b) A helyzeti energia megváltozásának kiszámítása: 1 pont ΔE = m ⋅ g ⋅ h = 50 J A gáz által végzett munka kiszámítása: m⋅ g N = 12,5 2 . A cm (képlet felírása és számítás 2 + 1 pont) 5 pont (bontható) A bezárt gáz nyomása p = patm + Ezért a gáz által végzett munka W = p ⋅ ΔV = 250 J . (képlet felírása és számítás 1 + 1 pont) (Amennyiben a vizsgázó a bezárt gáz nyomásának kiszámításánál nem veszi figyelembe a külső légköri nyomást, két pontot kell levonni.) Összesen: 12 pont írásbeli

vizsga 1111 12 / 12 2011. május 17