Fizika | Középiskola » Fizika emelt szintű írásbeli érettségi vizsga megoldással, 2012

FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA 2012. május 17 8:00 2012. május 17 Azonosító jel: ÉRETTSÉGI VIZSGA Az írásbeli vizsga időtartama: 240 perc Fizika Pótlapok száma Tisztázati Piszkozati NEMZETI ERŐFORRÁS MINISZTÉRIUM emelt szint írásbeli vizsga 1112 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 1112 2 / 16 2012. május 17 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 test gyorsulása egy adott pillanatban keleti irányú Lehet-e ugyanebben a pillanatban déli irányú a sebessége? A) B) C) D) Nem, a sebessége csak keleti irányú lehet. Nem, a sebessége csak nyugati, vagy keleti irányú lehet. Igen, déli irányú lehet a sebessége, de északi irányú nem lehet. Igen, bármilyen irányú lehet a sebessége. 2 pont 2. Hogyan változik meg egy síkkondenzátor kapacitása, ha lemezei közé teljes vastagságban vaslapot tolunk? A) B) C) D) Körülbelül a felére csökken. Körülbelül a kétszeresére nő. A kapacitás nullára csökken A kapacitás nem változik. 2 pont 3. Mi történne, ha a Napot változatlan tömeg mellett ezredrészére zsugorítanánk? A) B) C) A Föld és a többi bolygó változatlanul tovább keringene a pályáján. A Föld és a többi bolygó belezuhanna. A Föld és a

többi bolygó elszökne. 2 pont írásbeli vizsga 1112 3 / 16 2012. május 17 Fizika emelt szint Azonosító jel: 4. Egy felfüggesztett csigán átvetett fonál végeire 2-2 egyforma súlyt akasztunk, elengedjük és megmérjük a csigát tartó kötélben ébredő erőt. Azután az egyik oldalról a másikra helyezünk egy súlyt és elengedjük a rendszert. Hogyan változik a csigát tartó kötélben ébredő erő? A) B) C) A kötélben ébredő erő megnő. A kötélben ébredő erő nem változik. A kötélben ébredő erő lecsökken. 2 pont 5. Az A edényben 10 liter 0 °C-os víz van, a B edényben pedig 10 liter 100 °C-os Egy kis pohárral kiöntünk az A-ból, majd a hiányzó mennyiséget pótoljuk B-ből. Az eljárást addig folytatjuk, amíg B-ben el nem fogy a forró víz. A B Ezután milyen lesz az A edényben lévő víz hőmérséklete? forró víz hideg víz A) B) C) 50 °C-nál hidegebb lesz. Pontosan 50 °C lesz. 50 °C-nál melegebb lesz. 2 pont

6. Egy tekercs áramát egyenletesen, 1 A/s sebességgel változtatjuk Mikor indukálódik nagyobb feszültség a tekercsben? A) B) C) D) Mialatt az áram erőssége nulláról 1 A-re nő. Mialatt az áram erőssége 1 A-ről 2 A-re nő. Egyenlő a tekercsben indukálódott feszültség mindkét esetben. A megadott ismeretek alapján nem dönthető el. 2 pont írásbeli vizsga 1112 4 / 16 2012. május 17 Fizika emelt szint Azonosító jel: 7. A tojásdobálás távolsági rekordja a Guiness rekordok könyve szerint több mint 98 m. A friss tojást érkezéskor természetesen el kell kapni, annak nem szabad összetörnie. Vajon hogyan lehet egy ilyen rekordot elérni? A) B) C) A tojást pörgetve kell eldobni, mert a pörgő tojást sokkal könnyebb elkapni. A tojást fokozatosan, minél hosszabb úton kell elkapáskor lefékezni. A tojást nagyon lapos szögben kell eldobni (majdnem vízszintesen), hogy ne magasról essen le. 2 pont 8. Az 235U izotóp radioaktív, azaz

spontán elbomlik – mégis megtalálható a természetben. Mi ennek az oka? A) B) C) A felezési ideje nagyon hosszú és így a keletkezése óta nem telt el elég idő, hogy az összes elbomoljon. A felsőbb légrétegekben folyamatosan keletkezik a kozmikus sugárzás hatására. Az ötvenes évek atombomba kísérleteiben meglehetősen nagy mennyiség szóródott szét, ez található meg még ma is a természetben. 2 pont 9. Egy elzárt gázzal az ábrán látható körfolyamatot hajtjuk végre kétszer. Azonos pontból kiindulva először az egyik, azután a másik irányban haladunk körbe. Mi a különbség a két körfolyamat között? p 1. V A) B) C) Az egyik körfolyamat végén magasabb lesz a gáz hőmérséklete a kezdeti értéknél, a másik körfolyamat végén alacsonyabb. Az egyik körfolyamat során a gáz több hőt vesz fel, mint amennyit lead, a másik körfolyamat során pedig több hőt ad le, mint amennyit felvesz. Nincsen különbség a két

körfolyamat között. 2 pont írásbeli vizsga 1112 5 / 16 2012. május 17 Fizika emelt szint Azonosító jel: 10. Egy szakasz két végére egy-egy q pontszerű, Q illetve 2Q nagyságú 2Q Q pozitív töltést rögzítünk. Ezután, a szakaszon először egy pozitív q töltést próbálunk meg elhelyezni úgy, hogy az egyensúlyban legyen, majd pedig (a q töltést eltávolítva) egy –q töltést próbálunk meg elhelyezni, szintén úgy, hogy egyensúlyban legyen. Mit mondhatunk a két egyensúlyi helyzetről? A) B) C) D) A két egyensúlyi helyzet egybeesik. A két egyensúlyi helyzet nem esik egybe. Csak a q töltést lehet elhelyezni úgy, hogy egyensúlyban legyen. Csak a -q töltést lehet elhelyezni úgy, hogy egyensúlyban legyen. 2 pont 11. Egy m tömegű, h magasságú vastag betonoszlop kidől. Mennyivel változik a helyzeti energiája az eredeti állapothoz képest a talajt érés után? A) B) C) ΔΕ < mgh/2 ΔΕ = mgh/2 ΔΕ > mgh/2 2 pont 12.

Pontszerű töltés légüres térben homogén mágneses mezőben mozog az indukcióvonalakra merőleges síkban. Milyen mennyiség lesz állandó? A) B) C) D) A töltés sebességvektora. A töltés gyorsulásvektora. Mindkét mennyiség állandó. Egyik mennyiség sem állandó. 2 pont írásbeli vizsga 1112 6 / 16 2012. május 17 Fizika emelt szint Azonosító jel: 13. Vajon miből állhat az anti-hidrogén atom? A) B) C) D) Egy protonból és egy elektronból. Egy protonból és egy pozitronból. Egy antiprotonból és egy elektronból. Egy antiprotonból és egy pozitronból. 2 pont p 14. Milyen folyamatot ábrázol a mellékelt p - V diagramon feltüntetett nyíl? V A) B) C) Adiabatikus folyamatot. Izotermikus folyamatot. Egyiket sem. 2 pont 15. Mitől függ egy atom de Broglie hullámhossza? A) Az atom fajtájától – minden atomnak jellegzetes de Broglie hullámhosszai vannak, ami az emissziós színképében kimutatható. B) A lendületétől – az atom

de Broglie hullámhossza csökken ha az atom sebessége vagy tömege növekszik. C) A tömegétől – minél nehezebb egy atom, annál nagyobb a de Broglie hullámhossza. 2 pont írásbeli vizsga 1112 7 / 16 2012. május 17 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 oldalakra írhatja. A kvantumhipotézis és a fényelektromos jelenség Hiábavaló kísérleteim, hogy a hatáskvantumot valamiképpen belehelyezzem a klasszikus elméletbe, több éven át elhúzódtak, és igen sok munkámba kerültek. Néhány kollégám valami tragikusat látott ebben Nekem más a véleményem.

Számomra ugyanis a nyereség, amit ez az alapos feltárás hozott annál értékesebb volt. Most tehát pontosan tudtam, hogy a hatáskvantum a fizikában jelentősebb szerepet játszik, mint ahogyan kezdetben hajlamos voltam feltételezni Max Planck Planck és Einstein Ismertesse a fény kvantáltságának hipotézisét, Planck és Einstein szerepét a hipotézis megalkotásában, igazolásában! Mutassa be a fényelektromos jelenséget, s egy konkrét, a leírásban vázolt kísérleti elrendezés kapcsán ismertesse, hogyan igazolják a kísérleti tapasztalatok a fény kvantáltságának elméletét. Írja fel a fényelektromos jelenség alapegyenletét, s nevezze, meg illetve értelmezze az egyenletben szereplő fizikai mennyiségeket. Vázolja a fényelektromos jelenség legalább két alkalmazási területét írásbeli vizsga 1112 8 / 16 2012. május 17 Fizika emelt szint Azonosító jel: Generátor és a motor Midőn ez imént tárgyat villamdelejes forgásokra

való készüléket 1827. és 1828 évek előtt jó eredménnyel létrehoztam, akkor még nem lehetett hasonlóknak leírását a kezemnél létezett folyóiratokban vagy munkákban találni és olvasni. Ezen körülménynél fogva részemről azon véleményben voltam, hogy a leírt villamdelejes készülékeknek és alkalmazási módjuknak én volnék a feltalálója Jedlik Ányos Jedlik Ányos „villamdelejes forgony”-a Mutassa meg, hogyan hoz létre a generátor mechanikai munkavégzés során elektromos áramot! Ismertetése során készítsen vázlatos rajzot a rendszer felépítéséről, s térjen ki a folyamat elméleti hátterére, a Lenz-törvény szerepére! Adja meg a generátor felhasználásának egy területét! Mutassa be egy szabadon választott típusú elektromotor működésének elvét, a működést értelmező fizikai törvényeket, kölcsönhatásokat! Leírása során készítse el a motor elvi működését szemléltető vázlatos rajzot, s mutassa be az

elektromotor felhasználásának egy területét! Szól a síp A fuvolya, melly fából, csontból, vagy üvegből készült, fölül zárt, alul nyilt hengeridomú cső, zárt vége alatt élesszélű szájlyukkal, hossza irányában pedig más kisebb oldallyukakkal ellátva. Ha a légfolyam a szájlyuk éles széle felé ferde irányban fuvatik, mialatt az oldallyukak mind zárvák, a gerjesztett lebegésnek, mellyeknek közepén csomó támad, a fuvolyát illetőleg a legmélyebb zöngét adják. Schirkhuber Móricz: Elméleti és tapasztalati természettan alaprajza (1851) Ismertesse az állóhullámok fogalmát, keletkezésüknek mechanizmusát! Mutassa be a sípban keletkező hang legfontosabb fizikai jellemzőit, ezek kapcsolatát, a hullám típusát, a hang magasságát meghatározó tényezőket! Mutassa be a nyitott és zárt sípban kialakuló hang sajátságait, a hullámhossz és a síp hossza közötti összefüggést! Ismertesse a felharmonikusok szerepét a síp

hangjának kialakításában! írásbeli vizsga 1112 9 / 16 Összesen Kifejtés 18 pont 5 pont 2012. 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 mai, számítógépekben használatos merevlemez egy (vagy több) nagy sebességgel forgó merev lemezből és a lemez felületéhez közel mozgó olvasófejből áll. Az adatokat a lemezen piciny mágneses szemcsék tartalmazzák, az olvasófej a piciny mágnesek irányát értelmezi egy bit információnak, egy 1-esnek vagy egy 0-nak. A meghajtó mechanikája az olvasófejet sugárirányban mozgatja, az adott sugárhoz tartozó biteket pedig az olvasófej sorban olvassa, ahogy azok a lemez forgása során elhaladnak előtte. Egy bizonyos típusú merevlemezben két, egy-egy bitnek megfelelő

piciny mágnesszemcse távolsága kb. 30 nm a) b) c) Legfeljebb mekkora sebességgel lehet képes az olvasófej kiolvasni az adatokat egy olyan lemez legkülső részéről, amelyen a lemez átmérője 3,5” (inch), forgási sebessége 7200 RPM (fordulat percenként)? (1 inch = 2,54 cm, az adatolvasás sebességét manapság Gbit/s-ban szokás megadni.) Legfeljebb mekkora olvasási sebesség érhető el olyan adatoknál, amelyek a lemez forgás tengelyétől 3 cm-re helyezkednek el? Körülbelül hány Gbyte információ tárolására lehet alkalmas a lemez, ha az adatok a lemezen a tengelytől 1 cm–4,5 cm között helyezkednek el, és egy byte nyolc bitből áll? a) b) c) 6 pont 2 pont 3 pont írásbeli vizsga 1112 10 / 16 Összesen 11 pont 2012. május 17 Fizika emelt szint Azonosító jel: 2. Egy gépkocsi akkumulátor 6db sorba kapcsolt egyforma cellából áll Az akkumulátor üresjárási feszültsége (elektromotoros ereje) 13,2V. Ha az akkumulátor

terhelése 54 W, akkor a kapocsfeszültség 10,8 V-ra csökken. Mekkora egy-egy cella belső ellenállása? Mekkora az akkumulátor rövidzárási árama? Összesen 11 pont írásbeli vizsga 1112 11 / 16 2012. május 17 Fizika emelt szint Azonosító jel: 2 . A tartályban lévő gáz lassan felmelegszik R a környezet t1=27 ºC-os hőmérsékletére. ( a) b) c) = l o m J k K 0 0 3 8 = N m c 0 1 p0 3. Egy vékony falú V=200 dm3 térfogatú tartályba t0= -123 ºC hőmérsékletű héliumgázt töltünk. A tartály oldalán biztonsági szelep található. Ez lényegében egy A=5 cm2 felületű lukacska, amelyre egy rugó zárólapot szorít. A rugóban ébredő erő F = 25 N. A gáz nyomása kezdetben ) ⋅ Mekkora a tartályba zárt héliumgáz tömege kezdetben? Mennyi a gáz hőmérséklete, amikor kinyit a biztonsági szelep? Mennyi a tartályban lévő héliumgáz tömege, amikor a hőmérséklet eléri a környezet hőmérsékletét? a) b) c) 3 pont 6

pont 4 pont írásbeli vizsga 1112 12 / 16 Összesen 13 pont 2012. május 17 Fizika emelt szint Azonosító jel: 4. Egy tőlünk két méter távolságra lévő, pontszerű fényforrást nézünk, mely egyforma erősséggel világít minden irányba. A fényforrás teljesítménye 10 W, a kisugárzott fény hullámhossza λ = 450 nm. Körülbelül hány foton halad át a pupillánkon egy másodperc alatt, ha pupillánk átmérője a megfigyelés idején 4 mm? m c = 3 ⋅108 , h = 6,62 ⋅10 −34 Js . s Összesen 12 pont írásbeli vizsga 1112 13 / 16 2012. május 17 Fizika emelt szint írásbeli vizsga 1112 Azonosító jel: 14 / 16 2012. május 17 Fizika emelt szint írásbeli vizsga 1112 Azonosító jel: 15 / 16 2012. 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 1112 16 / 16 2012. május 17 ÉRETTSÉGI VIZSGA 2012. május 17 Fizika emelt szint Javítási-értékelési útmutató 1112 FIZIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ NEMZETI ERŐFORRÁS MINISZTÉRIUM Javítási-értékelési útmutató Fizika emelt szint 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 1112 2 / 10 2012. május 17 Javítási-értékelési útmutató Fizika emelt szint ELSŐ RÉSZ 1. D 2. C 3. A 4. C 5. C 6. C 7. B 8. A 9. B 10. A 11. A 12. D 13. D 14. C 15. B Helyes válaszonként 2 pont. Összesen 30 pont. írásbeli vizsga 1112 3 / 10 2012. május 17 Javítási-értékelési útmutató Fizika emelt szint MÁSODIK RÉSZ Mindhárom témában minden pontszám bontható. 1. A kvantumhipotézis és a fényelektromos jelenség A kvantumhipotézis tartalmának és megalkotásának ismertetése: 6 pont A fény adagokban, energiacsomagokban terjed. (1 pont) A foton energiája arányos a fény frekvenciájával. (1 pont) Az összefüggés felírása. (1 pont) Planck fogalmazta meg az energia kvantáltságának hipotézisét (1 pont) Einstein

alkalmazta fényre (1 pont), s igazolta a fényelektromos jelenség kapcsán (1 pont) A fényelektromos jelenség bemutatása: 6 pont A jelenség ismertetése (1 pont) Egy lehetséges kísérleti elrendezés (1 pont) A frekvencia változás és az elektronok kilépésének kapcsolata (1 pont) A fény intenzitása (fényforrás teljesítménye) és az elektronok kilépésének kapcsolata (1 pont) A tapasztalatok értelmező összegzése (2 pont) A fotoeffektus alapegyenlete: 4 pont Az egyenlet felírása (1 pont) A kilépési munka fogalma (2 pont) Az elektronok kilépési sebessége (1 pont) Alkalmazások megadása: 2 pont Alkalmazásonként 1 pont Összesen 18 pont írásbeli vizsga 1112 4 / 10 2012. május 17 Javítási-értékelési útmutató Fizika emelt szint 2. Generátor és motor A generátor áramtermelésének bemutatása: 10 pont A mágneses tér helyes megjelenítése a vázlaton (1 pont) A forgó keret (tekercs) megjelenítése a vázlaton (1 pont) A vezető

keret töltéseire ható Lorentz-erő bemutatása (2 pont) (2 pont akkor adható, ha a keret több, a mágneses térben különböző pozíciójú szakaszán megadja a Lorentz-erőt. Az indukált áram irányának helyes megadása (1 pont) (Az előző két részlépésre járó 3 pont akkor is megadható, ha a vizsgázó a Lorentz-erő töltésszétválasztó hatása helyett a keret által közrefogott mágneses fluxus változásával indokolja az indukált áram létrejöttét, s annak irányát helyesen adja meg.) A Lenz-törvény megfogalmazása (1 pont) Vonatkoztatása a konkrét helyzetre (1 pont) Megnyilvánulásának elemzése a generátor esetében (2 pont) Olyan áram indukálódik, melyre a mágneses térben fellépő másodlagos Lorentz-erő úgy hat, hogy akadályozza a tekercs forgását. Vagy az indukált áram mágneses tere és a külső mágneses tér kölcsönhatása a forgást akadályozza. Az alkalmazás egy példája (1 pont) Az elektromotor működésének

bemutatása: 8 pont Egy elektromotor típus működési vázlata (2 pont) Az áram irányának megadása (1 pont) A forgást kiváltó erők megadása (2 pont) Annak bemutatása, hogy milyen módon marad fenn a folyamatos forgás (2 pont) Egy alkalmazás bemutatása (1 pont) Összesen 18 pont írásbeli vizsga 1112 5 / 10 2012. május 17 Javítási-értékelési útmutató Fizika emelt szint 3. Szól a síp Az állóhullám fogalmának ismertetése: 2 pont Az ismertetés tartalmazza a csomópontra és duzzadóhelyre való utalást. (Magyarázó rajz is elfogadható, s a transzverzális hullám képével való bemutatás is teljes értékű.) Az állóhullám keletkezése: 2 pont A sípban keletkező hang: 7 pont A frekvencia, terjedési sebesség és hullámhossz fogalma, s a köztük fennálló kapcsolat megadása (1+1+1+1 pont) Utalás a hang longitudinális voltára (1 pont) A hangmagasság és a hangfrekvencia összefüggésére (2 pont) Nyitott és zárt síp

bemutatása: 4 pont Egy nyitott síp bemutatása a benne keletkező hang csomópontjaival, duzzadóhelyeivel, a hullámhossz megadásával (2 pont) Egy zárt síp bemutatása a benne keletkező hang csomópontjaival, duzzadóhelyeivel, a hullámhossz megadásával (2 pont) A felharmonikusok szerepének megadása: 3 pont A síp hangja az alaphang mellett számos felharmonikust is tartalmaz, ezek együtt alakítják ki a síp jellegzetes hangszínét (A felharmonikusok mibenlétének részletes elemzése nem szükséges.) Összesen 18 pont 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 1112 6 / 10 2012. május 17 Javítási-értékelési útmutató Fizika emelt szint HARMADIK RÉSZ 1. feladat Adatok: f1 = 7200 RPM, d = 30 nm/bit, D1 = 3,5”, R2 = 3 cm, R3 = 1,0 – 4,45 cm a) Annak felismerése, hogy a lemez egy adott sugaránál a kerületi sebesség és két szemcse távolsága határozza meg az adatolvasás sebességének lehetséges legnagyobb értékét: 2 pont Mivel a lemezen lévő mágnesszemcsék a lemez forgása miatt sorban haladnak el az olvasófej előtt, az adatolvasás lehető legnagyobb sebességét a lemez egy adott sugarához tartozó kerületi sebességének, illetve a d szemcsetávolságnak hányadosa adja v meg: η = R (Amennyiben a vizsgázó

ezt a felismerést nem írja le, de később ennek d a képletnek megfelelően számol, a két pont jár.) A lemez legkülső részéhez tartozó sugár illetve kerületi sebesség kiszámítása: Mivel D1 = 3,5" = 8,9 cm ezért R1 =4,45 cm (1 pont). 1 + 2 pont 1 m vR = R ⋅ ω = R ⋅ f ⋅ 2π = 4,45 cm ⋅ 7200 RPM ⋅ 2π = 4,45 cm ⋅ 120 ⋅ 2π = 33,6 (2 pont) s s Az adatolvasás maximális sebességének kiszámítása: 1 pont Az adatolvasás sebessége: η1 = vR Gbit = 1,12 . d s b) Az adatolvasás sebességének kiszámítása a második esetben: 2 pont (bontható) Mivel az adatolvasás sebessége a kerületi sebességgel arányos, az pedig a sugárral, a keresett mennyiség kiszámítható az előző adatolvasási sebességből a sugarak arányában, vagy pedig az új kerületi sebesség segítségével: R2 Gbit = 0,75 vagy pedig R1 s 1 v m Gbit vR = R2 ⋅ ω = 3 cm ⋅ 120 ⋅ 2π = 22,4 és η 2 = R = 0,75 s d s s η2 = η1 ⋅ c) A tárolható

adatmennyiség meghatározása: 3 pont (bontható) Mivel az egy bitet tároló szemcsék hozzávetőleges távolsága 30 nm, egy bit „helyigénye” Abit = d 2 = 900 nm 2 = 9 ⋅10 −16 m 2 (1 pont). írásbeli vizsga 1112 7 / 10 2012. május 17 Javítási-értékelési útmutató Fizika emelt szint A lemez hatásos területe (az 1,0 cm és a 4,45 cm sugarak között): Alemez = (4,45) 2 cm 2 ⋅ π − 1,0 cm 2 ⋅ π = 59 cm 2 ≈ 6 ⋅10 −3 m 2 (1 pont) Amiből a lemezen elhelyezkedő byte-ok száma: Alemez = 838 Gbyte . (1 pont) 8 ⋅ Abit Amennyiben a vizsgázó tisztában van azzal, hogy a számítástechnikában 1 Gbyte valójában nem egyszerűen 109 byte, hanem (1024)3 byte, a kapacitásra 780 Gbyte jön ki, így ezt az értéket is el kell fogadni. Clemez = Összesen: 11 pont 2. feladat Adatok: U0 =13,2 V, P = 54 W, U1 = 10,8 V Az terhelt akkumulátor áramának felírása és kiszámítása: Mivel az akkumulátor teljesítménye P = I ⋅ U1 (1 pont), P = 5 A

(rendezés és számítás 1 + 1 pont). ezért I = U1 Az akkumulátor teljes belső ellenállásra eső feszültség megadása: 3 pont (bontható) 1 pont U belső = U 0 − U1 = 2,4 V Az akkumulátor teljes belső ellenállásának felírása és kiszámítása: 2 pont Rb = U belső = 0,48 Ω I Annak felismerése, hogy sorba kötött cellák esetén az akkumulátor eredő belső ellenállása egyenlő a hat cella belső ellenállásának összegével: 2 pont (Amennyiben a vizsgázó ezt a felismerést nem írja le, de ennek megfelelően számol, a két pont jár. A felismerés az akkumulátor belső szerkezetének sematikus ábrázolásával is kifejezhető, amennyiben külön szerepel a rajzon a hat sorba kötött cella, és a belső ellenállások cellánként fel vannak tüntetve.) Egy cella belső ellenállásának kiszámítása: 1 pont U 6 ⋅ Rb = belső = 0,48 Ω ⇒ Rb = 0,08 Ω I Az akkumulátor rövidzárási áramának felírása és kiszámítása: 1 + 1 pont I

rövidzár U = 0 = 27,5 A Rb Összesen: 11 pont írásbeli vizsga 1112 8 / 10 2012. május 17 Javítási-értékelési útmutató Fizika emelt szint 3. feladat Adatok: V = 200 dm3 , t0 = -123 ºC, t1 = 27 ºC, A = 5 cm2 , F = 25 N, p0 = 10 R = 8300 N , cm 2 J kg , M =4 . K ⋅ kmol kmol a) A tartályba töltött héliumgáz tömegének felírása és kiszámítása: 3 pont (bontható) m p ⋅V ⋅ M ⋅ R ⋅T ⇒ m = amiből m = 64 g. (A gáztörvény felírása 1 pont, M R ⋅T a megfelelő adatok behelyettesítése 1 pont, a keresett tömeg kiszámítása 1 pont.) p ⋅V = b) A biztonsági szelep kinyílásához szükséges nyomás felírása és kiszámítása: 3 pont (bontható) A szelep akkor nyílik ki, amikor a zárólapra belülről ható erő éppen meghaladja a külső légnyomásból származó erőnek és a rugóerőnek az összegét. A ⋅ pmax = A ⋅ p0 + F (2 pont) F N . (1 pont) A tartályban lévő gáz nyomása ekkor pmax = p0 + = 15 A cm 2 A

keresett hőmérséklet felírása és meghatározása: 3 pont (bontható) Mivel az állapotváltozás állandó térfogat mellett megy végbe, a Gay–Lussac-törvény p p p ⋅T alkalmazható rá: 0 = max (1 pont), amiből T = max 0 = 225 K azaz t’= -48 ºC T0 T p0 (rendezés és számítás, 1 + 1 pont). (A keresett hőmérsékletet nem szükséges Celsius fokra átváltani, amennyiben a Kelvinben kiszámított hőmérséklet helyes, a teljes pont jár.) c) Annak felismerése, hogy a gáz további melegedése már nem növeli a nyomást, mivel a biztonsági szelepen át folyamatosan távozik a gáz egy része: 2 pont Amennyiben a vizsgázó ezt a felismerést nem írja le, de valahol képlettel kifejezi (pl. pvégső = pmax vagy a későbbi számolásban pmax szerepeltetése végső nyomásként), a két pont jár. A tartályban maradó héliumgáz tömegének felírása és kiszámítása: 1 + 1 pont Mivel a tartályban lévő gáz végső nyomása pmax , ezért a felmelegedés

végén m pmax ⋅ V = 1 ⋅ R ⋅ T1 ⇒ m1 = 48 g. M Amennyiben a vizsgázó a bezárt gáz végső nyomásának a külső nyomást veszi (mondván, hogy a szelep „kinyitott”), a c) kérdésre legfeljebb két pont adható. Összesen: 13 pont írásbeli vizsga 1112 9 / 10 2012. május 17 Javítási-értékelési útmutató Fizika emelt szint 4. feladat m , h = 6,62 ⋅10 −34 Js . s A fényforrás által egy másodperc alatt kibocsátott fotonok számának meghatározása: 6 pont (bontható) A fényforrás teljesítménye egyenlő az egy másodperc alatt kibocsátott fotonok számának és az egy foton energiájának szorzatával: P = N ⋅ E (2 pont). Adatok: P = 10 W, λ = 450 nm, d = 4 mm, R = 2 m, c = 3 ⋅108 Egy foton energiája E = h⋅c λ = 4,4 ⋅ 10-19 J (felírás és számítás, 1 + 1 pont), P 1 = 2,27 ⋅ 1019 (felírás és s E számítás, 1 + 1 pont). A fotonenergia kiszámítása nem feltétlenül szükséges P Amennyiben a vizsgázó a foton

energiáját paraméteresen írja be az N = képletbe és E a végeredmény helyes, a teljes pontszám jár. Amennyiben azonban a foton energiájára vonatkozó képlet nem szerepel valahol, helyes válasz esetén is legfeljebb 4 pont jár összesen erre a feladatrészre. Amiből a másodpercenként kibocsátott fotonok száma: N = A pupillánkon egy másodperc alatt áthaladó fotonok számának meghatározása: 6 pont (bontható) A pupillánkon egy másodperc alatt áthaladó fotonok száma a teljes fotonszámnak azon hányada, amelyik a pupillánk irányába indul el a fényforrásból, azaz a teljes fotonszám, illetve a pupillánk területének és a teljes 2 m sugarú gömb felületének hányadosa: Apupilla N= N (3 pont). Agömb 2 ⎛d⎞ A pupilla területe: Apupilla = ⎜ ⎟ ⋅ π = 12,6 ⋅10 − 6 m 2 (1 pont). ⎝ 2⎠ A gömbfelület területe: Agömb = 4 ⋅ R 2 ⋅ π = 50,3 m 2 (1 pont). 1 (1 pont). s (A felületek számszerű kiszámítása nem szükséges,

amennyiben a vizsgázó paraméteresen számol és az eredmény helyes, a teljes pontszám jár.) A keresett fotonszám tehát: N = 5,68 ⋅1012 II. megoldás: A feladat megoldható fordított sorrendben is, úgy hogy a vizsgázó a felületek arányával először a pupillán áthaladó fény teljesítményét számolja ki, majd pedig az ezen teljesítményhez tartozó fotonszámot. A Ebben az esetben P = P pupilla = 2,5 ⋅10 − 6 W (összesen 6 pont, az előzőeknek Agömb megfelelően bontható), 1 P és N = = 5,68 ⋅1012 (összesen 6 pont, az előzőeknek megfelelően bontható). s E Összesen: 12 pont írásbeli vizsga 1112 10 / 10 2012. május 17