A Fizika érettségi feladatsor kérdései és megoldásai
A mai napon középszinten 709 helyszínen 5883 diák, emelt szinten 26 helyszínen 545 diák tett érettségi vizsgát. Ezekkel a kérdésekkel találkoztak a feladatlapon:
Első rész
1. Ideális gáz izoterm állapotváltozás során 500 J munkát végez környezetén. Mekkora a gáz belsőenergia-változása?
A) A gáz belső energiája nem változik
B) A gáz belső energiája 500 J-lal nő.
C) A gáz belső energiája 500 J-lal csökken
2. Két különböző ellenállást kapcsoltunk össze. Milyen kapcsolásra lehet érvényes a következő állítás? Az eredő ellenállás kisebb, mint a kisebbik ellenállás.
A) Soros kapcsolásra.
B) Párhuzamos kapcsolásra.
C) Ilyen kapcsolás nem létezik.
3. Egy kettős lejtő 30 fokos oldaláról kezdősebesség nélkül lecsúszik egy test. Milyen magasra jut fel a 45 fokos oldalon, ha a két lejtő közti átmenet zökkenőmentes és a súrlódás elhanyagolható?
A) Nem jut fel olyan magasra, mint amilyen magasról indult.
B) Ugyanolyan magasra jut fel, mint amilyen magasról indult.
C) Magasabbra jut fel, mint amilyen magasról indult.
4. Egy adott kezdeti állapotú gáznak először állandó nyomáson, majd ugyanolyan kezdőállapotból kiindulva állandó hőmérsékleten csökkentjük a térfogatát 1 dm3-rel. Melyik esetben végzünk több munkát?
A) Akkor, amikor a nyomás állandó.
B) Akkor, amikor a hőmérséklet állandó.
C) Pontosan egyforma a munkavégzés a két esetben.
5. Egy 0,1 kg-os tömegű test súrlódásmentesen lecsúszik egy földgömb alakú gödörbe. Mit állíthatunk a nyomóerőről, amikor a test a gödör legalsó pontján halad át? (g = 10 m/s2)
A) A nyomóerő kisebb, mint 1 N.
B) A nyomóerő éppen 1 N.
C) A nyomóerő nagyobb, mint 1 N.
6. Három különböző tömegű részecskét tömegük szerint növekvő sorrendbe szeretnénk állítani. Melyik a helyes sorrend?
A) Elektron, neutron, proton.
B) elektron, proton neutron.
C) Proton, elektron, neutron.
7. Hőszigetelt edényben lévő 0 °C-os vízbe 0 °C-os jeget teszünk. Változik-e a víz tömege néhány perc elteltével?
A) Igen, a víz tömege nő.
B) Igen, a víz tömege csökken.
C) Nem, a víz tömege nem változik.
8. Lehet-e egy áramjárta egyenes tekercset iránytűként felhasználni?
A) Igen, de csak akkor, ha a tekercs felfüggesztése olyan, hogy az elég könnyen elfordulhat.
B) Nem, mivel iránytűnek csak permanensen mágnesezett anyag használható.
C) Igen, de csak akkor, ha nem helyezünk bele vasmagot.
9. Egy 50 cm hosszú rugót egy 2 kg tömegű test 20 cm-rel nyújt meg, ha ráakasztjuk. Mennyire nyújtaná meg egy 2 kg tömegű test ugyanezen rugónak egy 25 cm-es darabját?
A) 10 cm
B) 20 cm
C) 40 cm
10. A hidrogénatom elektronjának energiaszintjeit a Bohr-modell szerint az En = -2,2 aJ/n2 összefüggés adja meg. Mekkora energiát bocsát ki a hidrogénatom, ha elektronja az első gerjesztett energiaszintről a legmélyebb energiaszintre ugrik?
A) 2,2 aJ
B) 1,65 aJ
C) 0,55 aJ
11. Egy síktükröt pontszerű fényforrással világítunk meg. Mint mondhatunk a fényforrásból kiinduló sugarakról a tükörről való visszaverődés után?
A) Összetartanak.
B) Párhuzamosak.
C) Széttartanak.
12. Az alábbi sugárzások közül melyik nem elektromágneses hullám?
A) Az alfa-sugárzás
B) Az ultraibolya sugárzás
C) A gamma-sugárzás
13. Egy radioaktív anyag felezési ideje 1 óra. Hányad része bomlik el az anyagnak 3 óra alatt?
A) 1/8
B) 5/6
C) 7/8
14. Három fényforrásunk van: egy 1 W-os, egy 1,5 W-os és egy 2 W-os. Ezek segítségével egyesével fényelektromos jelenséget szeretnénk létrehozni. A következőket tudjuk: az 1 W-os fényforrás nem vált ki a vizsgált fémből fényelektromos jelenséget. Az 1,5 W-os fényforrás kiváltja a jelenséget. A 2 W-os fényforrás az 1 W-os fényforrással megegyező frekvenciájú fényt bocsát ki. Mit állíthatunk a 2 W-os fényforrásról?
A) A 2 W-os fényforrás biztosan kiváltja a fényelektromos jelenséget.
B) Lehet, hogy a 2 W-os fényforrás kiváltja a fényelektromos jelenséget.
C) A 2 W-os fényforrás biztosan nem váltja ki a fényelektromos jelenséget
15. Az alábbi tudósok közül melyik ismerte fel a láncreakció lehetőségét?
A) Teller Ede
B) Szilárd Leó
C) Wigner Jenő
16. Hány km/h-nak felel meg 36 m/s?
A) 129,6 km/h
B) 36 km/h
C) 10 km/h
17. Fel tud-e mágnesezni egy közönséges mágnes egy acéldarabot?
A) Nem, mert a mágnesnek két pólusa van, és azok szétválaszthatatlanok.
B) Igen, de csak akkor, ha hozzáérintjük.
C) Igen, akár hozzáérintjük, akár a közelébe helyezzük.
18. A grafikon egy egyenes vonalú mozgást végző test pillanatnyi sebességének nagyságát mutatja az idő függvényében. Az alábbi jelenségek közül melyikre vonatkozhat a grafikon?
A) Egy feldobott kő eléri pályája tetejét, visszafordul, földet ér, és megáll.
B) Egy rugón rezgő test az egyik, illetve másik szélső helyzete között mozog.
C) Egy autó elindul, felgyorsul, majd lefékez és megáll
19. Hatnak-e a Nap körül keringő bolygók gravitációs vonzerővel a Napra?
A) Igen, de a Nap mozgására gyakorolt hatásuk annak nagy tömege miatt elhanyagolható.
B) Nem, hiszen akkor a Nap nem lehetne nyugalomban.
C) Igen, ezért mozog a Nap a Tejútrendszeren belül a Herkules csillagkép felé.
20. Két testet termikus kölcsönhatásba hozunk. Az egyik test („A”) belső energiája 30 J, a másiké („B”) 50 J. Melyik test ad le és melyik test vesz fel energiát a kölcsönhatás során?
A) A „B” test ad át energiát az „A”-nak, mert kezdetben a „B”-nek nagyobb az energiája.
B) Az „A” test ad át energiát a „B”-nek, mert kezdetben az „A”-nak nagyobb a hőmérséklete.
C) A megadott adatok alapján nem dönthető el a kérdés.
Második rész
m1 = 10 kg, m2 = 2 kg,
k1 = 1m, k2 = 2,5 m, g = 10 m/s2
a) Mekkora F erővel kell húznunk a fonalat, hogy a rendszer egyensúlyban legyen?
b) Hová kell tennünk az 2 m testet, hogy F = 75 N erő legyen szükséges az egyensúly fenntartásához?
Megoldás:
2. Az ábrán látható függőleges hengerben egy súrlódás nélkül mozgó dugattyú levegőt zár be.
felülete A = 20 cm2,
a levegőoszlop magassága h = 10 cm,
hőmérséklete t = 20 oC,
a külső légnyomás 105 Pa.
(A megoldás során akár a levegő normálállapothoz tartozó sűrűsége ρ0 = 1,29 kg/m3, akár a levegő átlagos moláris tömege M = 29 g/mol felhasználható.)
Megoldás:
V = h ⋅ A = 200 cm3
p = pkülső + (m*g)/A = 1,5⋅105 Pa
(p*V)/T = (p0*V0)/T0
p0 = 10 N/m2, T0 = 273 K
V0= 280 cm3
m= V0 ⋅ρ0 = 0,36 g
p = m/V = 1,8 kg/m3
PV = (m/M)RT
m = PVM/RT = 0,36 g
ρ = m/V= 1,8 kg/ m3
3/A Egy 10 W-os, hálózati feszültségre méretezett egyszerű izzólámpának lágy és viszonylag hosszú wolframszálból készül az izzószála. Ha működés közben egy erős mágnes egyik pólusát közelítjük az üvegburához, akkor azt tapasztaljuk, hogy az izzószál heves rezgésbe jön.
a) Miért jön rezgésbe az izzószál?
b) Hosszabb idő (néhány perc) elteltével megállapodik-e valahol az izzószál?
c) Mi állítható az izzószálra ható erőről, ha a hálózati feszültség helyett egyenfeszültséggel
üzemeltetjük az izzólámpát?
d) Hosszú idő (néhány perc) elteltével ebben az esetben megállapodik-e valahol az
izzószál?
Minden válaszát indokolja!
Megoldás:
3/A feladat
a) Az áramjárta vezetőre mágneses mezőben ható erő (Lorentz-erő) felismerése
A hálózati áram váltóáram
A váltakozó irányú áram miatt a wolframszálra váltakozó irányú erő hat
Ez az erő rezgésbe hozza a szálat
b) Az izzószálra megszakítás nélkül váltakozó irányú erő hat, s így az nem állapodik meg
c) Egyenáram esetén az izzószálra ható erő iránya változatlan
(Nem szükséges leírni, hogy az áram bekapcsolásakor egyenáramú esetben is rezegni kezd az izzószál.)
d) Egyenáram esetén van egyensúlyi helyzet, ahol az izzószál végül megállapodik
Az állandó erő miatt ez az egyensúly egy kitérített helyzet
(Nem szükséges annak felismerése, hogy az izzószál csillapodó rezgőmozgással éri el az új egyensúlyi helyzetét.)
3/B A radioaktív sugárzást kibocsátó hulladékot atomtemetőben helyezzük el. A biztonságos elhelyezés érdekében egy mintán megmértük a tároló betonfalának sugárzáselnyelő képességét a falvastagság függvényében. A mellékelt táblázat mutatja, hogy egy Geiger−Müller-számlálócsővel hány részecskét detektálunk a falon kívül másodpercenként. 15 beütés/s-os sugárzásszintnél nagyobb terhelés a szabvány szerint nem érheti az emberi szervezetet.
| Falvastagság (cm) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 |
| Sugárzás a falon kívül (beütés/s) | 210 | 147 | 106 | 73 | 51 | 37 | 25 | 18 | 13 |
a) Ábrázolja a mért beütésszámokat a tároló falvastagságának függvényében!
b) Hányad részére csökkenti le az első 4 cm beton a környezetbe kijutó sugárzást?
c) Milyen vastag betonfal védi meg biztonságosan a környezetet?
d) A hulladékban lévő izotóp felezési ideje 17 év. Meghaladja-e a hulladék
sugárzásszintje 50 év múlva a szabvány szerint megengedhető mértéket?
Megoldás:
a) A táblázatban szereplő adatok ábrázolása:
A tengelyek megnevezése, a megfelelő beosztás, a pontok felvétele, a görbe berajzolása:
b) A sugárzás csökkenésének megállapítása a táblázat vagy a rajz alapján
A sugárzás a felére csökken az első 4 centiméternyi betonon való áthaladás során.
c) A sugárzás csökkenésének megállapítása a táblázat vagy a rajz alapján
A sugárzást legalább 15 cm-es betonfal csökkenti le a kívánt mértékben.
d) A sugárzás szintjének 15 beütés/s-ra kell lecsökkennie, hogy már veszélytelen legyen az emberi egészségre
A felezési idő és a várakozási idő összevetése
Az 50 év várakozási idő kevesebb, mint a felezési idő 3-szorosa, így ezalatt az aktivitás még nem csökken a nyolcadára sem, azaz nem csökken 26 beütés/másodperc alá.
A végkövetkeztetés levonása
A hulladék még 50 év múlva is egészségre veszélyes mértékben sugároz.
