Maturitní otázky z předmětu FYZIKA

Transkript

1 Wichterlovo gymnázium, Ostrava-Poruba, příspěvková organizace Maturitní otázky z předmětu FYZIKA

2 1. Pohyby z hlediska kinematiky a jejich zákony Klasifikace pohybů z hlediska trajektorie a závislosti rychlosti na čase. Popiš pohyby z hlediska jejich rychlosti a vyslov zákony pro rychlost a dráhu a sestroj graf závislosti rychlosti a dráhy na čase. Na příkladech volného pádu vysvětli kinematiku zrychlení pohybů hmotného bodu a porovnej s kinematikou rovnoměrných přímočarých pohybů. Popiš pohyb hmotného bodu po kružnicové trajektorii a porovnej ho s rovnoměrným přímočarým pohybem. Uveď a definuj veličiny, které užíváme pro popis pohybu hmotného bodu a sestroj graf jejich závislosti na čase. 2. Pohyby z hlediska dynamiky a jejich zákony Na příkladech volného pádu vysvětli dynamiku zrychlených pohybů hmotného bodu a porovnej ji s dynamikou rovnoměrných přímočarých pohybů. Vyslov a vysvětli význam Newtonových pohybových zákonů. Na některých konkrétních příkladech vysvětli platnost N. d. z. Vysvětli veličiny klidová a setrvačná hmotnost, síla, hybnost a uveď zákony, které pro ně platí. Uveď příklady jejich využití. 3. Gravitační pole Popiš gravitační pole a uveď jeho vlastnosti. Popiš gravitační pole Země a porovnej ho s tíhovým polem. Vysvětli rozdíl mezi gravitační sílou Země a tíhovou sílou, tíhovou sílou a tíhou. Vyslov a vysvětli zákon všeobecné gravitace a Keplerovy zákony. Srovnej gravitační pole s jinými fyzikálními poli z hlediska jejich společných a rozdílných vlastností a projevů. Uveď základní charakteristiky jednotlivých druhů fyz. polí. Popiš pohyby v homogenním i nehomogenním poli Země. Urči vztahy, které pro ně platí 4. Mechanika tuhého tělesa Vysvětli pojem dokonale tuhé těleso. Diskutuj podmínky rovnováhy tuhého tělesa. Formuluj podmínky vzniku rovnoměrného otáčivého pohybu tuhého tělesa. Porovnej posuvný a otáčivý pohyb tuhého tělesa z kinematického a dynamického hlediska. Diskutuj o rozličných možnostech skládání a rozkládání dvou sil, které působí v jednom i v různých bodech tuhého tělesa. 5. Práce a výkon Objasněte souvislost mezi prací a energií a fyzikální význam těchto veličin. Definujte práci ve fyzice a popište ji v různých oblastech fyziky. Grafické znázornění práce. Popište mechanickou a elektrickou práci a energii a uveďte vztahy, které platí pro práci a energii ve fyzice v různých oblastech. Vysvětlete průměrný a okamžitý výkon. Porovnejte a vysvětlete výkon stejnosměrného a střídavého proudu. Maturitní otázky z předmětu fyzika strana 2

3 6. Energie a její vzájemné přeměny Vysvětlete fyzikální pojem energie a popište jednotlivé druhy energie. Formulujte zákon zachování a přeměny energie a specifikujte ho pro procesy mechanické, tepelné, elektrické a jaderné. Popište energii mechanickou v klasické fyzice a v relativistické fyzice a vyslovte zákon zachování. 7. Kmitavý pohyb a analogie mechanických a elektrických kmitů Vysvětlete vznik kmitavého pohybu a charakterizujte tento pohyb. Popište tento pohyb na mechanickém i elmag. oscilátoru. Vysvětlete souvislost harmonického kmitavého pohybu hmotného bodu s rovnoměrným pohybem hmotného bodu po kružnici. Porovnejte mechanický a elmag. oscilátor z energetického hlediska. Popište vlastní kmity oscilátoru. Vysvětlete vznik a porovnejte vlastní, netlumené a nucené kmitání oscilátoru. Vysvětlete jev rezonance a jeho využití v praxi. Interpretujte postup při určování rezonanční křivky oscilátoru. 8. Síla a její účinky Definujte sílu, diskutujte o jejích účincích na těleso v mechanice, v elmag. poli, v grav. poli. Vysvětlete setrvačnou a vazebnou sílu. Porovnejte výsledky silového působení mag. pole na vodič s proudem a silového působení mezi vodiči s proudem. Porovnejte výsledky silového působení elektrického a mag. pole na částici s nábojem. Diskutujte o možnostech skládání a rozkladu sil. 9. Kapaliny a plyny molekulová stavba, tlak a proudění Definujte základní jevy pro kapaliny v klidu a pohybu a vyslovte zákony, kterými se tyto jevy řídí a jejich využití. Vyslovte zákon zachování energie pro ustálené proudění dokonalé tekutiny a popište obtékání těles a její využití. Objasněte pojem dokonalý plyn a popište z hlediska molekulové fyziky střední kvadratickou rychlost, střední kinetickou energii a tlak plynu. Fyzikálně objasněte vlastnosti povrchové vrstvy kapaliny jevy na rozhraní pevného tělesa a kapaliny. Vysvětlete kapilární jev a uveďte jeho praktické využití. Srovnejte vlastnosti kapalných látek a jejich strukturu s plynnými a pevnými látkami. 10.Stavová rovnice, děje v plynech Objasněte pojem ideální plyn a diskutujte fyzikální význam stavové rovnice ideálního plynu. Charakterizujte a kvantitativně vyjádřete děje v ideálním plynu. Porovnejte vlastnosti reálného a ideálního plynu z hlediska zákonitostí, kterými se řídí. Vysvětlete práci vykonanou plynem při stálém a proměnném tlaku. Popište kruhový děj a jeho účinnost. Využití v praxi. Maturitní otázky z předmětu fyzika strana 3

4 11.Stejnosměrný proud a napětí Vysvětlete podmínky vzniku trvalého proudu. Diskutujte o el. proudu v kovech, plynech, ve vakuu, v kapalinách a polovodičích. Formulujte a fyzikálně interpretujte základní zákony pro el. obvody. Porovnejte mechanismus vedení el. proudu ve vodičích, polovodičích, kapalinách a plynech z hlediska jejich vnitřní struktury. Uveďte příklady praktického využití poznatků o vedení el. proudu v látkách. 12.Elektrické a magnetické pole Vysvětlete vzájemné působení nabitých částic v klidu ve smyslu platnosti Coulombova zákona. Vysvětlete vzájemné působení vodičů s proudem ve smyslu platnosti Ampérova zákona. Diskutujte působení el. pole, mag. pole na částici s nábojem. Popište el. pole a mag. pole, definujte základní veličiny. Definujte kapacitu vodiče, popište kondenzátory a jejich řazení. Popište mag. pole lineárního vodiče, cívky s proudem. 13.Elektromagnetické indukce Vysvětlete podmínky vzniku indukovaného napětí. Formulujte zákon elmag. indukce. Fyzikálně interpretujte jev vlastní indukce a jeho projevy při zapojení a přerušení proudu. Diskutujte jak závisí energie mag. pole cívky na jejich vlastnostech. 14.Střídavý proud Vysvětlete podmínky vzniku střídavého napětí a proudu. Prostřednictvím základních charakteristik porovnejte stejnosměrný a střídavý proud. Fyzikálně interpretujte vznik fázových rozdílů mezi proudem a napětím v obvodu střídavého proudu s lineárními prvky L, R, C. Výkon střídavého proudu s R a Z. 15.Mechanické a elmag. vlnění, akustika Vysvětlete podmínky vzniku mechanického vlnění, uveďte hlavní zákonitosti jeho šíření různými prostředími a jeho hlavní charakteristiky. Popište interferenci vlnění a vysvětlete vznik stojatého vlnění v mechanice i elektrotechnice. Popište Huygensův princip a vysvětlete jevy, ke kterým dochází při dopadu vlnění na překážku. Uveďte podmínky vzniku elmag. vlnění, zákonitosti jeho šíření a jeho hlavní charakteristiky. Vyslovte základní vlastnosti zvuku. 16.Vliv látek na elektrické a magnetické pole a vztah el. pole a mag. pole k elektrickému náboji Vysvětlete vznik el. a mag. pole, porovnejte veličiny charakterizující el. pole a mag. pole a znázorněte tato pole. Maturitní otázky z předmětu fyzika strana 4

5 Porovnejte výsledky silového působení el. a mag. pole na částice s nábojem. Diskutujte o výsledcích vzájemného působení látek různých vlastností a pole (el. a mag.) Popište a vysvětlete hysterezní křivku a využití v praxi. 17.Kvantová optika a základy STR Vysvětlete fyzikální podstatu fotoelektrického jevu. Vysvětlete dualismus vlna-částice. Kvantování energie atomu a její experimentální ověření. Vysvětlete spontánní a stimulovanou emisi záření a princip laseru. Vyslovte Einsteinovy postuláty STR a jejich důsledky. 18.Vlnové vlastnosti světla, EMZ Uveďte důkazy vlnových vlastností světla. Odvoďte vztahy pro interferenci na tenké vrstvě a její využití. Diskutujte podmínky interference při ohybu. Vysvětlete polarizaci. Vlastnosti polarizovaného světla a užití polarizace. Uveďte základní druhy elektromagnetického záření a jejich vlastnosti. 19.Optické zobrazování lomem a odrazem Definujte základní optické pojmy a zákony. Odvoďte zobrazovací rovnici pro zrcadlo a vztahy pro příčné zvětšení. Odvoďte zobrazovací rovnici pro čočky a vztahy pro příčné zvětšení. Vysvětlete princip lupy a mikroskopu a odvoďte vztah pro zvětšení. Popište oko, jeho funkci a dalekohled. 20.Termodynamické veličiny a vztahy Vysvětlete vnitřní energii tělesa a diskutujte o jejích změnách. Vyslovte zákony termodynamiky. Vysvětlete pojem teplo a teplota. Popište měření těchto veličin. Diskutujte zákon zachování energie pro tepelné děje. Popište přeměnu el. energie na teplo, vznik tepla při jaderných reakcích. Popište a porovnejte teplotní roztažnosti látek různých skupenství a využití. 21.Stavba látek změna tvaru a fázové přeměny Charakterizujte skupenské přeměny z hlediska molekulárně kinetické energie. Nakreslete fázový diagram, vysvětlete a popište na něm změny skupenství. Charakterizujte jednotlivá skupenství, popište skupenské přeměny a uveďte vztahy, které pro ně platí. Diskutujte o různých druzích deformace pevných těles a fyzikálně interpretujte Hookův zákon. Vysvětlete křivku deformace. 22.Výroba a přenos elektrické energie Popište výrobu el. energie. Proveďte funkční popis elektromotoru. Vysvětlete princip transformace a podejte funkční popis zařízení na transformaci střídavého proudu. Maturitní otázky z předmětu fyzika strana 5

6 Ekonomická hlediska přenosu energie. 23.Zákony zachování ve fyzice Formulujte zákon zachování hmotnosti, energie, hybnosti a náboje. Vysvětlete, v čem spočívá význam zákonů zachování. Diskutujte o významu změn hmotnosti, energie, hybnosti při fyzikálních procesech. Aplikujte zákon zachování v mechanice. Aplikujte zákon zachování v termice a atomové fyzice. 24.Stavba atomu Objasněte pojem vlnové funkce a vysvětlete, v čem spočívá její pravděpodobnostní interpretace. Charakterizujte pomocí vlnové funkce kvantově mechanický model atomu. Vysvětlete principy metod detekce a urychlování elementárních částic. Charakterizujte zákl. vlastnosti atomového jádra. Porovnejte vlastnosti elementárních částic. Vysvětlete jev přirozené a umělé radioaktivity z hlediska složení jádra. 25.Jaderné reakce Analyzujte procesy, které probíhají při jaderných reakcích a porovnejte je z energetického hlediska. Diskutujte o způsobu uvolňování jaderné energie a o jejím využití. Diskutujte závislost stability jádra na velikosti jeho hmotnostního úbytku. Formulujte zákony zachování při jaderných reakcích, popište jaderné záření a diskutujte o časovém průběhu radioaktivní přeměny. Maturitní otázky z předmětu fyzika strana 6