Fysiikan kysymykset - kevät 1986


YLIOPPILASTUTKINTO 19.3.1986 REAALIKOE

1. Kappale voi liikkua suoraviivaisesti. Oheiset kuvaajat esittävät kappaleen paikkaa s, nopeutta v, kiihtyvyyttä a ja kappaleeseen vaikuttavaa kokonaisvoimaa F ajan funktiona.

Mikä on kappaleen liiketila eri tapauksissa? Perustele

2. Kiinteää ainetta, jonka massa on 0,080 kg ja ominaislämpökapasiteetti 6,0 kJ/kg&degC, lämmitetään vakioteholla. Aineen lämpötila muuttuu oheisen kuvion mukaisesti. Määritä
a) aineen sulamispiste, b) lämmitysteho ja c) aineen ominaissulamislämpö.

              

3. a) Tähtitieteellisen kaukoputken eli Keplerin kiikarin rakenne ja toiminta.
b) Tähtitieteellisen kaukoputken (kulma)suurennus on 40 ja objektiivin polttoväli 0,90 m. Laske okulaarin polttoväli.

4. Kivi heitetään rantatörmältä vaakasuoraan suuntaan alkunopeudella 22 m/s. Kuinka kaukana ja millä nopeudella kivi kohtaa 32 m lähtötason alapuolella olevan veden pinnan?

5. Eräässä laitteessa tarvitaan jännitemittaria, jonka näyttöalue on 0...120 V, ja virtamittaria, jonka näyttöalue on 0...500 mA. Käytettävissäsi on kaksi galvanometriä, G1 (resistanssi 15 ja suurin näyttämä 10 mA) ja G2 (resistanssi 2,0 k ja suurin näyttämä 0,50 mA). Valitse toinen galvanometreista jännite- mittariksi ja toinen virtamittariksi ja laske millaiset lisävastukset tällöin tarvitaan.

6. a) Selosta, mihin perustuu puolijohdediodin tasasuuntaava vaikutus.
b) Oheisen kuvion mukaisesti kytketyn vastuksen jännitettä tutkitaan oskilloskoopilla. Piirrä kuvaputkella näkyvä kuvio ja merkitse siihen myös asianmukaiset koordinaattiakselit.

7. Valo, jonka aallonpituus on korkeintaan 539 nm, pystyy irrottamaan elektroneja kaliumin pinnasta. Kaliumvalokennoa valaistaan laservalolla, jonka aallonpituus on 488 nm. Mikä on tällöin fotoelektronien liike-energia elektronivoltteina?

8. Yksinkertaiset mekaaniset koneet

9. Käämien A ja B keskinäisinduktanssi oheisessa kytkennässä on 2,5 mH. Käämin A virta pienennetään tasaisesti
1.8 A 0.3 A ajassa 0.90 s. Perustele tarkasti piirissä B kulkevan virran suunta ja laske induktiovirta, kun piirin resistanssi on 24 .

10. Parinmuodostus tapahtuu kuplakammiossa siten, että siinä syntyvän elektronin ja positronin alkunopeus on kohtisuorassa kammion magneettikenttää vastaan, jolloin hiukkasten ratakäyrän kaarevuussäde on aluksi 17 mm. Magneettivuon tiheys on 0,010 T. Laske materialisoituvan gammakvantin aallonpituus.

11. Nesteen taitekertoimen määrittämiseksi suorakulmaisen särmiön muotoinen ohutseinäinen lasiastia täytetään tutkittavalla nesteellä ja asetetaan millimetripaperin päälle. Astian toiselle puolelle millimetripaperiin pistetään kaksi neulaa. Kolmas neula asetetaan kuvion mukaisesti siten, että nesteen läpi katsottaessa neulat näyttävät olevan samalla suoralla. Astian pohjan ääriviivat ja neulojen sijainti on merkitty oheiseen millimetripaperikuvioon. Määritä nesteen taitekerroin.

+12. Säilymislait

Tehtävät 13, 14 ja 15 ovat fysiikan yleisen oppimäärän alueelta. Näihin tehtäviin eivät saa vastata oppilaat, jotka ovat opiskelleet fysiikan laajaa oppimäärää enemmän kuin kolme kurssia.

13. Voiman ja vastavoiman laki (mekaniikan III peruslaki). Esimerkkejä.

14. Fotosynteesissä tarvitaan yhden hiilihydraattimolekyylin muodostumiseen keskimäärin yhdeksän fotonia. Laske yhden molekyylin syntymiseen kuluva energia, jos oletetaan, että reaktion aiheuttaa punainen valo, jonka aallonpituus on n. 630 nm.

15. Massakato (massavaje) ja sidosenergia. Miten nämä liittyvät ydinenergian vapauttamiseen?

©Ylioppilastutkintolautakunta/ Internetix 1997-99