Zagadnienia i tematy do matury z fizyki wg podstawy programowej (formuła 2015)

Uwaga: W roku 2021 matura zostanie wyjątkowo przeprowadzona na podstawie wymagań egzaminacyjnych, a nie jak w ubiegłych latach na podstawie wymagań określonych w podstawie programowej. 

przejdź do strony:
https://fizyka.dlamaturzysty.info/s/5037/81440-wymagania-egzaminacyjne-matura-2021.htm


Spis treści, fizyka, zakres rozszerzony:
IV etap edukacyjny, zakres rozszerzony

1. Ruch punktu materialnego.

1) rozróżnienie wielkości wektorowych od skalarnych; wykonywanie działań na wektorach (dodawanie, odejmowanie, rozkładanie na składowe);

2) opis ruchu w różnych układach odniesienia;

3) obliczanie prędkości względnej dla ruchów wzdłuż prostej;

4) umiejętność wykorzystania związków pomiędzy położeniem, prędkością i przyspieszeniem w ruchu jednostajnym i jednostajnie zmiennym do obliczania parametrów ruchu;

5) rysowanie i interpretacja wykresów zależności parametrów ruchu od czasu;

6) obliczanie parametrów ruchu podczas swobodnego spadku i rzutu pionowego;

7) opis swobodnego ruchu ciał, wykorzystując I zasadę dynamiki Newtona;

8) wyjaśnienie ruchu ciał na podstawie II zasady dynamiki Newtona;

9) zastosowanie III zasady dynamiki Newtona do opisu zachowania się ciał;

10) wykorzystanie zasady zachowania pędu do obliczania prędkości ciał podczas zderzeń niesprężystych i zjawiska odrzutu;

11) wyjaśnienie różnic między opisem ruchu ciał w układach inercjalnych i nieinercjalnych, posługiwanie się siłami bezwładności do opisu ruchu w układzie nieinercjalnym;

12) posługiwanie się pojęciem siły tarcia do wyjaśniania ruchu ciał;

13) składanie i rozkładanie sił działających wzdłuż prostych nierównoległych;

14) obliczanie parametrów ruchu jednostajnego po okręgu; opis wektorów prędkości i przyspieszenia dośrodkowego;

15) analiza ruchu ciał w dwóch wymiarach na przykładzie rzutu poziomego.

2. Mechanika bryły sztywnej.

1) rozróżnienie pojęć: punkt materialny, bryła sztywna, znajomość granic ich stosowalności;

2) rozróżnienie pojęć: masa i moment bezwładności;

3) obliczanie momentów sił;

4) analiza równowagi brył sztywnych, w przypadku gdy siły leżą w jednej płaszczyźnie (równowaga sił i momentów sił);

5) wyznaczanie położenia środka masy;

6) opis ruchu obrotowego bryły sztywnej wokół osi przechodzącej przez środek masy (prędkość kątowa, przyspieszenie kątowe);

7) analiza ruchu obrotowego bryły sztywnej pod wpływem momentu sił;

8) stosowanie zasady zachowania momentu pędu do analizy ruchu;

9) uwzględnienie energii kinetycznej ruchu obrotowego w bilansie energii.

3. Energia mechaniczna.

1) obliczanie pracy siły na danej drodze;

2) obliczanie wartości energii kinetycznej i potencjalnej ciał w jednorodnym polu grawitacyjnym;

3) wykorzystanie zasady zachowania energii mechanicznej do obliczania parametrów ruchu;

4) obliczanie mocy urządzeń, uwzględniając ich sprawność;

5) stosowanie zasady zachowania energii oraz zasady zachowania pędu do opisu zderzeń sprężystych i niesprężystych.

4. Grawitacja.

1) wykorzystywanie prawa powszechnego ciążenia do obliczenia siły oddziaływań grawitacyjnych między masami punktowymi i sferycznie symetrycznymi;

2) rysowanie linii pola grawitacyjnego, rozróżnienie pola jednorodnego od pola centralnego;

3) obliczanie wartości i kierunku pola grawitacyjnego na zewnątrz ciała sferycznie symetrycznego;

4) wyprowadzanie związku między przyspieszeniem grawitacyjnym na powierzchni planety a jej masą i promieniem;

5) obliczanie zmian energii potencjalnej grawitacji i powiązanie ich z pracą lub zmianą energii kinetycznej;

6) wyjaśnienie pojęcia pierwszej i drugiej prędkości kosmicznej; obliczanie ich wartości dla różnych ciał niebieskich;

7) obliczanie okresu ruchu satelitów (bez napędu) wokół Ziemi;

8) obliczanie okresu obiegu planet i ich średniej odległości od gwiazdy, wykorzystując III prawo Keplera dla orbit kołowych;

9) obliczanie masy ciała niebieskiego na podstawie obserwacji ruchu jego satelity.

5. Termodynamika.

1) wyjaśnienie założenia gazu doskonałego i stosuje równanie gazu doskonałego (równanie Clapeyrona) do wyznaczenia parametrów gazu;

2) opis przemiany izotermicznej, izobarycznej i izochorycznej;

3) interpretacja wykresów ilustrujących przemiany gazu doskonałego;

4) opis związku pomiędzy temperaturą w skali Kelwina a średnią energią kinetyczną cząsteczek;

5) stosowanie pierwszej zasady termodynamiki, odróżnianie przekazu energii w formie pracy od przekazu energii w formie ciepła;

6) obliczanie zmiany energii wewnętrznej w przemianach izobarycznej i izochorycznej oraz pracy wykonanej w przemianie izobarycznej;

7) posługiwanie się pojęciem ciepła molowego w przemianach gazowych;

8) analiza I zasady termodynamiki jako zasady zachowania energii;

9) interpretacja II zasady termodynamiki;

10) analiza przedstawionych cykli termodynamicznych, obliczanie sprawności silników cieplnych w oparciu o wymieniane ciepło i wykonaną pracę;

11) odróżnianie wrzenia od parowania powierzchniowego; analiza wpływu ciśnienia na temperaturę wrzenia cieczy;

12) wykorzystywanie pojęcia ciepła właściwego oraz ciepła przemiany fazowej w analizie bilansu cieplnego.

6. Ruch harmoniczny i fale mechaniczne.

1) analiza ruchu pod wpływem sił sprężystych (harmonicznych), przykłady takiego ruchu;

2) obliczanie energii potencjalnej sprężystości;

3) obliczanie okresu drgań ciężarka na sprężynie i wahadła matematycznego;

4) interpretacja wykresów zależności położenia, prędkości i przyspieszenia od czasu w ruchu drgającym;

5) opis drgań wymuszonych;

6) opis zjawiska rezonansu mechanicznego na wybranych przykładach;

7) stosowanie zasady zachowania energii w ruchu drgającym, opis przemiany energii kinetycznej i potencjalnej w tym ruchu;

8) stosowanie w obliczeniach związku między parametrami fali: długością, częstotliwością, okresem, prędkością;

9) opis załamania fali na granicy ośrodków;

10) opis zjawiska interferencji, wyznaczanie długości fali na podstawie obrazu interferencyjnego;

11) wyjaśnienie zjawiska ugięcia fali w oparciu o zasadę Huygensa;

12) opis fal stojących i ich związek z falami biegnącymi przeciwbieżnie;

13) opis efektu Dopplera w przypadku poruszającego się źródła i nieruchomego obserwatora.

7. Pole elektryczne.

1) wykorzystywanie prawa Coulomba do obliczenia siły oddziaływania elektrostatycznego między ładunkami punktowymi;

2) posługiwanie się pojęciem natężenia pola elektrostatycznego;

3) obliczanie natężenia pola centralnego pochodzącego od jednego ładunku punktowego;

4) analiza jakościowa pola pochodzącego od układu ładunków;

5) wyznaczanie pola elektrostatycznego na zewnątrz naelektryzowanego ciała sferycznie symetrycznego;

6) przedstawienie pola elektrostatycznego za pomocą linii pola;

7) opis pola kondensatora płaskiego, obliczanie napięcia między okładkami;

8) posługiwanie się pojęciem pojemności elektrycznej kondensatora;

9) obliczanie pojemności kondensatora płaskiego, znając jego cechy geometryczne;

10) obliczanie pracy potrzebnej do naładowania kondensatora;

11) analiza ruchu cząstki naładowanej w stałym jednorodnym polu elektrycznym;

12) opis wpływu pola elektrycznego na rozmieszczenie ładunków w przewodniku, wyjaśnienie działania piorunochronu i klatki Faradaya.

8. Prąd stały.

1) wyjaśnienie pojęcia siły elektromotorycznej ogniwa i oporu wewnętrznego;

2) obliczanie oporu przewodnika, znając jego opór właściwy i wymiary geometryczne;

3) rysowanie charakterystyki prądowo-napięciowej opornika podlegającego prawu Ohma;

4) stosowanie prawa Kirchhoffa do analizy obwodów elektrycznych;

5) obliczanie oporu zastępczego oporników połączonych szeregowo i równolegle;

6) obliczanie pracy wykonanej podczas przepływu prądu przez różne elementy obwodu oraz mocy rozproszonej na oporze;

7) opis wpływu temperatury na opór metali i półprzewodników.

9. Magnetyzm, indukcja magnetyczna.

1) szkic przebiegu linii pola magnetycznego w pobliżu magnesów trwałych i przewodników z prądem (przewodnik liniowy, pętla, zwojnica);

2) obliczanie wektora indukcji magnetycznej wytworzonej przez przewodniki z prądem (przewodnik liniowy, pętla, zwojnica);

3) analiza ruchu cząstki naładowanej w stałym jednorodnym polu magnetycznym;

4) opis wpływu materiałów na pole magnetyczne;

5) opis zastosowania materiałów ferromagnetycznych;

6) analiza siły elektrodynamicznej działającej na przewodnik z prądem w polu magnetycznym;

7) opis zasady działania silnika elektrycznego;

8) obliczanie strumienia indukcji magnetycznej przez powierzchnię;

9) analiza napięcia uzyskiwanego na końcach przewodnika podczas jego ruchu w polu magnetycznym;

10) obliczanie siły elektromotorycznej powstającej w wyniku zjawiska indukcji elektromagnetycznej;

11) stosowanie reguły Lenza w celu wskazania kierunku przepływu prądu indukcyjnego;

12) opis budowy i zasada działania prądnicy i transformatora;

13) opis prądu przemiennego (natężenie, napięcie, częstotliwość, wartości skuteczne);

14) opis zjawiska samoindukcji;

15) opis działania diody jako prostownika.

10. Fale elektromagnetyczne i optyka.

1) opis widma fal elektromagnetycznych i podanie źródła fal w poszczególnych zakresach z omówieniem ich zastosowań;

2) opis jednej z metod wyznaczenia prędkości światła;

3) opis doświadczenia Younga;

4) wyznaczanie długość fali świetlnej przy użyciu siatki dyfrakcyjnej;

5) opis i wyjaśnienie zjawiska polaryzacji światła przy odbiciu i przy przejściu przez polaryzator;

6) stosowanie prawa odbicia i załamania fal do wyznaczenia biegu promieni w pobliżu granicy dwóch ośrodków;

7) opis zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia i wyznaczanie kąta granicznego;

8) narysowanie i wyjaśnienie konstrukcji tworzenia obrazów rzeczywistych i pozornych otrzymywanych za pomocą soczewek skupiających i rozpraszających;

9) stosowanie równania soczewki, wyznaczanie położenia i powiększenia otrzymanych obrazów.

11. Fizyka atomowa i kwanty promieniowania elektromagnetycznego.

1) opis założeń kwantowego modelu światła;

2) stosowanie zależności między energią fotonu a częstotliwością i długością fali do opisu zjawiska fotoelektrycznego zewnętrznego, wyjaśnienie zasady działania fotokomórki;

3) stosowanie zasady zachowania energii do wyznaczenia częstotliwości promieniowania emitowanego i absorbowanego przez atomy;

4) opis mechanizmów powstawania promieniowania rentgenowskiego;

5) określenie długość fali de Broglie'a poruszających się cząstek.

12. Wymagania przekrojowe, niezależnie od wiedzy z wybranych działów fizyki.

1) przedstawianie jednostek wielkości fizycznych, opis ich związków z jednostkami podstawowymi;

2) samodzielnie wykonywanie poprawnych wykresów (właściwe oznaczenie i opis osi, wybór skali, oznaczenie niepewności punktów pomiarowych);

3) przeprowadzanie złożonych obliczeń liczbowych, posługując się kalkulatorem;

4) interpolacja, ocena orientacyjna wartości pośredniej (interpolowanej) między danymi w tabeli, także za pomocą wykresu;

5) dopasowanie prostej y = ax + b do wykresu i ocena trafności tego postępowania; obliczanie wartości współczynników a i b (ocena ich niepewności nie jest wymagana);

6) opis podstawowych zasad niepewności pomiaru (szacowanie niepewności pomiaru, obliczanie niepewności względnej, wskazywanie wielkości, której pomiar ma decydujący wkład na niepewność otrzymanego wyniku wyznaczanej wielkości fizycznej);

7) szacowanie wartości spodziewanego wyniku obliczeń, krytyczna analiza realności otrzymanego wyniku;

8) przedstawienie własnymi słowami głównych tez poznanego artykułu popularno-naukowego z dziedziny fizyki lub astronomii.

13. Wymagania doświadczalne.

1) ruch prostoliniowy jednostajny i jednostajnie zmienny (np. wyznaczenie przyspieszenia w ruchu jednostajnie zmiennym);

2) ruch wahadła (np. wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego);

3) ciepło właściwe (np. wyznaczenie ciepła właściwego danej cieczy);

4) kształt linii pól magnetycznego i elektrycznego (np. wyznaczenie pola wokół przewodu w kształcie pętli, w którym płynie prąd);

5) charakterystyka prądowo-napięciowa opornika, żarówki, ewentualnie diody (np. pomiar i wykonanie wykresu zależności I(U);

6) drgania struny (np. pomiar częstotliwości podstawowej drgań struny dla różnej długości drgającej części struny);

7) dyfrakcja światła na siatce dyfrakcyjnej lub płycie CD (np. wyznaczenie gęstości ścieżek na płycie CD);

8) załamanie światła (np. wyznaczenie współczynnika załamania światła z pomiaru kąta granicznego);

9) obrazy optyczne otrzymywane za pomocą soczewek (np. wyznaczenie powiększenia obrazu i porównanie go z powiększeniem obliczonym teoretycznie).


Na podstawie rozporządzenia MEN:

http://isap.sejm.gov.pl
https://cke.gov.pl/egzamin-maturalny/egzamin-w-nowej-formule/podstawa-programowa/
Polityka Prywatności