Physik. Hauptschulabschlussprüfung Saarland. Name: Vorname: Bearbeitungszeit: 120 Minuten

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1 Hauptschulabschlussprüfung 2008 Schriftliche Prüfung für Nichtschülerinnen und Nichtschüler Saarland Physik Ministerium für Bildung, Familie, Frauen und Kultur Name: Vorname: Bearbeitungszeit: 120 Minuten

2 Fach: Physik Sie müssen zwischen zwei Aufgabengruppen wählen. Damit Ihnen die Entscheidung leichter fällt, finden Sie hier eine Themenübersicht. Aufgabengruppe A Aufgabe...Thema... Punkte Elektrizitätslehre Magnetismus Mechanik Wärmelehre Optik...8 Aufgabengruppe B Aufgabe...Thema... Punkte Mechanik Optik Elektrizitätslehre Energie...5 Lesen Sie nun beide Aufgabengruppen gründlich durch, entscheiden Sie sich für eine und bearbeiten Sie deren Aufgaben.

3 Hauptschulabschlussprüfung 2008 Schriftliche Prüfung für Nichtschülerinnen und Nichtschüler Aufgabengruppe A Saarland Physik Ministerium für Bildung, Familie, Frauen und Kultur Bearbeitungszeit: 120 Minuten

4 Fach: Physik Aufgabengruppe A Seite 4 von 24 Aufgabengruppe A Elektrizitätslehre Aufgabe 1 6 Punkte Kreuzen Sie an, ob es sich bei dem Material um einen Leiter oder einen Isolator handelt. Leiter Isolator Leiter Isolator Bleistiftmine destilliertes Wasser Glas Eisen Kupfer trockenes Holz Aufgabe 2 4 Punkte Eine Deckenleuchte hat drei Lampen, die mit einem Schalter gleichzeitig ein- und ausgeschaltet werden können. Wenn eine Lampe ausfällt, sollen die anderen beiden weiterleuchten. a) Wie müssen die Lampen mit der Spannungsquelle verbunden werden? b) Fertigen Sie für diese Schaltung einen Schaltplan an.

5 Fach: Physik Aufgabengruppe A Seite 5 von 24 Aufgabe 3 6 Punkte Fließt Strom durch den Glühdraht einer Lampe, erwärmt sich dieser. a) Vervollständigen Sie die Sätze. Je größer der Querschnitt eines Drahtes, bei gleicher Drahtlänge und gleichem Material, desto Wärme wird im Draht erzeugt und desto ist sein Widerstandswert. Bei gleichem Material und gleichem Drahtquerschnitt gilt: Je ein Draht ist, desto mehr Wärme wird in ihm erzeugt und desto ist sein Widerstandswert. Drahtlänge Stromstärke I Widerstandswert R (gerundet) 50 cm 240 ma 8,3 100 cm 120 ma 150 cm 80 ma b) Wie ändert sich bei fester Spannung die Stromstärke, wenn ein 2 m langer Draht gegen einen 1 m langen Draht mit gleichem Querschnitt ausgetauscht wird? Drahtquerschnitt Stromstärke I Widerstandswert R (gerundet) 0,03 mm ma 0,06 mm ma 4,2 0,09 mm ma 2,8 c) Wie ändert sich bei fester Spannung der Widerstandswert, wenn ein Draht mit 0,03 mm 2 Querschnitt gegen einen Draht mit 0,09 mm 2 Querschnitt ausgetauscht wird?

6 Fach: Physik Aufgabengruppe A Seite 6 von 24 Magnetismus Aufgabe 4 7 Punkte a) In der Zeichnung ist ein elektrisches Gerät abgebildet. Wie heißt es? Nennen Sie die Hauptbestandteile des Gerätes. b) In Müllsortieranlagen wird Eisen von anderen Metallen getrennt. Beschreiben Sie, wie diese Trennung vorgenommen werden kann. Welche Eigenschaft des Eisens wird dabei genutzt? Warum wird kein Dauermagnet eingesetzt, um das Eisen von den anderen Metallen zu trennen? Welche Metalle außer Eisen werden von einem Magneten noch angezogen?

7 Fach: Physik Aufgabengruppe A Seite 7 von 24 Mechanik Aufgabe 5 5 Punkte a) Zeichnen Sie in den abgebildeten Flaschenzug den Verlauf des Zugseils ein. b) Welche Kraft müssen Sie aufwenden, um bei diesem Flaschenzug eine Last von 60 kg (1 kg entspricht 10 N) zu heben? (Die Gewichtskraft der losen Rollen soll hierbei vernachlässigt werden!) 15 N 30 N 150 N 300 N c) Wie viel Meter Seil müssen Sie einholen, um bei diesem Flaschenzug eine Last um 3 m zu heben? 0,75 m 1,50 m 6 m 12 m d) Ob man wohl mit einem Flaschenzug mit 6 Rollen einen PKW (ca kg) allein mit Muskelkraft hochheben kann? Was meinen Sie dazu?

8 Fach: Physik Aufgabengruppe A Seite 8 von 24 Aufgabe 6 10 Punkte a) Der Begriff Arbeit wird im physikalischen Sinne anders verstanden als im Alltag. Kreuzen Sie an, in welchem der vier nachstehenden Fälle Arbeit im physikalischen Sinne verrichtet wird. Sie laufen zum Arbeitsplatz. Sie fahren mit dem Skateboard in einer Half-Pipe. Sie warten an der Kasse eines Supermarktes und halten eine Kiste Mineralwasser in den Händen. Sie lernen für Ihre Prüfung. b) Energie vorher Energie nachher 1. Bewegungsenergie Wärmeenergie 2. Lageenergie Verformungsenergie 3. Bewegungsenergie Lageenergie 4. Verformungsenergie Bewegungsenergie Geben Sie je ein Beispiel an, bei dem solche Energieumwandlungen stattfinden

9 Fach: Physik Aufgabengruppe A Seite 9 von 24 Aufgabe 7 5 Punkte Sie wollen einen Bücherschrank verschieben. Reibungskräfte machen Ihnen dabei zu schaffen. Welche Möglichkeiten haben Sie in dieser Situation, die Reibungskräfte zu verringern? Bücher ausräumen Bücher einräumen Gewichtskraft verringern Schrank auf die schmale Seite legen Schrank auf einer Decke ziehen Schrank auf Rollen stellen Schrank auf Seite legen und mehrere Besenstiele unterlegen Schrank schneller schieben Zugkraft steigern

10 Fach: Physik Aufgabengruppe A Seite 10 von 24 Wärmelehre Aufgabe 8 7 Punkte a) Beschreiben Sie, was man hier beobachten kann? b) Auch Heißluftballonfahrer nutzen warme Luft, um vom Boden abzuheben. Vervollständigen Sie den Lückentext. Zu einem Heißluftballon gehört ein Brenner, der für die notwendige der Luft in der Ballonhülle sorgt. Beim Start wird viel Luft in die Ballonhülle gepumpt. Diese heiße Luft hat eine Dichte als die sie umgebende Luft. Deshalb kann der Ballon. Soll der Ballon höher fliegen, wird weiter heiße Luft in die Ballonhülle geblasen. Wird der Brenner ausgeschaltet, der Ballon. Die Luft in der Ballonhülle und. Dabei wird die Dichte der Luft im Ballon, der Ballon sinkt.

11 Fach: Physik Aufgabengruppe A Seite 11 von 24 Aufgabe 9 9 Punkte Eine Thermoskanne (Isolierkanne) ist so aufgebaut, dass Wärme von einer Flüssigkeit im Inneren nur schwer nach außen gelangen kann a) Beim Wärmetransport von innen nach außen spielen drei Arten der Wärmeausbreitung eine Rolle. Welche sind das? b) An welchen Stellen der Thermoskanne wird die Wärmeabgabe verzögert? Beschreiben Sie, wie die Wärmeabgabe an den einzelnen Stellen behindert wird. c) Welche zusätzlichen Teile einer Thermoskanne verhindern, dass die Wärme schnell nach außen dringt?

12 Fach: Physik Aufgabengruppe A Seite 12 von 24 Optik Aufgabe 10 8 Punkte a) In den beiden folgenden Zeichnungen trifft ein Lichtstrahl auf einen Spiegel. Konstruieren Sie jeweils den reflektierten Strahl. Abbildung 1 Abbildung 2 b) Kreuzen Sie das Bild an, in dem der Strahlenverlauf falsch eingezeichnet ist. Abbildung 3 Abbildung 4 Luft Glas Glas Luft Begründen Sie Ihre Antwort.

13 Hauptschulabschlussprüfung 2008 Schriftliche Prüfung für Nichtschülerinnen und Nichtschüler Aufgabengruppe B Saarland Physik Ministerium für Bildung, Familie, Frauen und Kultur Bearbeitungszeit: 120 Minuten

14 Fach: Physik Aufgabengruppe B Seite 14 von 24 Aufgabengruppe B Mechanik Aufgabe 1 6 Punkte Reibung erwünscht und unerwünscht Ohne Reibung hält kein Nagel in der Wand. Es gäbe keine Knoten. Selbst zum Gehen ist Reibung nötig. a) Welche Reibungsarten treten bei den abgebildeten Fortbewegungsarten hauptsächlich auf? Bild 1 Bild 2 Bild 3 Bild 1: Bild 2: Bild 3: b) Zwischen welchen Körpern tritt die Reibung in den Abbildungen (Bild 1 bis 3) auf? Bild 1: Bild 2: Bild 3:

15 Fach: Physik Aufgabengruppe B Seite 15 von 24 Aufgabe 2 4 Punkte Ist die jeweilige Aussage wahr oder falsch? Kreuzen Sie an. Aussage wahr falsch Mit einer losen Rolle spart man die Hälfte der Kraft, sofern keine Reibung auftritt. Verschieden schwere Kinder können auf einer Wippe niemals ein Gleichgewicht herstellen. In vielen Geräten werden Hebel verwendet, um mit kleiner Kraft am langen Hebelarm eine große Kraft am kurzen Hebelarm zu bewirken. Ein Skifahrer sinkt nicht so tief in den Schnee ein wie ein Fußgänger. Je schwerer ein Körper ist, desto träger ist er. Die Masse eines Körpers auf dem Mond kann man mit einem Federkraftmesser feststellen. Beim Tiefstart zum 100-m-Lauf übt der Läufer eine große Kraft nach hinten aus, damit er von einer großen Gegenkraft nach vorne beschleunigt wird. Die Dichte eines aufsteigenden Heißluftballons ist größer als die Dichte der umgebenden Luft.

16 Fach: Physik Aufgabengruppe B Seite 16 von 24 Aufgabe 3 9 Punkte Gewichtskräfte dehnen Körper. a) Wägestücke üben auf eine Feder eine Gewichtskraft aus und verlängern sie. Folgende Messwerte wurden aufgenommen: Anzahl der Wägestücke Gewichtskraft [N] Verlängerung [cm] Vergleichen Sie Gewichtskraft und Verlängerung der Feder miteinander. Welcher der Sätze trifft zu? Kreuzen sie an. Wird die Gewichtskraft auf die Feder erhöht, wird die Feder länger. Die Gewichtskraft und die Verlängerung der Feder nehmen ungleichmäßig zu. Wenn sich die Gewichtskraft verdoppelt, verdreifacht usw., dann verdoppelt, verdreifacht sich auch die Verlängerung der Feder. b) Tragen Sie die Messwerte in ein Koordinatensystem ein und verbinden Sie die Punkte miteinander. [cm] O 5 10 [N]

17 Fach: Physik Aufgabengruppe B Seite 17 von 24 c) Der gleiche Versuch wurde mit einer anderen Feder durchgeführt und es wurden folgende Verlängerungen gemessen: Anzahl der Wägestücke Gewichtskraft [N] Verlängerung [cm] , , , ,6 Vergleichen sie beide Federn miteinander.

18 Fach: Physik Aufgabengruppe B Seite 18 von 24 Aufgabe 4 7 Punkte Schneller, länger, weiter Begründen Sie jeweils Ihre Antwort. a) Die Portugiesische Galeere, eine Quallenart, die in allen warmen Meeren lebt, besitzt Fangarme, die bis zu mm lang werden können. Die Knollenqualle lebt im Mittelmeer und kommt oft in Schwärmen vor. Die Fangarme werden 200 bis 300 dm lang. Wessen Fangarme sind länger? b) Für viele Tiere ist es sehr wichtig, schnell laufen zu können, egal ob sie ihre Beute jagen oder vor einem Feind davonrennen. Der Gepard schafft eine Geschwindigkeit bis zu 120 km. h Ein Hase, ein Wildhund oder ein Rennpferd spurten 100 m in 5 Sekunden. Wer läuft schneller? c) Der Springfrosch ist an seinen besonders langen und kräftigen Hinterbeinen zu erkennen. Sein Rekord im Weitsprung liegt bei 20 dm. Das ist das 30fache seiner Körperlänge. Ein Floh springt 60 cm weit, das entspricht seiner 200fachen Körperlänge. Die Kängurus sind die berühmtesten Weitspringer unter den Säugetieren. Sie schaffen Weiten von 0,013 km, also etwa das 7fache der Körperlänge. Wer springt am weitesten?

19 Fach: Physik Aufgabengruppe B Seite 19 von 24 Optik Aufgabe 5 10 Punkte Schattenspiele a) Wie entstehen die Tierbilder? b) Ein Holzklotz wird zuerst mit einer Kerze und dann mit zwei Kerzen beleuchtet. Tragen Sie in den folgenden Skizzen mithilfe von Randstrahlen die Schatten des Holzklotzes ein. Beschriften Sie die Schatten auf dem Schirm. c) Wie verändert sich der Schatten im Fall A, wenn die Lampe nach links bewegt wird?

20 Fach: Physik Aufgabengruppe B Seite 20 von 24 Aufgabe 6 6 Punkte Alles im Lot! a) Ergänzen Sie in den drei Zeichnungen die jeweils fehlenden Elemente (einfallender Strahl, Lot, reflektierter Strahl). Hinweis zu allen Zeichnungen: Einfallender Strahl, reflektierender Strahl und Lot befinden sich in einer Ebene. b) Warum ist die Vorderseite mancher Krankenwagen in Spiegelschrift beschriftet?

21 Fach: Physik Aufgabengruppe B Seite 21 von 24 Aufgabe 7 6 Punkte Im Bild sehen Sie eine Versuchsanordnung mit einer 3-Spalt-Blende. Der mittlere Lichtstrahl liegt auf der optischen Achse der Sammellinse. a) Fertigen Sie eine Skizze an, die den Verlauf der drei Lichtstrahlen durch die Sammellinse zeigt. b) Wie heißt der Punkt, durch den alle Lichtstrahlen hinter der Linse verlaufen? c) Wenn ein Lichtstrahl auf eine Grenzfläche - hier: Glas/Luft - trifft, dann wird er gebrochen. Geben Sie an, in welche Richtung er in diesem Fall gebrochen wird. d) In welche Richtung verschiebt sich der Schnittpunkt der Lichtstrahlen hinter der Linse, wenn Sie eine viel dickere Linse einsetzen?

22 Fach: Physik Aufgabengruppe B Seite 22 von 24 Elektrizitätslehre Aufgabe 8 7 Punkte Beschreiben Sie den abgebildeten Versuch. a) Liegt Reihen- oder Parallelschaltung vor? b) Welche Größe wird im Stromkreis gemessen? Wie heißen deshalb die Messgeräte? c) Werden beide baugleichen Lampen gleich hell leuchten? d) Warum zeigen die Messgeräte gleich große Werte an? e) Was passiert, wenn man zwei unterschiedliche Lampen in den Stromkreis einbaut?

23 Fach: Physik Aufgabengruppe B Seite 23 von 24 Aufgabe 9 7 Punkte a) Betrachten Sie folgende Schaltpläne. Wie nennt man eine Schaltung, wenn Lampen so an eine Spannungsquelle angeschlossen sind? Bild A: Bild B: b) Welche Lampen leuchten, wenn der Schalter geöffnet bleibt? Bild A: Bild B: c) Was geschieht, wenn Sie den Schalter in Bild A schließen? Begründen Sie Ihre Antwort. d) Was geschieht, wenn Sie den Schalter in Bild B schließen? Begründen Sie Ihre Antwort.

24 Fach: Physik Aufgabengruppe B Seite 24 von 24 Energie Aufgabe 10 5 Punkte Die Kosten für Energie steigen von Jahr zu Jahr. a) Durch welche baulichen Maßnahmen könnten Sie beim Hausbau Energie sparen? Benutzen Sie für Ihre Antwort die Abbildung. Dach Außenwand Innenraum Fenster b) Kreuzen Sie an, in welchem Bild Energie gespart wird. Begründen Sie Ihre Entscheidung.