FIZIKA NÉMET NYELVEN

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1 ÉRETTSÉGI VIZSGA május 19. FIZIKA NÉMET NYELVEN EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA május 19. 8:00 Az írásbeli vizsga időtartama: 240 perc Pótlapok száma Tisztázati Piszkozati EMBERI ERŐFORRÁSOK MINISZTÉRIUMA Fizika német nyelven emelt szint írásbeli vizsga 1313

2 Wichtige Hinweise Es stehen Ihnen 240 Minuten Arbeitszeit zur Verfügung. Lesen Sie die Instruktionen vor den Aufgaben gründlich durch und teilen Sie Ihre Zeit sorgfältig ein. Die Reihenfolge der Bearbeitung der Aufgaben ist beliebig. Zur Lösung der Aufgaben sind Taschenrechner und Tafelwerke zugelassen. Wenn Sie für die Lösung einer Aufgabe zu wenig Platz haben, dann verlangen Sie ein Ersatzblatt! Die Aufgabennummer sollten Sie auf dem Blatt unbedingt angeben. írásbeli vizsga / május 19.

3 ERSTER TEIL Von den unten angegebenen Antworten ist immer nur genau eine richtig. Tragen Sie den Buchstaben der richtigen Antwort in die weißen Kästchen an der rechten Seite ein! Wenn Sie es für nötig halten, können Sie kleinere Rechnungen, Skizzen auf dem Aufgabenblatt fertigen. 1. Eine Arbeitsmaschine mit Raupenkette bewegt sich mit 2 m/s nach vorne. Wie groß ist die Geschwindigkeit des Punktes A und des Punktes B in Bezug auf den Boden? Der Punkt B der Raupenkette berührt unten den Boden, der Punkt A der Raupenkette befindet sich auf der oberen waagerechten Strecke. A) Sowohl die Geschwindigkeit des Punktes A, als auch die Geschwindigkeit des Punktes B beträgt 2 m/s. B) Die Geschwindigkeit des Punktes A beträgt 2 m/s, die Geschwindigkeit des Punktes B beträgt 2 m/s. C) Die Geschwindigkeit des Punktes A beträgt 4 m/s, die Geschwindigkeit des Punktes B beträgt 0 m/s. D) Die Geschwindigkeit des Punktes A beträgt 2 m/s, die Geschwindigkeit des Punktes B beträgt 0 m/s. 2. Die folgenden Behauptungen beziehen sich auf die Kreisprozesse der idealen Gase. Welche Behauptung ist wahr? A) Die vom Gas an der Umgebung verrichtete Arbeit ist gleich der Arbeit, die von der Umgebung am Gas verrichtet wird. B) Die dem Gas während eines Kreisprozesses zugeführte Wärme ist immer gleich der Wärmemenge, die vom Gas im Kreisprozess abgegeben wird. C) Die Summe der Zunahmen der inneren Energie des Gases in den einzelnen Phasen des Kreisprozesses ist gleich groß wie die Summe der Abnahmen in den einzelnen Phasen. 3. Anhand welches Phänomens funktionieren die lichtleitenden Glasfaserkabel? A) Die Polarisation. B) Die Brechung des Lichtes. C) Die Interferenz. D) Die Beugung des Lichtes. írásbeli vizsga / május 19.

4 4. Auf ein Haus wurde eine Parabolantenne montiert, dann wurde diese Parabolantenne auf einen geostationären Satelliten ausgerichtet. Der Satellit befindet sich über der gleichen geographischen Länge wie auch das Haus. Wie steht die Parabolantenne, wenn das Haus in der Nähe des Äquators liegt? A) Wie in der Abbildung A. B) Wie in der Abbildung B. C) Wie in der Abbildung C. D) Eine jede der obigen Einstellungen kann vorkommen. 5. Eine Kette wird durch eine Rolle geführt und wie in der Abbildung aufgehängt. Am Ende der Kette werden zwei Körper befestigt. Der Körper, der sich höher befindet, hat die Masse von 1 kg, der untere Körper besitzt die Masse von 3 kg. Mit welcher Kraft hält die Decke die Rolle, wenn sich die an der Kette befestigten Körper frei bewegen können? Die Rolle und das Seil sind als ideal zu betrachten. A) An der Decke wird von der Rolle mit einer Kraft von 50 N gezogen. B) An der Decke wird von der Rolle mit einer Kraft von 40 N gezogen. C) An der Decke wird von der Rolle mit einer Kraft von 30 N gezogen. 6. Die Organe des menschlichen Körpers können durch die radioaktive Strahlung beschädigt werden. Wovon hängt das Maß der Beschädigung eines Organs ab? A) Ausschließlich von der pro Masseneinheit absorbierten Energie. B) Von der absorbierten Energie und von den Eigenheiten der Funktion des gegebenen Organs. C) Ausschließlich von den Eigenheiten der Funktion des gegebenen Organs. írásbeli vizsga / május 19.

5 7. Auf dem Bild ist die Skizze der Abbildung in einem fehlerhaft funktionierenden menschlichen Auges zu sehen. Welche Behauptung ist wahr? A) Es ist ein Auge mit dem Sehfehler Weitsichtigkeit, dieser Fehler lässt sich mit einer plus -Linse korrigieren. B) Es ist ein Auge mit dem Sehfehler Weitsichtigkeit, dieser Fehler lässt sich mit einer minus -Linse korrigieren. C) Es ist ein Auge mit dem Sehfehler Kurzsichtigkeit, dieser Fehler lässt sich mit einer plus -Linse korrigieren. D) Es ist ein Auge mit dem Sehfehler Kurzsichtigkeit, dieser Fehler lässt sich mit einer minus -Linse korrigieren. 8. Der Eiskunstläufer in der Abbildung bewegt seine Partnerin mit der Masse 50 kg auf einer Kreisbahn mit dem Radius 1,2 m mit einer Drehzahl von 0,75 1 /s. Wie groß ist die Arbeit, die von ihm an ihr in einem vollen Kreis verrichtet wird? (Von der Reibung wird abgesehen.) A) Die Arbeit, die von ihm an ihr in einem vollen Kreis verrichtet wird, beträgt 2500 J. B) Die Arbeit, die von ihm an ihr in einem vollen Kreis verrichtet wird, beträgt 200 J. C) Die Arbeit, die von ihm an ihr in einem vollen Kreis verrichtet wird, beträgt 0 J. D) Die Arbeit, die von ihm an ihr in einem vollen Kreis verrichtet wird, beträgt 3768 J. 9. In einem unten geschlossenen, oben geöffneten senkrechten Rohr wird durch eine Flüssigkeitssäule eine gegebene Gasmenge eingeschlossen (siehe Abbildung). Das Gas wird erwärmt, als Folge davon erhöht sich sein Volumen um 20 %, während ein Teil der Flüssigkeit überläuft. Welche Behauptung über die Temperaturänderung des Gases ist wahr? A) Die Temperatur des Gases nahm weniger als um 20 % zu. B) Die Temperatur des Gases nahm genau um 20 % zu. C) Die Temperatur des Gases nahm mehr als um 20 % zu. írásbeli vizsga / május 19.

6 10. Bei Beleuchtung von größeren Räumen wird öfter die sogenannte Wechselschaltung benutzt. So kann man die gleiche Lampe an zwei verschiedenen Stellen ein- bzw. ausschalten. Man kann zum Beispiel eine Lampe mit Hilfe des einen oder des anderen der beiden Schalter an den gegenüberliegenden Enden eines langen Flurs ein- und ausschalten, unabhängig von der Schalterstellung des anderen Schalters. Welche der folgenden Schaltpläne stellt so eine Wechselschaltung dar? A) Der Schaltplan Nr. 1. B) Der Schaltplan Nr. 2. C) Der Schaltplan Nr Ein Mensch hat eine Masse von 75 kg. Wie groß ist die Gesamtmasse der Elektronen in ihm? A) Ca. 2 kg. B) Ca. 0,2 kg. C) Ca. 2 dkg. D) Ca. 200 mg. 12. Ist es vorstellbar, dass man durch Abkühlung des Wassers eines Sees ein Gebäude heizt? A) Ja, es ist vorstellbar, aber man muss Arbeit verrichten. Die verrichtete Arbeit macht es möglich, die Wärme von einem Ort niedrigerer Temperatur aufzunehmen und sie dann an einem Ort höherer Temperatur abzugeben. B) Es ist unvorstellbar, weil der Vorgang nach dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik unrealisierbar ist. C) Es ist nur in dem Fall vorstellbar, wenn die Wassertemperatur im See höher ist als die Temperatur des Gebäudes. írásbeli vizsga / május 19.

7 13. Die Skizze in der Abbildung stellt ein reales Ereignis dar: die Raumsonde Huygens landet auf der festen Oberfläche eines Himmelskörpers im Sonnensystem. Um welchen Himmelskörper geht es? A) Um den Jupiter. B) Um einen der Jupitermonde. C) Um den Saturn. D) Um einen der Saturnmonde. 14. Die Dichte des Bleis ist 4,2-mal so groß wie die Dichte des Aluminiums, obwohl die Entfernung der Atome voneinander im Kristallgitter bei beiden Metallen ungefähr die gleiche ist. Was kann die Erklärung dafür sein? A) Der Atomkern eines Bleiatoms ist viel schwerer als der Atomkern eines Aluminiumatoms. B) Die Dichte des Atomkerns von einem Bleiatom ist viel größer als die Dichte des Atomkerns von einem Aluminiumatom. C) Die Bindungsenergie des Atomkerns von einem Bleiatom ist viel größer als die Bindungsenergie des Atomkerns von einem Aluminiumatom. 15. Welches der folgenden Phänomene kann man nie erfahren im Fall von Schallwellen, die sich in der Luft ausbreiten? A) Beugung. B) Interferenz. C) Schwebung. D) Polarisation. írásbeli vizsga / május 19.

8 ZWEITER TEIL Von den nachfolgenden drei Themen wählen Sie eins aus und arbeiten Sie es in anderthalb bis zwei Seiten, in Form eines zusammenhängenden Essays aus! Achten sie auf die genaue, klare Formulierung des Konzeptes, auf den logischen Gedankengang, auf die Rechtschreibung, denn es zählt bei der Bewertung auch mit! Ihre Erklärung muss nicht unbedingt der Reihenfolge der angegebenen Anhaltspunkte folgen. Die Lösung schreiben Sie auf die nachfolgenden Seiten. Drehmoment, Gleichgewicht, Hebel δῶς μοι πᾶ στῶ καὶ τὰν γᾶν κινάσω Gib mir einen Punkt (außerhalb der Erde), auf dem ich stehen kann, und ich werde dir die Welt aus den Angeln heben (die Erde in Bewegung setzen). Archimedes Definieren Sie den Begriff Drehmoment und stellen Sie die in der Definition vorkommenden Begriffe mit Hilfe einer entsprechenden Abbildung vor. Schildern Sie die Gleichgewichtsbedingungen für ausgedehnte, starre Körper mit Hilfe der Begriffe Kraft und Drehmoment. Erklären Sie anhand der oben dargestellten Bedingungen, wie der einseitige und der zweiseitige Hebel funktioniert. Fertigen Sie entsprechende Zeichnungen, aus denen die Kräfte und die entsprechenden geometrischen Verhältnisse zu entnehmen sind. Analysieren Sie den einseitigen und den zweiseitigen Hebel in Bezug auf die Kraftübertragung und die Energieverhältnisse. Benennen Sie je ein Beispiel aus dem Haushalt, wo man einen einseitigen und einen zweiseitigen Hebel benutzt. Erklären Sie, warum behauptet werden kann, dass eine feste Rolle eine einfache Maschine vom Typ zweiseitiger Hebel ist, und dass eine lose Rolle eine einfache Maschine vom Typ einseitiger Hebel ist. Wann etwa lebte Archimedes? Erläutern Sie den von ihm zitierten Satz im Bezug auf einfache Maschinen. Welcher Typ der einfachen Maschinen wird von Archimedes auf dem Bild benutzt? írásbeli vizsga / május 19.

9 Lichtinterferenz Und wenn ein Berg mit einem Tal zusammenstößt, indem der höchste Punkt des ersten mit dem tiefsten Punkt des zweiten im Gedanken verbunden eine zum Dach gerichtete Linie bildet, wird die Existenz von beiden vernichtet und die Oberfläche der Welle wird der Oberfläche des Wassers gleich. Dieser Akt wird Wellenverlust genannt. Móricz Schirkhuber: Grundzüge der theoretischen und experimentellen Physik , Pest Erläutern Sie das Phänomen Welleninterferenz für den Fall, wenn sich zwei Wellen, die je von einer punktförmigen Wellenquelle ausgehen, treffen. In welchen Punkten kann eine Verstärkung bzw. eine Auslöschung registriert werden? Geben Sie die Bedingung für die Beobachtbarkeit der Interferenz an. Untersuchen Sie die Lichtinterferenz im Fall eines optischen Gitters. Stellen Sie dar, in welchen Richtungen eine Verstärkung zu beobachten ist. Erläutern Sie, wie ein optisches Gitter zur Messung der Wellenlänge eines monochromatischen Lichtes anzuwenden ist. Erklären Sie, aus welchem Grund das Gitter das weiße Licht in seine farbigen Bestandteile zerlegt. Vergleichen Sie das Spektrum, das mit Hilfe eines optischen Gitters entsteht, mit dem Spektrum, das mit Hilfe eines Prismas entsteht. Benennen Sie Alltagsphänomene, in denen man durch Lichtinterferenz entstehende Farben sieht. írásbeli vizsga / május 19.

10 Das Hubble-Weltraumteleskop um die Erde Das Hubble-Weltraumteleskop wurde nach dem Astronomen Edwin Hubble benannt. Das Weltraumteleskop ist eines der bekanntesten und beliebtesten Weltraumgeräte. Im englischen Sprachgebiet wird es oft nur Volksteleskop (The People s Telescope) genannt. Als Ablösung für das Hubble Teleskop ist derzeit das James Webb Space Telescope geplant, dessen Start im Jahr 2014 vorgesehen ist. wikipedia Was war der wichtigste wissenschaftliche Verdienst von Hubble, dem Namensgeber des Weltraumteleskops? Seine Entdeckung wurde Grundlage einer Theorie über die Entstehung des Universums um welche Theorie geht es? Aus welchem Grund ist es vorteilhaft, ein Teleskop im Weltraum zu platzieren, was ist der Vorteil gegenüber irdischen Teleskopen? Nach welchen physikalischen Prinzipien kann der Umlauf des Weltraumteleskops um die Erde erläutert werden? Wie groß ist näherungsweise die Beschleunigung des Weltraumteleskops? Das Weltraumteleskop spielt eine herausragende Rolle beim Kennenlernen der Frühgeschichte des Universums. Das Hubble-Weltraumteleskop ist in der Lage, von sehr weit entfernten Objekten eine Aufnahme fertigen zu können. Wie helfen diese aus einer sehr großen Distanz kommenden Bilder beim Verstehen der Vergangenheit des Universums? Zu welchem Zweck dienen die rechteckigen Gegenstände auf beiden Seiten des Weltraumteleskops? Eine der Grundausrüstungen des Teleskops ist ein Spektrograf. Wie funktioniert dieses Gerät, welchem Ziel dient es und welche Informationen kann man mit seiner Hilfe über die beobachteten Objekte gewinnen? Es reicht, eine dieser Informationen zu benennen. Inhalt Stil Insgesamt 18 Punkte 5 Punkte 23 Punkte írásbeli vizsga / május 19.

11 DRITTER TEIL Lösen Sie die nachstehenden Aufgaben! Begründen Sie Ihre Behauptungen abhängig von der Aufgabe mit Text, mit Zeichnung oder mit Rechnung! Achten Sie darauf, dass die Bezeichnungen eindeutig sind! 1. Der unten stehende Graph zeigt die vertikale Geschwindigkeitskomponente des Massenmittelpunkts eines kleinen, auf und abspringenden Balls der Masse von 2 dkg in Abhängigkeit von der Zeit. Beantworten Sie die folgenden Fragen mit Hilfe des Graphen. v t a) In welchem Moment erreicht der Ball die größte Höhe? In welcher Höhe befindet er sich in diesem Moment? b) Wie groß ist die durchschnittliche Beschleunigung des Balls in dem Zeitraum, wenn er das erste Mal den Boden berührt, und wie groß ist die durchschnittliche Kraft, die während der Zeitdauer dieses Aufpralls vom Boden auf den Ball ausgeübt wird? c) Man nehme an, dass die Stoßzahl (der Restitutionskoeffizient) während des Aufund Abspringens konstant ist, also der Ball beim jeden Zurückprallen den gleichen Anteil seiner Geschwindigkeit verliert. Nach wie vielen Aufprallen vermindert sich die Steighöhe unter die Hälfte der Steighöhe des ersten Aufprallens? m g ) s ( = 10 2 írásbeli vizsga / május 19.

12 a) b) c) Insgesamt 3 Punkte 5 Punkte 6 Punkte 14 Punkte írásbeli vizsga / május 19.

13 2. In einer Werkstatt werden die Reifen auf die Räder von Pkws montiert, dann werden sie aufgepumpt. a) An einem Wintertag montiert der Mechaniker einen Gummireifen auf ein Auto, dessen Hersteller für den Druck im Reifen einen Überdruck von Pa im Vergleich zum äußeren Luftdruck vorschreibt. Auf welchen Druck in Pascal müssen die Räder bei einer Werkstatt-Temperatur von + 15 C in der Werkstatt aufgepumpt werden, damit der Druck im Reifen auf der Straße mit einer Temperatur von 20 C ganz genau den vorgeschriebenen Wert hat? b) Den wievielten Teil seiner inneren Energie verliert die Luft im Reifen, wenn das Auto mit seinen aufgepumpten Rädern aus der Werkstatt mit einer Temperatur von + 15 C auf die Straße mit einer Temperatur von 20 C rollt? Wohin geht diese Energie? c) Ein Gehilfe in dieser Werkstatt pumpt immer alle Räder ganz genau auf einen Überdruck von Pa auf. Im Sommer gibt es in der Werkstatt eine Temperatur von 26 C, im Winter aber nur eine von 15 C. In welchem Fall wird die innere Energie der Luft im Reifen größer: wenn es in der Werkstatt warm oder wenn es kalt ist? Das Volumen von Reifen wird in jedem Fall als konstant betrachtet (V = 25 Liter), der äußere Luftdruck beträgt immer 10 5 Pa, die Energie der Luft kann man annähernd mit 5 m Hilfe der Formel E = R T angeben. 2 M a) b) c) Insgesamt 4 Punkte 5 Punkte 3 Punkte 1 írásbeli vizsga / május 19.

14 3. Ein α-teilchen bewegt sich auf einer Kreisbahn mit dem Radius von 0,5 m in einem homogenen Magnetfeld der Stärke von 10-4 T. Bestimmen Sie die Geschwindigkeit und die De-Broglie-Wellenlänge des α-teilchens. (Die Masse eines α-teilchens beträgt m e = 1,6 10 C, h = 6,62 10 J s ) = α 6, kg, die Elementarladung beträgt Insgesamt 10 Punkte írásbeli vizsga / május 19.

15 4. Die Leistung vom Laser der Wellenlänge 670 nm in einem Laserdrucker beträgt ungefähr 1 mw. a) Wie groß sind der Impuls und die Energie der emittierten Laserphotonen? b) Wie viele Photonen werden vom Laser pro Sekunde emittiert? c) Wie groß ist die Kraft, die vom Laserstrahl auf das Gerät, das ihn emittiert, ausgeübt wird? 8 m 34 ( c = 3 10, h = 6,62 10 J s ) s a) b) c) Insgesamt 4 Punkte 3 Punkte 4 Punkte 11 Punkte írásbeli vizsga / május 19.

16 Achtung! Diese Tabelle füllt der Korrektor aus! maximale Punktzahl I. Testfragen 30 II. Essay: Inhalt 18 II. Essay: Stil 5 III.Zusammengesetzte Aufgaben 47 Punktzahl des schriftlichen Teils 100 erreichte Punktzahl Korrektor Datum:... I.Feleletválasztós kérdéssor /Testfragen II. Esszé: tartalom / Essay: Inhalt II. Esszé: kifejtés módja / Essay: Stil III. Összetett feladatok / Zusammengesetzte Aufgaben elért pontszám egész számra kerekítve / erreichte Punktzahl auf ganze Zahl gerundet programba beírt egész pontszám / ins Programm eingetragene ganze Punktzahl javító tanár / Korrektor jegyző / Protokollführer Dátum / Datum:... Dátum / Datum:... írásbeli vizsga / május 19.