Zentrale schriftliche Abiturprüfung Physik. Grundkurs. für Prüflinge Aufgabenstellung A1

Ähnliche Dokumente
Zentrale schriftliche Abiturprüfung Physik. für Prüflinge Aufgabenstellung A1

Zentrale schriftliche Abiturprüfung Physik. Grundkurs

Zentrale schriftliche Abiturprüfung Physik. Grundkurs

Zentrale schriftliche Abiturprüfung Physik. Grundkurs. für Prüflinge Aufgabenstellung A

Abschlussprüfung an Fachoberschulen im Schuljahr 2001/2002

Zentrale schriftliche Abiturprüfung Physik. Leistungskurs. für Prüflinge Aufgabenstellung A1

Zentrale schriftliche Abiturprüfung Physik. Grundkurs

Abschlussprüfung an Fachoberschulen im Schuljahr 2002/2003

Thüringer Kultusministerium

Schriftliche Abiturprüfung Leistungskursfach Physik

Zentralabitur 2007 Physik Schülermaterial Aufgabe II LK Bearbeitungszeit: 300 min

Schriftliche Abiturprüfung Leistungskursfach Physik

Abiturprüfung Physik, Grundkurs

Schriftliche Abiturprüfung Leistungskursfach Physik

ABITURPRÜFUNG 2002 LEISTUNGSFACH PHYSIK (HAUPTTERMIN)

Prüfungen 1999/2000. Vom Lehrer wird Ihnen ein Experiment mit einem Modell für eine Wippe vorgeführt.

Schriftliche Abiturprüfung Grundkursfach Physik

Aufgabe 1 - Schiefe Ebene - (10 Punkte)

Abiturprüfung Physik, Leistungskurs

Schriftliche Abiturprüfung Leistungskursfach Physik

Schriftliche Abiturprüfung Leistungskursfach Physik - E R S T T E R M I N -

Prüfungsähnliche Klausur Leistungskurs Physik

Schwerpunktfach Physik und Anwendungen der Mathematik

ABITURPRÜFUNG 2006 GRUNDFACH PHYSIK

Abschlussprüfung an Fachoberschulen im Schuljahr 2004/2005

Zentrale schriftliche Abiturprüfung Physik. für Prüflinge Aufgabenstellung A1

Pflichtaufgaben. Die geradlinige Bewegung eines PKW ist durch folgende Zeit-Geschwindigkeit- Messwertpaare beschrieben.

ABITURPRÜFUNG 2009 GRUNDFACH PHYSIK

ABITURPRÜFUNG 2002 GRUNDFACH PHYSIK (HAUPTTERMIN)

Thüringer Kultusministerium

Abschlussprüfung an Fachoberschulen im Schuljahr 2000/2001

Thüringer Kultusministerium

Zentrale schriftliche Abiturprüfung Physik. Leistungskurs

Prüfungsaufgaben der schriftlichen Matura 2010 in Physik (Profilfach)

Abitur 2009 Physik 1. Klausur Hannover, arei LK 2. Semester Bearbeitungszeit: 90 min

Schriftliche Abschlussprüfung Physik

Bachelorprüfung in. Grundlagen der Elektrotechnik

Klausur 12/1 Physik LK Elsenbruch Di (4h) Thema: elektrische und magnetische Felder Hilfsmittel: Taschenrechner, Formelsammlung

3, wobei C eine Konstante ist. des Zentralgestirns abhängig ist.

ABITURPRÜFUNG 2001 GRUNDFACH PHYSIK (HAUPTTERMIN)

Abiturprüfung Physik, Grundkurs

Ministerium für Kultus, Jugend und Sport Baden-Württemberg Abiturprüfung an den allgemein bildenden Gymnasien Prüfungsfach : Physik Haupttermin : 2003

Zentralabitur 2008 Physik Schülermaterial Aufgabe I ea Bearbeitungszeit: 300 min

Abiturprüfung Physik, Grundkurs. Aufgabe 1: Das Fadenstrahlrohr ausgewählte Experimente und Überlegungen

Thema: Spektroskopische Untersuchung von Strahlung mit Gittern

Schriftliche Abiturprüfung Grundkursfach Physik

Vorname und Name:... Klasse:...

Zentralabitur 2009 Physik Schülermaterial Aufgabe II ea Bearbeitungszeit: 300 min

ABITURPRÜFUNG 2010 GRUNDFACH PHYSIK

ABITURPRÜFUNG 2007 GRUNDFACH PHYSIK

Diplomvorprüfung WS 2009/10 Grundlagen der Elektrotechnik Dauer: 90 Minuten

Zentralabitur 2008 Physik Schülermaterial Aufgabe II ea Bearbeitungszeit: 300 min

Lösungen zur Abiturprüfung Physik - Leistungskurs

Schriftliche Prüfung zur Feststellung der Hochschuleignung

Abiturprüfung Physik, Grundkurs. Induktionsspannungen an einer im Magnetfeld schwingenden Leiterschaukel

Abitur 2005 (Beispiel) Physik (Grundkurs) Einlesezeit: 30 Minuten Bearbeitungszeit: 210 Minuten

Schriftliche Abschlussprüfung Physik

Technische Oberschule Stuttgart

Aufgabe I. 1.1 Betrachten Sie die Bewegung des Federpendels vor dem Eindringen des Geschosses.

Zentrale schriftliche Abiturprüfung Mathematik. Leistungskurs

Zentrale schriftliche Abiturprüfung Mathematik. Grundkurs

Schwerpunktfach Physik und Anwendungen der Mathematik

Schriftliche Abiturprüfung Grundkursfach Physik - E R S T T E R M I N -

Elektrische Messverfahren

Schriftliche Abschlussprüfung Physik

Wichtig!!!! Nur klare, übersichtliche Lösungen werden gewertet!!!!

Schriftliche Abschlussprüfung Physik

Schriftliche Abschlussprüfung Physik. Realschulabschluss. Allgemeine Arbeitshinweise

ABITURPRÜFUNG 2010 LEISTUNGSFACH PHYSIK

Physik-eA-2011 Klausur Nr

Schriftliche Abschlussprüfung Physik Realschulabschluss. Allgemeine Arbeitshinweise

3. Klausur in K1 am

BESONDERE LEISTUNGSFESTSTELLUNG PHYSIK. Tafelwerk Wörterbuch zur Deutschen Rechtschreibung

Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften Fakultät Elektrotechnik

Zentralabitur 2009 Physik Schülermaterial Aufgabe II ga Bearbeitungszeit: 220 min

Physik-Übung * Jahrgangsstufe 8 * Elektrische Widerstände Blatt 1

Klausur 12/2 Grundkurs Physik

Schriftliche Abiturprüfung Grundkursfach Physik

Klausur 2 Kurs 11Ph1e Physik

Schriftliche Abschlussprüfung Physik Realschulabschluss. Allgemeine Arbeitshinweise

Schriftliche Abiturprüfung Grundkursfach Physik

Thema: Spektroskopische Untersuchung von Strahlung mit Gittern

Thüringer Kultusministerium

Name: Halbwertzeiten, bewegte Elektronen im elektrischen Feld

Schwerpunktfach Physik und Anwendungen der Mathematik

Physik LK 12, 2. Kursarbeit Magnetismus Lösung A: Nach 10 s beträgt ist der Kondensator praktisch voll aufgeladen. Es fehlen noch 4μV.

Experimentalphysik für Naturwissenschaftler 2 Universität Erlangen Nürnberg SS 2009 Klausur ( )

Kursstufe Physik / Aufgaben / 04 Teilchenbahnen im E Feld Kopetschke 2011 Teilchenbahnen im elektrischen Querfeld

Elektrischer Schwingkreis

Abitur 2008: Physik - Aufgabe I

Übungen zu Experimentalphysik 2

Schriftliche Abschlussprüfung Physik Allgemeine Arbeitshinweise

Schriftliche Abiturprüfung nach neuem KLP Beispiel für eine abiturnahe Klausur Physik, Grundkurs

Klausur Experimentalphysik II

Wechselstromwiderstände

Zentralabitur 2011 Physik Schülermaterial Aufgabe I ga Bearbeitungszeit: 220 min

Abschlussprüfung an Fachoberschulen im Schuljahr 2005/2006

GRUNDLAGEN DER ELEKTROTECHNIK

Hinweise zur Vorbereitung auf die Abiturprüfung 2011 Prüfungsschwerpunkte Physik

Klausur 12/1 Physik LK Elsenbruch Di (4h) Thema: elektrische und magnetische Felder Hilfsmittel: Taschenrechner, Formelsammlung

Transkript:

Ministerium für Bildung, Jugend und Sport Zentrale schriftliche Abiturprüfung 2008 Physik Teil A (Wahl für Lehrkräfte) für Prüflinge Aufgabenstellung A1 Thema/Inhalt: Hilfsmittel: Elektrodynamik Wechselstromwiderstände Nachschlagewerk zur Rechtschreibung der deutschen Sprache, nicht programmierbarer und nicht grafikfähiger Taschenrechner, an der Schule eingeführtes Tafelwerk/Formelsammlung Materialien zur Durchführung des Schülerexperimentes Wechselspannungsquelle (50 Hz) Vielfachmessgerät (Spannung, Stromstärke) Verbindungsleiter Kondensator C2 Widerstand 100 Ω Gesamtbearbeitungszeit: 3 Zeitstunden Seite 1 von 3 Physik 08_Ph_A_G_A1_1.doc

Aufgaben: 1 Lautsprecherboxen enthalten häufig Einzellautsprecher, die bevorzugt Schallwellen in unterschiedlichen Frequenzbereichen aussenden. Neben diesen Lautsprechern (Hoch-, Tief-, Mitteltonlautsprecher) werden in die Boxen Frequenzweichen integriert, die aus einer Kombination von ohmschen Widerständen, Spulen und Kondensatoren bestehen. Zum Bau einer solchen Frequenzweiche erfolgten zwei experimentelle Voruntersuchungen mit drei ausgewählten Bauelementen C1 (C 1 = 47,0 μf), L1 (ohmscher Widerstand der Spule ist vernachlässigbar) und R1 (R 1 = 4 Ω). Kombinationen der in Reihe geschalteten Bauelemente befanden sich jeweils auf einem vorgefertigten Grundbrett mit den Außenanschlüssen entsprechend der Abb. 1. In allen Untersuchungen wurden ein Abbildung 1 Sinusgenerator veränderlicher Frequenz bei konstanter Spannung U ein an A und B und ein Messgerät an C und D angeschlossen. S Abbildung 2 Abbildung 3 1.1 Abbildung 2 entstand durch Messungen an einem Grundbrett mit allen drei Bauelementen. Am Punkt S ist der Wechselstromwiderstand der Schaltung am geringsten. 1.1.1 Beschreiben Sie, wie die Messungen für das Diagramm erfolgt sein könnten. Fertigen Sie eine Schaltskizze für den Versuchsaufbau unter Berücksichtigung des Grundbretts an. 1.1.2 Werten Sie das Diagramm von Abbildung 2 bezüglich des Verhaltens der einzelnen Wechselstromwiderstände aus. Skizzieren Sie für den Punkt S das zugehörige Zeigerdiagramm der Wechselstromwiderstände. BE* (5) (12) 1.1.3 Berechnen Sie die Spannung U ein am Frequenzgenerator. (2) 1 (8) 1.1.4 Leiten Sie die im Punkt S gültige Gleichung L1 = her. ω 2 C1 Bestimmen Sie die Induktivität L 1 der Spule L1. Seite 2 von 3 Physik 08_Ph_A_G_A1_1.doc

1.2 Die Schaltung für die Messwertaufnahme nach Abb. 3 zielt auf den Einsatz eines der Lautsprecher, der dazu an U aus angeschlossen werden soll. Auf dem Grundbrett befanden sich der Widerstand R1 und ein weiteres Bauelement. 1.2.1 Werten Sie das Diagramm aus. Folgern Sie, für welchen Lautsprecher die Schaltung besonders geeignet ist. 1.2.2 Fertigen Sie eine Schaltskizze für den vermuteten Versuchsaufbau unter Berücksichtigung des Grundbretts an und begründen Sie die gewählte Schaltung. 1.3 Schülerexperiment An Ihrem Experimentierplatz finden Sie den Festwiderstand R2 (R 2 = 100 Ω) in einer Reihenschaltung mit dem Kondensator C2, ein Vielfachmessgerät und eine Wechselspannungsquelle (50 Hz) vor. (4) (5) (14) Ermitteln Sie auf der Grundlage einer experimentellen Untersuchung die Kapazität C 2 des verwendeten Kondensators und den auftretenden Winkel der Phasenverschiebung, wenn die gegebene Reihenschaltung mit der Wechselspannungsquelle verbunden ist. Ihre Aufzeichnungen sollen mindestens enthalten: - das Schaltbild der Messanordnung, - die aus dem Experiment gewonnenen Messwerte, - den Lösungsweg zur Berechnung von C 2 und des Winkels der Phasenverschiebung. Gelingt das Experiment nicht, können Sie Ersatzmesswerte anfordern. Die Punkte für den experimentellen Teil werden dann nicht erteilt. (*Bewertungseinheiten) Seite 3 von 3 Physik 08_Ph_A_G_A1_1.doc

Ministerium für Bildung, Jugend und Sport Zentrale schriftliche Abiturprüfung 2008 Physik Teil A (Wahl für Lehrkräfte) für Prüflinge Aufgabenstellung A2 Thema/Inhalt: Hilfsmittel: Mechanik Bewegung eines Wagens Nachschlagewerk zur Rechtschreibung der deutschen Sprache, nicht programmierbarer und nicht grafikfähiger Taschenrechner, an der Schule eingeführtes Tafelwerk/Formelsammlung Gesamtbearbeitungszeit: 3 Zeitstunden Seite 1 von 3 Physik 08_Ph_A_G_A2_1.doc

Aufgaben: BE* 1 Nach einer experimentellen Untersuchung zu Stoßvorgängen an einem festen Hindernis erstellte eine Schülergruppe anhand ihrer Messergebnisse eine Computersimulation, die die Bewegungsvorgänge nochmals verdeutlichen sollte. Abbildung 1 zeigt die benutzte Versuchsanordnung. Der Wagen W ist hier in seiner Startposition dargestellt. Seine weiteren Bewegungen widerspiegeln sich im x(t) und y(t) Diagramm des Anhangs. Eine wichtige Übereinstimmung zwischen der Messung und der Simulation zeigte sich bereits darin, dass der Schwerpunkt des Wagens das Ende der waagerechten Anrollstrecke in genau 0,78 s erreichte. Abbildung1 1.1 Unterteilen Sie die 2 Diagramme im Anhang in Zeitintervalle a, b, c,..., die den (12) jeweiligen Bewegungsabläufen entsprechen. Erläutern Sie für jedes von Ihnen gewählte Intervall kurz, wie sich der Wagen dort bewegte. 1.2 Ermitteln Sie die Geschwindigkeit 0,5 s nach dem Start. (2) 1.3 Die Länge der Rampe s lässt sich aus der Bewegung des Wagens mit der Gleichung s= t bestimmen. ve + v0 2 Leiten Sie die Gleichung aus dem s-t und v-t Gesetz der gleichmäßig beschleunigten Bewegung her. Berechnen Sie die Länge der Rampe unter Verwendung der Gleichung. (10) 1.4 Der Stoß mit dem Hindernis war nicht vollständig elastisch. 1.4.1 Erläutern Sie (mithilfe der Diagramme) zwei Aspekte, die diese Aussage stützen. (6) 1.4.2 Berechnen Sie den prozentualen Energieverlust des Wagens während des Stoßes. (6) 1.5 Stellen Sie die Bewegung des Wagens im v(t)-diagramm für das Intervall (9) 0s t 3,2s dar. 1.6 Schon während der Versuche musste die Schülergruppe die Anfangsgeschwindigkeit (5) des Wagens verändern, da er sonst nach der Anrollstrecke deutlich abhob. Erklären Sie unter Zuhilfenahme einer Skizze, dass ein Abheben z.b. der Vorderräder nicht vermieden werden kann und welche Veränderung der Anfangsgeschwindigkeit vorgenommen werden musste. (*Bewertungseinheiten) Seite 2 von 3 Physik 08_Ph_A_G_A2_1.doc

Anhang Seite 3 von 3 Physik 08_Ph_A_G_A2_1.doc

Ministerium für Bildung, Jugend und Sport Zentrale schriftliche Abiturprüfung 2008 Physik Teil B (Wahl für Prüflinge) für Prüflinge Aufgabenstellung Hilfsmittel: Nachschlagewerk zur Rechtschreibung der deutschen Sprache, nicht programmierbarer und nicht grafikfähiger Taschenrechner, an der Schule eingeführtes Tafelwerk/Formelsammlung Wahlthemen Aufgabenstellung B1 Thema/Inhalt: Thermodynamik oder Aufgabenstellung B2 Thema/Inhalt: Ein Weg zur modernen Physik Elektronenstrahlen Seite 1 von 5 Physik 08_Ph_A_G_B_1.doc

Aufgaben B1: 2 Die Kollektoren in Flachbauweise einer Komplett-Solaranlage werden über einen Zeitraum von 6,0 h durch die Sonne mit einer Strahlungsintensität J = 360 W m -2 beleuchtet. Die folgende Tabelle gibt die Kenngrößen eines Herstellers für seine Solaranlage wieder: Ausdehnungsgefäß 5,1 m 2 18,0 Liter; Luftfüllung: 10,0 Liter mit Vordruck 1,50 bar bei 20 C Kollektorfläche Frostschutzmittel-Wasser- Gemisch 23,0 kg; 3,50 kj (kg K) -1 ; 1,05 kg l -1 (bei 20 C); γ = 3,20 10-4 K -1 300 Liter Die Glasabdeckung des Sonnenkollektors bewirkt eine Verringerung der einfallenden Sonnenenergie um 20 %. Der Absorber, mit gleicher Fläche wie der Kollektor, besitzt einen Absorptionsgrad von α = 0,85. 2.1 Fertigen Sie eine beschriftete Skizze zum prinzipiellen Aufbau der betrachteten Solaranlage (mindestens Kollektor, Ausdehnungsgefäß und Brauchwasserspeicher) zur Brauchwassererwärmung an. Beschreiben Sie die Wirkungsweise der Anlage. 2.2 Vor Beginn des Erwärmens besitzen das Wasser im Brauchwasser-Speicher und das Frostschutzmittel-Wasser-Gemisch eine Temperatur von 20 C. In den weiteren Betrachtungen ist davon auszugehen, dass das Brauchwasser im Behälter gleichmäßig erwärmt wird und Energieverluste auf dem Weg zwischen Kollektor und Brauchwasserspeicher vernachlässigbar klein sind. Hinweis: Betrachten Sie Luft in Näherung als ideales Gas und berücksichtigen Sie die Wärmekapazität des Brauchwasser-Speichers nicht. 2.2.1 Welche Endtemperatur hat das Brauchwasser direkt nach der Beleuchtungszeit? (10) BE* (13) zur Kontrolle: ϑ end 40 C 2.2.2 Dem Brauchwasserspeicher werden nach Erreichen seiner Endtemperatur 70 kg Wasser entnommen, wobei Wasser mit der Temperatur von 10 C nachströmt. Ermitteln Sie auf der Grundlage eines Energieansatzes die sich nach relativ kurzer Zeit einstellende gleich verteilte Brauchwassertemperatur. (7) 2.2.3 Die Abbildung zeigt den Aufbau eines nach außen gut isolierten Ausdehnungsgefäßes. Berechnen Sie den Druck in der Druckblase, wenn das Frostschutzmittel-Wasser-Gemisch eine durchschnittliche Temperatur von 68 C erreicht hat. Anschluss elastische Druckblase Luft mit Vordruck Ventil (Aufpumpen) (10) Kommentieren Sie Ihr Vorgehen kurz. Brauchwasserspeicher Frostschutzmittel- Wasser-Gemisch (*Bewertungseinheiten) Seite 2 von 5 Physik 08_Ph_A_G_B_1.doc

Aufgaben B2: 3 Die dargestellte Versuchsanordnung befindet sich innerhalb einer Vakuumkammer. Die Quelle Q emittiert Elektronen unter- Q S schiedlicher Geschwindigkeit. Im System S wird mithilfe einer Beschleunigungsspannung U b aus ihnen ein Elektronenstrahl erzeugt. Das Auftreffen des Elektronenstrahls ruft auf dem beschichteten Bildschirm einen Leuchtfleck hervor. Der Abstand y des Leuchtflecks wurde in Abhängigkeit von der Beschleunigungsspannung U b untersucht. Es entstand die angeführte Messwertetabelle: U b in kv 0,20 0,30 0,40 0,50 0,70 0,85 1,00 y in cm 3,2 3,9 4,5 5,0 5,9 6,6 7,1 Das Geschwindigkeitsfilter mit d = 1,50 cm wird von einem konstanten Magnetfeld der Flussdichte B 1 = 1,00 mt und dem dazu senkrecht verlaufenden elektrischen Feld des Kondensators durchsetzt. Die Flussdichte des Magnetfeldes hinter der Lochblende B beträgt B 2 = 3,00 mt. BE* d +U ab _ Bildschirm y Geschwindigkeitsfilter B 1 B 2 B 3.1 Skizzieren Sie in der Abbildung 1 des Anhangs den Verlauf des Elektronenstrahls in der Versuchsanordnung. 3.2 Die Ausrichtung des Elektronenstrahls soll am Beispiel des Verhaltens eines Elektrons betrachtet werden, das den Bildschirm im Abstand y erreicht. 3.2.1 Fertigen Sie eine Tabelle entsprechend dem Muster im Anhang an. Ergänzen Sie die Tabelle. (2) (12) Kennzeichnen Sie in Abbildung 1 des Anhangs innerhalb des Geschwindigkeitsfilters den Richtungssinn des elektrischen Feldes und des Magnetfeldes. 3.2.2 Begründen Sie, warum für jede neue Messwerteaufnahme eine Änderung von U ab erforderlich ist. 3.2.3 Berechnen Sie für die fünfte Messung: (6) (5) die Geschwindigkeit v e eines Elektrons beim Austritt aus S, das sich beim Verlassen der Elektronenquelle Q mit vernachlässigbarer Geschwindigkeit bewegte, 7 1 zur Kontrolle: v die notwendige Spannung U ab. e 1,6 10 m s Seite 3 von 5 Physik 08_Ph_A_G_B_1.doc

3.3 Überprüfen Sie, ob für die 5. Messung das rechnerische Ergebnis von y dem Messwert entspricht. 3.4 Fertigen Sie das zugehörige y-f(u b )-Diagramm entsprechend der Messwertetabelle an. Deuten Sie den Verlauf des Graphen. (5) (6) 3.5 Stellen Sie begründete Vermutungen auf, wie sich der Leuchtfleck durch die Auswahl unterschiedlicher Öffnungsweiten der Lochblende B ändern würde. (4) (*Bewertungseinheiten) Seite 4 von 5 Physik 08_Ph_A_G_B_1.doc

Name des Prüflings: Anhang Bewegungsart Begründung der Bewegung aus der Versuchsanordnung im System S im Geschwindigkeitsfilter im Magnetfeld der Flussdichte B 2 Q +U ab y B 1 B 2 _ Abbildung 1 Seite 5 von 5 Physik 08_Ph_A_G_B_1.doc