Physik für Studierende der Humanmedizin MC-Testat (Teil 2) am 16.04.2016 Füllen Sie bitte die Kopfleiste gut leserlich aus! Name:... Vorname:... Matrikel-Nr.:... Kurs-Gr.:...... (eigenhändige Unterschrift) Anleitung zur Beantwortung der Fragen: Einfachauswahl Auf eine Frage bzw. Aussage folgen 5 Antworten (A E), von denen nur eine zutreffend ist. Setzen Sie in das Kästchen hinter jeder Fragen Nr. den entsprechenden Lösungsbuchstaben. Frage Nr.: 1 7 13 19 25 2 8 14 20 26 3 9 15 21 27 4 10 16 22 28 5 11 17 23 29 6 12 18 24 30 Gesamtpunktzahl
2 1. Ein Wasserkocher hat eine Leistung von 1000 W. Wie lange dauert es ungefähr, damit 1 l Wasser von 20 C auf 100 C zu erhitzen (c Wasser = 4 kws/(kg K))? (A) ca. 1 min (B) ca. 2 min (C) ca. 3 min (D) ca. 5 min (E) ca. 10 min 2. Licht wird nacheinander durch zwei Küvetten geleitet (siehe Skizze), die mit zwei unterschiedlichen Flüssigkeiten gefüllt sind. Lösung A allein absorbiert 40 % des Lichtes, während durch Lösung B allein 30 % des Lichtes transmittiert. Wie viel Prozent der ursprünglichen Lichtintensität I 0 erreicht die Photozelle? (A) 52% (B) 23% (C) 18% (D) 12% (E) 10% 3. Wie viel Prozent der ursprünglichen Lichtintensität I 0 aus der vorhergehenden Aufgabe wird von der Photozelle detektiert, wenn Lösung A und B vertauscht werden? (A) 52% (B) 23% (C) 18% (D) 12% (E) 10% 4. Ein Gewebe wird mit Mikrowellen bestrahlt, wodurch Wärme entsteht. Es wird angenommen, dass die spezifische Wärmekapazität des bestrahlten Gewebes 4 kj/kg K beträgt und keine weiteren Wärmeströme auftreten. Etwa welche Temperaturerhöhung erfährt dann ein Gewebe mit 3 kg Masse, wenn es mit einer Energie von 30 kj bestrahlt wird? (A) 0,025 K (B) 0,04 K (C) 0,25 K (D) 0,4 K (E) 2,5 K 5. Das Audiogramm eines Patienten zeigt bei einer Frequenz von 2 khz einen Hörverlust (Änderung der individuellen Hörschwelle) von 45 db. Um welchen Faktor ist die Schallintensität an der Hörschwelle bei diesem Patienten größer als die Schallintensität bei normaler Hörschwelle? (A) 10 (B) 45 (C) 10.000 (D) mehr als 10.000 (E) mehr als 100.000
3 6. Mit Hilfe eines Szintillationszählers wird die Absorption von -Strahlen eines radioaktiven Präparates durch unterschiedlich dicke Metallplatten untersucht. Welche der dargestellten Absorptionskurven entspricht einem Material der Halbwertsdicke von 4 cm? 7. Die mittlere Lebensdauer eines Radionuklids ist als Kehrwert seiner Zerfallskonstante definiert. Etwa welche mittlere Lebensdauer hat das Radionuklid 14 C, das eine Halbwertszeit von 5730 Jahren aufweist? (A) 2,4 Jahre (B) 4000 Jahre (C) 5730 Jahre (D) 8200 Jahre (E) 12000 Jahre 8. Welche Zeit benötigt Licht bei senkrechtem Einfall für die Querung eines transparenten Materials mit dem Brechungsindex n = 2 und der Schichtdicke d = 20 cm? (A) 5 10 8 s (B) 1,33 10-7 s (C) 2 10-9 s (D) 1,33 10-9 s (E) 5 10-9 s 9. Eine im Impulsbetrieb arbeitende Ultraschallquelle sendet einen Schallimpuls aus, der nach Reflexion an einer Mediengrenze nach 20 µs als Echo registriert wird. In welcher Entfernung vom Schallkopf befand sich diese Mediengrenze, wenn sich der Ultraschall im dazwischen liegenden Medium mit einer Geschwindigkeit von 1500 m/s ausbreitet? (A) 1,5 cm (B) 3 cm (C) 15 m (D) 30 m (E) 750 10 6 m 10. Welche Eigenschaft kennzeichnet das Okular in einem Lichtmikroskop? (A) Das Okular bestimmt wesentlich das Auflösungsvermögen eines Mikroskops. (B) Das als Objekt für das Okular dienende Bild des Objektivs befindet sich zwischen einfacher und doppelter Brennweite des Okulars. (C) Das Okular wirkt als Zerstreuungslinse. (D) Das Okular erzeugt ein reelles Bild. (E) Das Okular wirkt als Lupe.
4 11. Einem Patienten wird radioaktives 131 I mit einer Aktivität von knapp 4 GBq verabreicht. Die mittlere Lebensdauer von 131 I beträgt etwa 10 6 s. Etwa wie viele 131 I- Atomkerne werden verabreicht? (A) 2,5 10-3 (B) 4 10 3 (C) 2,5 10 5 (D) 2,5 10 9 (E) 4 10 15 12. Die Anodenspannung einer Röntgenröhre wird erhöht. Dadurch: (A) steigt die Grenzwellenlänge (B) verändert sich die Lage der charakteristischen Strahlung (C) steigt die Energie der Röntgenstrahlung (D) verringert sich die Durchschlagskraft der Röntgenstrahlung (E) sinkt die Intensität der Röntgenstrahlung 13. Welche der folgenden Abbildungen gibt ein Röntgenspektrum korrekt wieder? 14. Welche Aussage ist richtig? Beim - -Zerfall: (A) wird im Atomkern ein Neutron in ein Proton umgewandelt (B) wird ein Positron aus dem Atomkern emittiert (C) wird ein Elektron aus der Atomhülle emittiert (D) ändert sich die Massenzahl des zerfallenden Kerns (E) wird ein Heliumkern emittiert 15. Radioaktives 210 Po ist ein -Strahler mit einer Halbwertszeit von ca. 138 Tagen. Welche Aussage zu diesem Nukleotid ist richtig? (A) Beim radioaktiven Zerfall wird im Kern ein Neutron in ein Proton umgewandelt. (B) Beim radioaktiven Zerfall entsteht ein Kern mit kleinerer Ordnungszahl. (C) Nach 4 Monaten ist die Radioaktivität von 1 g 210 Po vollständig abgeklungen. (D) Die Zerfallskonstante beträgt = 138 d -1 (E) Die Zerfallskonstante beträgt = 7.25 10-3 s -1.
5 16. Welche dosimetrische Größe wird in der Einheit Gray (Einheitenzeichen Gy) angegeben? (A) Äquivalentdosis (B) Energiedosisleistung (C) Energiedosis (D) Ionendosisleistung (E) Ionendosis 17. Wie ist der Schallwellenwiderstand (auch akustische Impedanz genannt) eines Mediums definiert? Der Schallwellenwiderstand ist (A) das Produkt aus Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schall im Medium und der Dichte des Mediums (B) der Quotient aus Schallintensität und Querschnittsfläche (C) identisch mit dem Schwächungskoeffizienten für Schall (D) das Produkt aus Dichte des Medium und der Schallfrequenz (E) das Produkt aus Wellenlänge des Schalls und der Schallfrequenz 18. In einem Experiment wird für eine Zeitdauer t = 20 s eine relative Unsicherheit u(t)/t = 2 bestimmt. Wie groß ist die dazugehörige absolute Unsicherheit u(t) für diese Messung? (A) 10 ms (B) 400 ms (C) 0,04 s (D) 0,2 s (E) 1 s 19. Welcher Zusammenhang besteht bei einer Welle zwischen Wellenlänge, Frequenz f und Ausbreitungsgeschwindigkeit c (h Planck sches Wirkungsquantum)? (A) c = h f (B) c = f (C) c = f / (D) c = (h ) / f (E) c = h f 20. Bei Ultraschalluntersuchungen wird ein Koppelgel zwischen Schallkopf und Körperoberfläche aufgebracht. Welche der folgenden Aussagen trifft/en zu? (1) Der Schallwellenwiderstand des Koppelgels entspricht dem von Luft. (2) Koppelgel ist nur für Messungen der Strömungsgeschwindigkeit oberflächennaher Blutgefäße mittels Ultraschall-Doppler-Effekt erforderlich. (3) Durch ein Koppelgel wird die Reflexion von Ultraschall an der Mediengrenze Luft/Gewebe drastisch vermindert. (4) Ein Koppelgel dient ausschließlich der besseren Gleitfähigkeit des Schallkopfes auf der Körperoberfläche. (A) (B) (C) (D) (E) nur 1 und 4 sind richtig nur 2 ist richtig nur 1 und 3 sind richtig nur 3 ist richtig nur 4 ist richtig
6 21. Vergleichen Sie eine 100 mm Kochsalz- und eine 50 mm Glucoselösung bei gleicher Temperatur im Hinblick auf den osmotischen Druck. Welche Aussage ist richtig? (A) Die Kochsalzlösung erzeugt den vierfachen osmotischen Druck im Vergleich zu Glucoselösung. (B) Die Kochsalzlösung erzeugt den doppelten osmotischen Druck im Vergleich zu Glucoselösung. (C) Die Kochsalzlösung erzeugt den gleichen osmotischen Druck wie die Glucoselösung. D) Die Kochsalzlösung erzeugt den halben osmotischen Druck im Vergleich zu Glucoselösung. (E) Die Kochsalzlösung erzeugt ein Viertel des osmotischen Drucks der Glucoselösung. 22. Wodurch entsteht das Aktionspotenzial einer erregbaren Zelle? (A) Durch den Einstrom von Natriumionen in die Zelle (B) Durch das Ausströmen von Kaliumionen aus der Zelle (C) Durch das Wirken der Na + /K + -ATPase (D) Durch den aktiven Transport von Natriumionen aus der Zelle (E) Durch Repolarisation der Zelle 23. Warum verschiebt sich die Tonhöhe der Sirene eines am Beobachter schnell vorbeifahrenden Polizeiautos? (A) Weil sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall im Medium ändert. (B) Weil ein Teil der Intensität des Schalls in der Luft absorbiert wird. (C) Weil die Lautstärke eine subjektiv empfundene Größe ist. (D) Weil es durch den Doppler-Effekt zu einer Frequenzverschiebung kommt. (E) Weil es durch den Übergang an der Mediengrenze im Ohr zur Reflexion des Schalls kommt. 24. Welche Aussage zur Kurzsichtigkeit ist richtig? (A) Die Brechkraft des Auges ist zu klein und muss durch eine Sammellinse (B) Die Brechkraft des Auges ist zu klein und muss durch eine Zerstreuungslinse (C) Die Brechkraft des Auges ist zu groß und muss durch eine Sammellinse (D) Die Brechkraft des Auges ist zu groß und muss durch eine Zerstreuungslinse (E) Kurzsichtigkeit entsteht durch Trübung der Linse 25. Ein Wanderer wird in einem Regenguss vollständig durchnässt, welchen Gefahren ist er ausgesetzt? (A) Durch Diffusion können Kaliumionen aus seinen Zellen in die nasse Kleidung übergehen. (B) Durch Verdunstung wird dem Körper Wärme entzogen, so dass Hypothermie droht. (C) Die Strahlungsleistung seines Körpers wird durch die nasse Kleidung reduziert, so dass Hyperthermie droht. (D) Keinen, weil durch das Trocknen des Wassers in der nassen Kleidung die Körpertemperatur konstant bleibt. (E) Es diffundiert Wasser in den Körper, so dass die Erythrozyten platzen können.
7 26. Nebenstehende Abbildung zeigt ein Beispiel für die Brechung von Licht beim Übergang von Medium 1 zu Medium 2. Welche der folgenden Aussagen trifft zu? (A) In beiden Medien breitet sich Licht mit der gleichen Geschwindigkeit aus. (B) Medium 2 hat eine höhere Brechzahl als Medium 1 (C) Ein Übergang des Lichtes nach Medium 2 ist auch bei größeren Einfallswinkeln möglich (D) Medium 1 ist optisch dünner als Medium 2. (E) Bei größeren Einfallswinkeln kann Totalreflexion auftreten. Medium 1 Medium 2 27. Was ist ein Positron? (A) positiv geladenes Teilchen mit der Masse eines Neutrons (B) Antiteilchen zum Elektron (C) masseloses und ladungsloses Elementarteilchen (D) anderer Name für Proton (E) ein im Atomkern vorkommendes positiv geladenes Elementarteilchen 28. Welche optische Messgröße wird mit Hilfe eines Polarimeters bestimmt? (A) der Brechungsindex eines Mediums (B) die Absorption von Licht durch ein Medium (C) die Wellenlänge von Licht (D) die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht in einem Medium (E) der Drehwinkel der Schwingungsebene von polarisiertem Licht 29. Welche Brennweite weist eine Linse mit einer Brechkraft von 5 dpt auf? (A) 5 m (B) 2 m (C) 50 cm (D) 20 cm (E) 5 cm 30. Welche Aussage über -Strahlung trifft zu? -Strahlung (A) entspricht in ihrer Quantenenergie weicher Röntgenstrahlung. (B) wird von Materie besser absorbiert als -Strahlung. (C) entsteht ausschließlich beim -Zerfall von Radionukliden. (D) kann durch elektrische Felder abgelenkt werden (E) gehört zu den elektromagnetischen Strahlungsarten