Schriftliche Abschlussprüfung Physik Realschulabschluss Schuljahr 2002/2003. Musterlösungen. Bearbeitungsstand:

Ähnliche Dokumente
Schriftliche Abschlussprüfung Physik

Teil I - Pflichtaufgaben Lösung Aufgabe 1 Mechanik. Lösung Aufgabe 2 Mechanische Schwingungen und Wellen

zu 2.1 / I. Wiederholungsaufgaben zur beschleunigten Bewegung

Abschlussprüfung an Fachoberschulen im Schuljahr 2004/2005

Schriftliche Abschlussprüfung Physik Realschulbildungsgang

Abschlussprüfung an Fachoberschulen im Schuljahr 2000/2001

Vorwiderstandsberechnung für LEDs

Orientierungshilfen für die Zugangsprüfung Physik

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

14. Mechanische Schwingungen und Wellen

Grundwissen. Physik. Jahrgangsstufe 8

Physik-Übung * Jahrgangsstufe 8 * Elektrische Widerstände Blatt 1

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

Die Heizungsanlage eines Hauses wird auf Ölfeuerung umgestellt. Gleichzeitig wird mit dieser Anlage Warmwasser aufbereitet.

Grundlagen. Stromkreisgesetze. Andreas Zbinden. Gewerblich- Industrielle Berufsschule Bern. 1 Ohmsches Gesetz 2. 2 Reihnenschaltung von Widerständen 6

Übungsauftrag zur Kinematik - Lösungen

Elektrische Ladungen A 46

Aufgaben Wechselstromwiderstände

Elektrische Energie, Arbeit und Leistung

2. Was ist eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung? 3. Erläuterns Sie an selbstgewählten Beispielen das Superpositionsprinzip.

Strom kann nur in einem geschlossenen Kreis fließen.

Energie und Energieerhaltung. Mechanische Energieformen. Arbeit. Die goldene Regel der Mechanik. Leistung

Was hast Du zum Unterrichtsthema Versorgung mit elektrischer Energie gelernt?

IPN Curriculum Physik. Der elektrische Stromkreis als System

Klausur 2 Kurs 11Ph1e Physik. 2 Q U B m

Energie, mechanische Arbeit und Leistung

Protokoll zum Versuch Nichtlineare passive Zweipole

Selbst-Test zur Vorab-Einschätzung zum Vorkurs Physik für Mediziner

Physik. Schuleigenes Kerncurriculum. Klasse Kepler-Gymnasium Freudenstadt. Schwingungen und Wellen. Elektrodynamik: Felder und Induktion

Inhalt. 63 Elektrische Energie und Energieübertragung

Kapitel. Eins zurück, zwei vor: die ersten Schritte

1. EIN MOTOR LÄUFT MIT HEIßER LUFT

Elektrotechnik für MB

( ) 3 = Grösse = Zahlenwert Einheit. Inhalte gemäss Rahmenlehrplan 2012 GESO. Geltende Ziffern

Gleichstromkreise. 1.Übung am 25 März 2006 Methoden der Physik SS2006 Prof. Wladyslaw Szymanski. Elisabeth Seibold Nathalie Tassotti Tobias Krieger

1. Klausur in K1 am

In der Physik definiert man Arbeit durch das Produkt aus Kraft und Weg:

Schulcurriculum für das 8. Schuljahr am Cornelius-Burgh-Gymnasium Erkelenz. auf der Grundlage vom KLP GY 8 NRW

Physikalisches Anfängerpraktikum Teil 2 Elektrizitätslehre. Protokollant: Sven Köppel Matr.-Nr Physik Bachelor 2.

Elektronik NATURWISSENSCHAFT UND TECHNIK. 1. Halbleiter Messung der Beleuchtungsstärke (Zusatzexperiment)

Aufgaben für die 6. Übung zur Vorlesung Mathematik 2 für Informatiker: Analysis Sommersemester 2010

Grundlagen der Elektrotechnik: Wechselstromwiderstand Xc Seite 1 R =

Physik 2 (GPh2) am

1. Elektrischer Stromkreis

9 Periodische Bewegungen

Fachhochschule Gießen Friedberg Blatt 2 Übungsaufgaben Elektrotechnik Maschinenbau, Mikrotechnik, Optronik

AFu-Kurs nach DJ4UF. Technik Klasse E 03 Ohmsches Gesetz, Leistung & Arbeit. Amateurfunkgruppe der TU Berlin. Stand

Stoffverteilungsplan Physik Gymnasium

Mündliche Prüfung Physik Leitfragen

Ferienkurs Experimentalphysik 1

TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN Seite 1 37 STÜTZKURS 2 AUFGABENSAMMLUNG 3 DRITTES LEHRJAHR. Kapitel 5

Elektrische Ladung und elektrischer Strom

Energie und elektrische Ladung, Entropie, Impuls. M. Pohlig WHG-Durmersheim

TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN STUDIENKOLLEG PHYSIK

Themenübersicht Sekundarstufe I. Jgst. Inhalte (Zeit in U-Std.) 7 Akustik (10), Mechanik (35), Energie (10) 55

Grundwissen Physik (8. Klasse)

Vorbereitung zum Versuch

Aufgabenblatt Z/ 01 (Physikalische Größen und Einheiten)

Dom-Gymnasium Freising Grundwissen Natur und Technik Jahrgangsstufe 7. 1 Grundwissen Optik

4 an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ darstellen.

Aufgaben zum Stirlingschen Kreisprozess Ein Stirling-Motor arbeite mit 50 g Luft ( M= 30g mol 1 )zwischen den Temperaturen = 350 C und T3

Deutsche Schule Tokyo Yokohama

ELEXBO A-Car-Engineering

Feldbegriff und Feldlinienbilder. Elektrisches Feld. Magnetisches Feld. Kraft auf Ladungsträger im elektrischen Feld

Kompetenzorientiertes Fachcurriculum Physik, Weidigschule Butzbach Jahrgangsstufe 8

Es ergibt sich eine Kraft F von 343N. Diese ist aber zu gering um die Schale zu zerbrechen.

Arbeitsblatt Elektrotechnik

Diplomvorprüfung WS 2010/11 Fach: Elektronik, Dauer: 90 Minuten

Wiederholung der Grundlagen (Schülerübungen)

Realschulabschluss Physik (Sachsen) Aufgaben im Stil der Abschlussprüfung: Elektrizitätslehre

Der elektrische Widerstand R

6. Welche der folgenden Anordnungen von vier gleich großen ohmschen Widerständen besitzt den kleinsten Gesamtwiderstand?

Induktion. Die in Rot eingezeichnete Größe Lorentzkraft ist die Folge des Stromflusses im Magnetfeld.

Elektrischer Strom. Strommessung

Ide egy rajz hiányzik (egy vonal, a végein két telegömb, a baloldali felett Q 1 és a másik felett Q 2 )

Inhalt. 1. Erläuterungen zum Versuch 1.1. Aufgabenstellung und physikalischer Hintergrund 1.2. Messmethode und Schaltbild 1.3. Versuchdurchführung

Physikalisches Praktikum für Studierende der Medizin. Klausur Nr. 2, SS Klausurabschrift. Lösungen ohne Gewähr

Physikalisches Praktikum für Studierende der Medizin. Klausur Nr. 2, SS Klausurabschrift. Lösungen ohne Gewähr

Lösungen zu den Aufgaben zur Klausur zur Vorlesung Einführung in die Physik für Natur- und Umweltwissenschaftler v. Issendorff, WS2013/

Leiterkennlinien elektrischer Widerstand

8.1 Gleichförmige Kreisbewegung 8.2 Drehung ausgedehnter Körper 8.3 Beziehung: Translation - Drehung 8.4 Vektornatur des Drehwinkels

Schaltungen mit mehreren Widerständen

UNIVERSITÄT BIELEFELD

Elektrische Schwingungen und Wellen

1 Grundwissen Energie. 2 Grundwissen mechanische Energie

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

KLASSE: 8TE NAME: Vorname: Datum:

elektrischer Energie und Leistung

Aufgaben. zu Inhalten der 5. Klasse

2. Klausur in K1 am

Musterlösung. Aufg. P max 1 13 Klausur "Elektrotechnik" am

DOWNLOAD. Physik kompetenzorientiert: Elektrizitätslehre / 8. Klasse

Versuch 16 Der Transformator

1. EIN MOTOR LÄUFT MIT HEIßER LUFT

PTC-Widerstand. Material. Thema. Aufbau. Experiment. Messergebnisse

8. Jahrgangsstufe Energie und Energieerhaltung Unterrichtskonzept. Energie und deren Erhaltung

Energiearten, Energieumwandlung

Brechung des Lichts Arbeitsblatt

Elektrische Arbeit und Leistung

Elektrische Messverfahren Versuchsvorbereitung

Transkript:

Schriftliche Abschlussprüfung Physik Realschulabschluss Schuljahr 2002/2003 Bearbeitungsstand: 25.05.2003 Hinweise: 1. Die vorliegenden Lösungen sind von Uwe Hempel, Georg-Schumann- Schule in Leipzig, und keine offiziellen Lösungen des Sächsischen Staatsministeriums für Kultus. Der Autor garantiert nicht für die Vollständigkeit und Richtigkeit der vorliegenden Lösungen. 2. Ein herzliches Dankeschön an Bernd Schumann, Jan Genscher, Maik Viehrig und Manuela Mohr, die diese Lösungen begutachteten und Veränderungen vorschlugen. 3. In Klammern stehende und kleiner gedruckte Lösungen betrachtet der Autor auch als möglich bzw. sind als Kommentar gedacht. 4. Wir freuen uns über jeden Hinweis zur Verbesserung dieser. Bitte senden Sie eine Email an: physikms@www.sn.schule.de, Betreff: Prüfung 2003

Aufgabe 1 1.1 Nach dem ersten Schließen des Stromkreises leuchtete die Lampe auf, nach Änderung der Polarität und erneutem Schließen des Stromkreises leuchtete sie nicht. 1.2 Das unbekannte Bauelement ist eine Diode. Im ersten Fall ist sie in Durchlassrichtung geschaltet, daher leuchtet die Glühlampe. Nach Änderung der Polarität wird sie in Sperrrichtung betrieben, die Glühlampe leuchtet nicht. 1.3 (Es kann auch das Schaltzeichen für eine Röhrendiode verwendet werden.) Aufgabe 2 2.1 Feste Rolle: Umkehrung oder Veränderung der Kraftrichtung Lose Rolle: Einsparung (Halbierung) von Kraft oder auch: Flaschenzug: Einsparung von Kraft 2.2 Ges.: F Zug Geg.: m = 40 kg F Hub =400 N F Zug = ½ F Hub F Zug = ½ 400 N F Zug = 200 N 2.3 Für diese Anordnung gilt die Goldene Regel der Mechanik: Was man an Kraft spart, muss man an Weg zusetzen. Die mechanische Arbeit berechnet sich aus dem Produkt von benötigter Kraft und zurückgelegtem Weg. Da Kraft und Weg nach der Goldenen Regel indirekt zueinander proportional sind, das Produkt aus beiden also konstant bleibt, kann man keine mechanische Arbeit sparen. Aufgabe 3 3.1 Das Licht muss vom optisch dichteren in das optisch dünnere Medium übergehen und dabei wird der Grenzwinkel überschritten. 3.2 Die Totalreflexion wird in Lichtleitkabeln angewendet. 3.3 Ges.: β Geg.: α = 30 ; c Wasser = 224000 km/s; c Luft = 299711 km/s Seite 2 von 9

sin α c = sinβ c sin30 224000km /s = sinβ 299711km /s sinβ = 0,6690 β = 42 Skizze: 1 2 Aufgabe 4 4.1 4.2 In diesem Zeitraum wird die zugeführte Wärme zum Schmelzen des Eises benötigt, daher ändert sich die Temperatur nicht. 4.3 Ges.: Q Geg.: m = 500 g; T = 50 K; c Wasser = 4,186 Seite 3 von 9 kj kg K

Q = c m T kj Q = 4,186 0,5 kg 50 K kg K Q = 104,65 kj Wahlaufgabe 5 5.1 Schülerexperiment Schaltplan: Messwerte: U Widerstand in V I Widerstand in ma U Lampe in V I Lampe in ma 0 0 0 0 1,8 36 1,8 35 3,2 61 3,3 48 4,7 90 4,9 62 7,1 138 7,4 78 Auswertung: 1. 2. Für den Widerstand gilt das Ohmsche Gesetz, U ~ I, da im Diagramm eine Gerade entsteht. Seite 4 von 9

3. U I 1,8V 0,035A 51,4Ω U I 7,4V 0,078A 94,9Ω Der Widerstand bei einer Spannung von 1,8 V ist kleiner als der Widerstand bei einer Spannung von 7,4 V. Für die Glühlampe gilt das Ohmsche Gesetz nicht, weil die Temperatur der Glühlampe nicht gleich bleibt. 4. Fehlerquelle: Gerätefehler der Messinstrumente, persönliche Fehler,... 5.2 5.2.1 Schaltungsart: Reihenschaltung 5.2.2 Ges.: R geg.: U Lampe = 6V; U gesamt = 10V; I = 0,1 A 1. Berechnung der Spannung am Vorwiderstand: U U gesamt - U Lampe U 10V 6V U 4V 2. Berechnung des Vorwiderstandes U I 4V 0,1 A 40Ω 5.2.3 Ist der Widerstand zu groß, so wird die Glühlampe nur dunkel oder gar nicht leuchten. Der zu große Widerstand verursacht einen höheren Spannungsabfall, so dass an der Lampe eine geringere Spannung anliegt und die Lampe so nur weniger hell oder gar nicht leuchten kann. Außerdem führt der höhere Widerstand auch zu einer geringeren Stromstärke im Stromkreis (U ~ I Ohmsches Gesetz). Seite 5 von 9

Aufgabe 6 6.1.1 Abschnitt Beschreibung Bewegungsart I Anfahren des Fahrzeuges Gleichmäßig beschleunigte Bewegung II Abbremsen des Fahrzeuges Gleichmäßig beschleunigte (verzögerte) Bewegung III IV Bewegung des Fahrzeuges mit konstanter Geschwindigkeit Abbremsen des Fahrzeuges bis zum Stillstand Gleichförmige Bewegung Gleichmäßig beschleunigte (verzögerte) Bewegung 6.1.2 Bestimmen der Beschleunigungen v Die Beschleunigung wird berechnet mit Hilfe der Gleichung a =. t Dies ergibt für die einzelnen Abschnitte folgende Beschleunigungen: I: a = 1,25 m/s² II: a = 1 m/s² oder a = - 1 m/s² III: a = 0 6.1.3 Ges.: s geg.: t = 9 s; v = 3 m/s s v = t s = v t m s = 3 9s s s = 27m 6.1.4 Ges.: F geg.: m = 1500 kg; a = 1,25 m/s² F = m a F = 1500 kg 1,25 m/s² F = 1875 N 6.1.5 Die Winterreifen haben ein höheres Profil als die Sommerreifen. Dadurch wird bei Schnee eine höhere Rollreibungskraft zwischen Reifen und Straße erreicht und somit eine sicherere Fahrtweise im Winter. 6.2.1 Diagramm 1: Ungedämpfte Schwingung Amplitude bleibt gleich Diagramm 2: Gedämpfte Schwingung Amplitude wird geringer 6.2.2 Ungedämpfte Schwingung: Bewegung des Pendels einer Pendeluhr Gedämpfte Schwingung: Bewegung einer Schaukel Seite 6 von 9

6.3.1 6.3.2 Bewegt sich das Uhrenpendel vom Umkehrpunkt zum Ruhepunkt, so wandelt sich potentielle in etische Energie um. Bei der Bewegung vom Ruhepunkt zum Umkehrpunkt wandelt sich etische Energie in potentielle Energie um. Außerdem tritt während der Bewegung eine Umwandlung von etischer Energie in thermische Energie um. Aufgabe 7 7.1.1 ges.: t geg.: v = 18 km/h = 5 m/s; s = 300m s v = t s t = v 300m t = 5m / s t = 60s 7.1.2 ges.: E geg.: m = 100 kg; v = 5 m/s m E = v² 2 100kg E = (5m / s)² 2 E = 1,25kJ 7.1.3 Die etische Energie des zweiten Radfahrers beträgt das Doppelte der etischen Energie des ersten Radfahrers. Da die Masse des zweiten Radfahrers nur halb so groß ist wie die Masse des ersten, wäre bei gleicher Geschwindigkeit die etische Energie auch nur halb so groß (E ~ m). Die Geschwindigkeit des zweiten Radfahrers beträgt das Doppelte der Geschwindigkeit des ersten Radfahrers. Bei gleicher Masse wäre die etische Energi des zweiten Radfahres vier Mal so groß (E ~v²). Berücksichtigt man nun beide Aspekte, so ergibt sich, dass die etische Energie des Seite 7 von 9

zweiten Radfahrers doppelt so groß wie die des ersten Radfahrers ist (1/2*4=2). oder Nachweis durch Berechnung: m E = v² 2 50kg m E = (10 )² 2 s E = 2,5kJ Die etische Energie des zweiten Radfahrers ist doppelt so groß wie die des ersten. 7.1.4 Beim plötzlichen starken Bremsen eines Radfahrers werden sich lose befestigte Gepäckstücke in Fahrtrichtung losreißen. Ursache dafür ist das Trägheitsgesetz: Ein Körper behält seinen Bewegungszustand so lange bei, so lange keine Kraft auf ihn einwirkt. Da die Gepäckstücke nur lose befestigt sind, kann die Bremskraft nicht übertragen werden, die Gepäckstücke behalten ihren Bewegungszustand bei und reißen sich nach vorn los. 7.2 7.2.1 ges.: Q kj geg.: m = 350000 t = 350000000 kg; T = 1 K; c = 4,186 kg K Q = c m T kj Q = 4,186 350000000 kg 1 K kg K Q = 1 465 000 000 kj = 1 465 000 MJ 7.2.2 Durch einen großen Stausee wird das Klima in der unmittelbaren Umgebung gemäßigter, insbesondere starke Temperaturschwankungen treten kaum noch auf. Steigt die Temperatur schnell an, nimmt das Wasser sehr viel Wärme auf, die Umgebung bleibt kühler. Kühlt es sehr schnell ab, gibt das Wasser Wärme an die unmittelbare Umgebung ab, die Abkühlung fällt wesentlich geringer aus als in größerer Entfernung vom Stausee. 7.2.3 Durch neue Stauseen können zum Beispiel Umsiedlungen von Menschen notwendig sein, die ihr Haus im Staugebiet stehen haben. Der Lebensraum von Tieren wird vernichtet.... Seite 8 von 9

7.3.1 Turbine: Generator: Transformator: Antreiben des Generators (Übertragung etischer Energie) Erzeugen von Elektroenergie (Umwandlung etischer in elektrische Energie) Erzeugt Hochspannung (Erzeugen von Hochspannung aus der abgegebenen Spannung des Generators) 7.3.2 Ges.: E geg.: P = 1700 kw; t = 24 h E = P t E = 1700 kw 24 h E = 40800 kwh 7.4.1 Windkraft, Sonnenenergie 7.4.2 Vorteil: Erneuerbarkeit der Energie Nachteil: Lärmbelästigung im näheren Umfeld, nicht immer verfügbar Seite 9 von 9