Fysik A. Studentereksamen. Gammel ordning. Onsdag den 22. maj 2019 kl gl-1stx191-fys/a

Transkript

1 Fysik A Studentereksamen Gammel ordning gl-1stx191-fys/a Onsdag den 22. maj 2019 kl

2 Side 1 af 13 sider Billedhenvisninger Opgave 1 Nils Kruse Opgave 2 Opgave 3 Opgave 4 Nils Kruse Opgave 5 Opgave 6 enhanced-access-to-nuclear-medicine Opgave 7

3 Side 2 af 13 sider Opgavesættet består af 7 opgaver med tilsammen 15 spørgsmål. Svarene på de stillede spørgsmål indgår med samme vægt i vurderingen. Der er 2 bilag. Opgaverne Opgave 1 Opgave 2 Opgave 3 Opgave 4 Opgave 5 Opgave 6 Opgave 7 Neglelak Varistor Friktionsmåling Accelerationssensor Kundevogn Radionuklidterapi med Isstorm 67 Cu Alle hjælpemidler er tilladt Følgende hjælpemidler forudsættes: Databog fysik kemi (F&K Forlaget), 6. udgave (1992) eller senere udgave.

4 Side 3 af 13 sider Opgave 1 Neglelak En særlig type neglelak hærder ved at blive belyst med ultraviolet lys. En lampe til at hærde neglelak består af en række uv-dioder. Fotonerne fra uv-lampen har energien a) Beregn bølgelængden af lyset, som udsendes fra uv-lampen. Under hærdningen af neglelakken bliver neglene belyst i 30 sekunder. Uv-lampen udsender lys med effekten 35 mw. På grund af lampens udformning er det kun 5,0 % af de udsendte fotoner, der rammer neglene. b) Bestem, hvor mange fotoner der rammer neglene under hærdningen af neglelakken.

5 Side 4 af 13 sider Opgave 2 Varistor En varistor er en komponent med en resistans, som afhænger af spændingsfaldet over komponenten. En varistor bruges ofte til at beskytte et kredsløb mod forøgede spændingsfald. Sådanne overspændinger kan eksempelvis stamme fra statisk elektricitet. Kredsløbet viser en komponent, som beskyttes af en varistor. Under normale forhold forsynes kredsløbet med spændingsfaldet 20 V. Komponent Varistor U a) Bestem varistorens resistans, når spændingsfaldet over den er 20 V, og strømstyrken gennem varistoren er 6,0 ma.

6 Side 5 af 13 sider Grafen viser sammenhængen mellem strømstyrken I gennem varistoren og spændingsfaldet U over den. Komponenten i kredsløbet har resistansen 150. Kredsløbet udsættes ved et uheld for spændingsfaldet 27 V. b) Hvor stor en procentdel af den afsatte effekt i kredsløbet afsættes i komponenten, når spændingsfaldet over kredsløbet er 27 V? Bilag 1 kan benyttes ved besvarelsen.

7 Opgave 3 Friktionsmåling Side 6 af 13 sider Polyethylenfilm bruges til fx bæreposer, folie og skridsikker belægning. Friktion mellem film og metal undersøges med det viste apparat. Friktionen kan være meget stor. Et friktionseksperiment udføres med en polyethylenfilm, der har bredden 12,7 cm, længden 25,4 cm, tykkelsen 0,0076 cm og massen 2,31 g. a) Bestem polyethylenfilmens densitet. I eksperimentet trækkes et lod med massen 204 g hen over en polyethylenfilm med konstant hastighed samtidigt med, at friktionskraften måles. Grafen viser størrelsen af friktionskraften F som funktion af tiden t.

8 Side 7 af 13 sider b) Vurdér størrelsen af friktionskoefficienten mellem metalloddet og polyethylenfilmen. I eksperimentet trækkes loddet med en konstant hastighed med størrelsen 2,5 cm/s. c) Brug grafen til at vurdere friktionskraftens arbejde under eksperimentet.

9 Side 8 af 13 sider Opgave 4 Accelerationssensor Billedet viser en mobiltelefon, der roterer i en jævn cirkelbevægelse på en pladespiller. Man kan ændre frekvensen i cirkelbevægelsen. Telefonen har en accelerationssensor placeret på den stiplede linje på billedet. En mobiltelefon lægges på en pladespiller. Mobiltelefonen bevæger sig herved i en jævn cirkelbevægelse med frekvensen 78 min-1. a) Bestem omløbstiden, når frekvensen i cirkelbevægelsen er 78 min-1. I et eksperiment med en anden frekvens bestemmes sammenhørende værdier af størrelsen af centripetalaccelerationen a aflæst på mobiltelefonen og afstanden d fra centrum i cirkelbevægelsen til mobiltelefonens nærmeste kant. Tabellen viser eksperimentets resultater. a / (m/s2) 0,85 0,95 1,18 1,41 1,66 1,84 d/m 0,004 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 b) Bestem ved hjælp af tabellens data frekvensen i cirkelbevægelsen ved dette eksperiment. Bestem afstanden fra accelerationssensoren til mobiltelefonens kant nærmest centrum af pladespilleren.

10 Side 9 af 13 sider Opgave 5 Kundevogn I nogle indkøbscentre findes rullende fortove mellem etagerne. Kundevogne på et fortov bliver holdt fast af riller i det rullende fortov. Et rullende fortov i et indkøbscenter har længden 24 m, og det tager 33 s at køre fra den ene ende til den anden. a) Bestem den gennemsnitlige fart af det rullende fortov. Det rullende fortov har hældningen 12 med vandret, og det kører med konstant hastighed. En kundevogn med varer har massen 38 kg og befinder sig på det rullende fortov. b) Tegn et kraftdiagram, der viser størrelse og retning af de kræfter, der påvirker kundevognen på det rullende fortov. Bilag 2 kan benyttes ved besvarelsen.

11 Side 10 af 13 sider Opgave 6 Radionuklidterapi med 67 Cu I forbindelse med behandling af kræft benyttes den radioaktive isotop 67 Cu, som indsprøjtes i patienten. Kobberisotopen 67 Cu er radioaktiv og kan anvendes til at slå kræftceller ihjel. Det radioaktive 67 Cu bindes til et særligt molekyle, BAT-Lym, som ophober sig i kræfttumorer. a) Opskriv reaktionsskemaet for henfaldet af 67 Cu. I en kræfttumor har 67 Cu i molekylet BAT-Lym den effektive halveringstid 47,4 timer. b) Beregn den biologiske halveringstid i en kræfttumor for 67 Cu i molekylet BAT-Lym. En patient, som har en kræfttumor med massen 10 g, får indsprøjtet BAT-Lym med 67 Cu, som hurtigt fordeler sig i kroppen. Aktiviteten af 67 Cu i kræfttumoren er ved behandlingens start 36,0 MBq. Ved hvert henfald af 67 Cu afsættes i gennemsnit energien i kort afstand fra det sted, hvor henfaldet sker. c) Vurdér den fysiske dosis, som patientens kræfttumor modtager i løbet af den første uge efter indsprøjtningen af BAT-Lym med 67 Cu.

12 Side 11 af 13 sider Opgave 7 Isstorm Billedet viser en bil dækket af et tykt islag efter en vinterstorm ved Genevesøen. Ejeren af bilen overvejer at smelte isen ved at hælde vand på bilen. a) Tildel passende værdier til relevante fysiske størrelser, og vurdér, hvor meget vand der skal bruges for at smelte isen på bilen. Gør herunder rede for relevante antagelser. (Opgavesættet er slut)

13 Side 12 af 13 sider BILAG 1 Bilaget kan afleveres sammen med besvarelsen.

14 Side 13 af 13 sider BILAG 2 Bilaget kan afleveres sammen med besvarelsen.