Fysik A. Studentereksamen

Transkript

1 Fysik A Studentereksamen 1stx131-FYS/A Mandag den 27. maj 2013 kl

2 Side 1 af 10 sider Side 1 af 10 Billedhenvisninger Opgave 1 Opgave 2 notebook/notebook.htm Opgave 3 index.aspx?nid=712 Opgave 6 Olympics+Day+7+Rowing/3DUl55dg2AJ /01/indoorRower.jpg Opgave 7 Nils Kruse

3 Side 2 af 10 sider Side 2 af 10 Opgavesættet består af 7 opgaver med tilsammen 15 spørgsmål. Svarene på de stillede spørgsmål indgår med samme vægt i vurderingen. Der er 2 bilag (hvert vedlagt i 2 eksemplarer). Opgaverne Opgave 1 Opgave 2 Opgave 3 Opgave 4 Opgave 5 Opgave 6 Opgave 7 Springvand med solceller Marie Curies notesbøger Blyhagl Henfald Massespektrograf Roning Stangtennis Alle hjælpemidler er tilladt Følgende hjælpemidler forudsættes: Databog fysik kemi (F&K Forlaget), 6. udgave (1992) eller senere udgave.

4 Side 3 af 10 sider Side 3 af 10 Opgave 1 Springvand med solceller I nogle villahaver ses små springvand, der drives af solceller. Et batteri sørger for, at springvandet kan fungere, når det er overskyet. Et batteri lades op af en solcelle. Når batteriet er fuldt opladet, kan det afgive energien 70 kj ved spændingsfaldet 6,0 V. a) Hvor stor en ladningsmængde passerer batteriet, når det afgiver energien 70 kj ved spændingsfaldet 6,0 V? Springvandets pumpe har nyttevirkningen 15 % og leverer 300 L vand pr. time. Vandstrålerne i springvandet når op i højden 0,80 m. I en periode, hvor det er overskyet, modtager springvandets pumpe energien 70 kj fra batteriet. b) indd 4 Vurdér, hvor lang tid springvandet kan fungere i den periode, hvor det er overskyet. 04/03/

5 Side 4 af 10 sider Side 4 af 10 Opgave 2 Marie Curies notesbøger Fysikerne Marie og Pierre Curie opdagede det radioaktive stof radium i De udvandt radium fra store mængder uranmalm. Billedet viser et opslag i en af Marie Curies notesbøger. Ved udvindingen af radium blev laboratoriet og notesbøgerne forurenet med radioaktivt materiale. Ved undersøgelse af Marie Curies notesbøger har man fundet små mængder radioaktive stoffer på omslagene. Et af stofferne er 210 Tl. a) Beskriv, hvordan 210 Tl dannes fra 226 Ra. Opstil reaktionsskemaet for henfaldet af 210 Tl. Det meste af strålingen fra notesbøgerne stammer fra 226 Ra og de kerner, der stammer fra henfaldet af 226 Ra. På omslaget af en af notesbøgerne var aktiviteten fra 226 Ra 2,8 kbq i b) Vurdér massen af 226 Ra på notesbogens omslag, da den blev skrevet i 1898.

6 Side 5 af 10 sider Side 5 af 10 Opgave 3 Blyhagl Før i tiden fremstillede man blyhagl ved at hælde flydende bly igennem en si og herefter lade det falde ned inde i et højt tårn. Under faldet størknede blyet som små kugler. Kuglerne landede i et vandbassin. Der blev fremstillet op til 8 ton blyhagl pr. dag i et tårn. Til fremstilling af blyhagl blev flydende bly båret op i tårnet i spande. Hver spand indeholdt 5,0 L flydende bly. Tabellen viser nogle data for bly. Densitet af flydende bly 10,21 g/cm 3 Specifik varmekapacitet for fast bly Specifik smeltevarme 130 J/(kg C) 24,7 kj/kg Smeltepunkt 327 C a) Bestem massen af 5,0 L flydende bly. I tårnet er faldtiden for et blyhagl 3,05 s. Haglenes temperatur er 100 C, når de rammer bunden af tårnet. Massen af et blyhagl er 0,13 g. b) Vurdér den gennemsnitlige effekt, hvormed et blyhagls indre energi ændres under faldet i tårnet.

7 Side 6 af 10 sider Side 6 af 10 Blyhaglene er kugleformede med radius 1,4 mm. Grafen viser sammenhængen mellem et blyhagls fart v og tiden t efter, det forlod sien. Under faldet er blyhaglet påvirket af luftmodstand. c) Bestem ved hjælp af grafen størrelsen af den samlede kraft på blyhaglet til tiden t = 2,5 s. Bestem en værdi for blyhaglets formfaktor. Bilag 1 kan benyttes ved besvarelsen.

8 Side 7 af 10 sider Side 7 af 10 Opgave 4 Henfald Figuren viser sporet af en partikel, som henfalder til to fotoner, der har energierne 201 MeV og 302 MeV. a) Vis, at bevægelsesmængden af den partikel, som henfalder, har størrelsen 484 MeV/c. b) Bestem partiklens masse. Gør rede for hvilken partikel, der er henfaldet.

9 Side 8 af 10 sider Side 8 af 10 Opgave 5 Massespektrograf Figuren viser baner for ladede partiklers bevægelse i et homogent magnetfelt. En ladet partikel afbøjes i et homogent magnetfelt som vist på figuren. Magnetfeltet er rettet vinkelret ind i papiret. a) Bestem ved hjælp af figuren fortegnet af partiklens ladning. Enkeltladede lithiumioner med forskellig masse afbøjes af magnetfeltet. 6 Lithiumionerne har farten 2,87 10 m/s. Tabellen viser sammenhørende værdier af ionernes masse m og deres baneradius r i magnetfeltet. m / u 5,012 6,015 7,016 8,022 9,027 10,035 r / m 0,435 0,524 0,601 0,683 0,783 0,876 b) Beregn størrelsen af magnetfeltet ud fra tabellens data.

10 Side 9 af 10 sider Side 9 af 10 Opgave 6 Roning Den new zealandske roer Mahé Drysdale vandt olympisk guld i 2012 i bådtypen singlesculler. Han roede 2000 m i tiden 6 min 57,82 s. a) Bestem roerens gennemsnitsfart, da han vandt olympisk guld i Ved starten af et løb accelererer en båd fra hvile til farten 19,9 km/h i løbet af 90 m. b) Bestem størrelsen af bådens gennemsnitlige acceleration i de første 90 m af løbet. En roer træner i en romaskine med elektronisk kraftmåler. Grafen viser størrelsen af roerens kraft på romaskinens håndtag i løbet af et tag. Grafens 1.-akse angiver hændernes vandrette position, og 2.-aksen angiver størrelsen af roerens vandrette kraft på håndtaget. Roeren tager 32 tag pr. minut. c) Med hvilken gennemsnitlig effekt udfører roeren arbejde på romaskinens håndtag? Bilag 2 kan benyttes ved besvarelsen.

11 Side 10 af 10 sider Side 10 af 10 Opgave 7 Stangtennis I stangtennis slår to spillere til en bold, som hænger i en snor fra en stang. Spillerne slår bolden hver sin vej rundt i en cirkelbane om stangen. Børnene på billedet spiller stangtennis. a) Tildel passende værdier til relevante fysiske størrelser og brug disse til at vurdere tennisboldens fart i situationen på billedet. Gør herunder rede for de relevante antagelser. (Opgavesættet er slut) indd 11 04/03/

12 541 TRYKSAG 457

13 STUDENTEREKSAMEN MAJ stx131 FYS.A BILAG 1 Ark af i alt ark Navn: Skole/kursus: Klasse: Bilaget kan afleveres sammen med besvarelsen

14 STUDENTEREKSAMEN MAJ stx131 FYS.A BILAG 2 Ark af i alt ark Navn: Skole/kursus: Klasse: Bilaget kan afleveres sammen med besvarelsen