natuurkunde havo 2017-I

Transcriptie

1 Aan het juiste antwoord op een meerkeuzevraag wordt scorepunt toegekend. Elektrische doorstroomverwarmer maximumscore voorbeelden van antwoorden: Er gaat minder energie verloren aan de buitenlucht. / De waterleiding wordt minder verwarmd. Een antwoord in de trant van er is minder draad nodig of er is minder verlies zonder fysisch correcte vermelding waaraan: geen scorepunt toekennen. maximumscore uitkomst: 5 K Er geldt P= 0 debiet T. Invullen geeft: 5000 = 0,9 T Hieruit volgt dat T = = 5 K. 0,9 gebruik van P= 0 debiet T completeren van de berekening 3 maximumscore 3 voorbeeld van een antwoord: P 5000 De stroomsterkte I = = =, (A), de zekering van 5 A is dan het U 30 meest geschikt. Zekeringen tot en met 0 A branden allemaal door, de zekering van 0 A geeft te weinig bescherming bij overbelasting. gebruik van P = UI inzicht dat te kleine zekeringen doorbranden en te grote te weinig bescherming bieden tegen overbelasting completeren en consequente conclusie Er hoeft hier geen rekening gehouden te worden met significantie.

2 maximumscore antwoord: de totale weerstand van de doorstroomverwarmer afneemt. de totale stroomsterkte door de weerstandsdraden samen daardoor toeneemt. het vermogen van de doorstroomverwarmer daardoor toeneemt. de eerste zin correct volgende twee zinnen beide consequent met de eerste zin 5 A maximumscore uitkomst: I =,3 0 A Voor de weerstand van de waterkolom geldt: R = ρ, A 5 3 waarbij ρ =,3 0 Ω m; = 5,0 0 m; A= π r = π (,5 0 ) m. Invullen geeft R = 3,8 0 Ω. De stroomsterkte door de waterkolom is dan U 30 I = = =,3 0 A. R 3,8 0 gebruik van R = ρ A gebruik van A=π r met r = 5 mm of A= πd gebruik van U = IR completeren van de berekening

3 Molybdeen-99 maximumscore 3 antwoord: Mo + n Mo 0 atoomnummer van molybdeen correct massagetal en atoomnummer van het neutron correct voor de moederkern een consequente berekening van massagetal en atoomnummer en consequente notatie Een kandidaat die het verkeerde atoomnummer bij Mo-99 vindt maar wel Mo-98 als moederkern noteert, mist de eerste deelscore, maar kan de derde deelscore nog wel behalen. 8 A 9 maximumscore uitkomst: λ = 8,9 0 m 9 Er geldt E = hf met E = 0,MeV = 0, 0,0 0 J en 3 h =, 0 Js. Invullen geeft: Hieruit volgt dat Ten slotte geldt: 9 3 0, 0,0 0 =, 0 f. 9 f = 3,09 0 Hz. c,998 0 λ = = = 8,9 0 m. 9 f 3, inzicht dat geldt,000 MeV =,0 0 3 J gebruik van E = hf met correcte waarde voor h gebruik van c = fλ met correcte waarde voor c completeren van de berekening en Onder correcte waarde wordt verstaan: de waarde uit een tabellenboek. Fouten in de significantie vallen onder de vierde deelscore. 3

4 0 maximumscore voorbeeld van een bepaling: Voor de activiteit geldt: N A = t raaklijn De helling van de grafiek aan de (N,t)-grafiek van Tc-99m op t = 3,0 uur is gelijk aan N 0,0 0 0,80 0 0,0 0 = = =, 0 (Bq). 3 t (,0,) 300 9, 0 Dit is meer dan,0 0 (Bq). inzicht dat de helling van de grafiek gebruikt moet worden bepalen van de helling van de grafiek in het vervaldiagram van Tc-99m op t = 3,0 uur binnen het interval ( ),0 0 tot en met ( ), 0 Bq completeren van de bepaling en consequente conclusie voorbeeld van een antwoord: De helling van de grafiek op t = 3,0 uur is bij beide andere stoffen minder steil. (Dus de activiteit op t = 3,0 uur is lager, er is een grotere beginhoeveelheid nodig.) inzicht dat de helling van de grafieken op t = 3,0 uur bij beide andere stoffen minder steil is of de activiteit van beide andere stoffen op t = 3,0 uur kleiner is Een antwoord waar het inzicht in de helling of activiteit niet uit blijkt: vierde deelscore niet toekennen. maximumscore voorbeelden van antwoorden: Meer absorptie van straling. / Verspreiding over een grotere oppervlakte..

5 maximumscore 3 voorbeeld van een antwoord: De intensiteit die detector p meet, is groter dan de intensiteit die q meet. De tracer bevindt zich dus in a of in b. methode De afstand bp = cm; de intensiteit die p meet is De afstand bq = 0 cm; de intensiteit die q meet is = 3,9 dus de tracer bevindt zich in b. of methode De afstand ap = 8 cm; de intensiteit die p meet is μw m. μw m. 5 μw m. De afstand aq = cm; de intensiteit die q meet is μw m. 5 = 9 dus de tracer bevindt zich niet in a, maar in b. inzicht dat de tracer zich in a of in b moet bevinden bepalen van afstanden en intensiteiten van a of b tot een detector consequente conclusie Een antwoord zonder uitleg: geen scorepunten toekennen. Road-train 3 maximumscore 3 uitkomst: 3,3 (h) voorbeeld van een bepaling: De afstand van Port Augusta naar Port Lincoln is op de kaart van de uitwerkbijlage 5,0 cm. Dit komt overeen met een afstand van 5,0 0 = 300 km. De road-train rijdt met 90 km h, de reis duurt dus 300 3,3 (h). 90 = bepalen van de werkelijke afstand van Port Augusta naar Port Lincoln met een marge van 0 km gebruik van s = vt completeren van de bepaling 5

6 bij vraag 3: Er hoeft hier geen rekening gehouden te worden met significantie. maximumscore uitkomst: P =,9 0 W De hoogte van het wegdek stijgt over traject ab van 3,0 m naar 5,0 m. De motor levert dan 3 W = mg h = 0 0 9,8 5,0 3,0 = 3, 0 J extra arbeid. ( ) 90 De road-train legt hierbij 000 m af met een snelheid van = 5 ms. 3, s 000 Dit duurt t = = = 0 s. Het vermogen dat de motor extra levert is v 5 W 3, 0 P = = =,9 0 W. t 0 inzicht dat geldt: W = mg h bepalen van Δh =,0 m W gebruik van s = vt en P = t completeren van de berekening 5 maximumscore antwoorden: bewering juist onjuist Op traject ab is de zwaartekracht op de road-train het grootst. De normaalkracht op de road-train is het grootst op traject bc. De tijd die nodig is om traject cd af te leggen is het langst. indien drie antwoorden juist indien twee antwoorden juist indien één of geen antwoord juist 0 X X X

7 maximumscore voorbeelden van een antwoord: methode Er geldt: v,09 a = = = 0,5ms. t 8, 3 3 F = ma = 0 0 0,5= 0, 0 (N) = 0, (kn). en: E = mv = 3 0 0,09 =,0 0 (J) =,0 (MJ). k Dus: bewering juist onjuist De motor van de road-train van 0 ton levert over deze 00 m meer kracht dan de motor van de vrachtwagen van 0 ton. De road-train van 0 ton heeft na 00 m meer kinetische energie dan de vrachtwagen van 0 ton. v gebruik van a = t en F = ma completeren en consequente conclusie bij bewering gebruik van E k = mv completeren en consequente conclusie bij bewering of X X

8 methode Er geldt: E 3 k = 0 0,09,0 0 (J),0 (MJ). mv = = = en: W Ekin,0 0 3 F = = = = 0, 0 (N) = 0, (kn). s s 00 Dus: bewering juist onjuist De motor van de road-train van 0 ton levert over deze 00 m meer kracht dan de motor van de X vrachtwagen van 0 ton. De road-train van 0 ton heeft na 00 m meer kinetische energie dan de vrachtwagen van 0 ton. X gebruik van E k = mv completeren en consequente conclusie bij bewering inzicht dat geldt Ek = Fs completeren en consequente conclusie bij bewering en Wanneer de massa verkeerd is omgerekend: maximaal 3 scorepunten toekennen. Er hoeft hier geen rekening gehouden te worden met significantie. Wanneer de massa op dezelfde manier fout is omgerekend als in vraag : niet opnieuw aanrekenen. 8

9 maximumscore 3 uitkomst: s = 0 m met een marge van,0 m rem voorbeeld van een bepaling: De remweg van een voertuig kan worden bepaald met de oppervlakte onder het (v,t)-diagram. Voor de vrachtwagen van 0 ton is dit,0, 50 m. = Voor de road-train van 0 ton is dit,, = 0 m. Het verschil in remweg is dan 0 50 = 0 m. inzicht dat de remweg de oppervlakte onder het (v,t)-diagram is inzicht srem = s0t s0t completeren van de bepaling Wanneer gerekend is met v max in plaats van met v gem vervalt de eerste deelscore, maar is de deelscore voor completeren nog wel te behalen. Metaalmoeheid 8 maximumscore 3 uitkomst: F = 5,00 0 N F Voor de spanning geldt: σ =. A Hierin is A =,3 mm =,3 0 m. De spanning σ = 90MPa = 90 0 Pa. Invullen geeft F = σ A= 90 0,3 0 = 5,00 0 N. F gebruik van σ =. A inzicht dat,0 mm =,0 0 m completeren van de berekening 9

10 9 maximumscore uitkomst: ε = 9,5 0 (Binas) of ε = 9, 0 (Science Data) methode Binas: Er geldt: E σ = waarin E = 0,0 0 Pa en σ = 90 MPa. ε σ 90 0 De relatieve rek van de spaak is dan ε = = = 9,5 0. E 0,0 0 gebruik van E σ = met E = 0,0 0 Pa ε completeren van de berekening 9 In Binas wordt ook gewerkt met de waarde E = 00 0 Pa voor roestvast staal. De uitkomst is dan in 3 significante cijfers. of methode Science Data: Er geldt: E = σ waarin ε 9 E = 95 0 Pa en σ = 90 MPa. σ 90 0 De relatieve rek van de spaak is dan ε = = = 9, 0. 9 E 95 0 gebruik van E σ 9 = met E = 95 0 Pa ε completeren van de berekening 0 maximumscore uitkomst: f = 3,8 Hz met een marge van 0,0 Hz voorbeeld van een bepaling: methode Uit de figuur op de uitwerkbijlage is af te lezen dat de spaak keer, 85 ronddraait in,85 s, dus T = = 0, s. Hieruit volgt f = = 3, 8 Hz. 0, benodigde tijd inzicht dat geldt T = en f = aantal omwentelingen T completeren van de bepaling 0

11 of methode Uit de figuur op de uitwerkbijlage is af te lezen dat de spaak keer ronddraait in,85 s, dus f = = 3, 8 Hz., 85 aantal omwentelingen inzicht dat geldt f = benodigde tijd completeren van de bepaling maximumscore voorbeelden van een antwoord: De spanningsamplitude in dit onderzoek is gelijk aan = 3 MPa. inzicht dat σmax en σmin bepaald moeten worden completeren van de berekening van σ A (met een marge van MPa) Bij een spanningsamplitude van 00 MPa zijn 0 wielomwentelingen te maken. De spanningsamplitude voor de spaak is lager, dus het wiel kan (minimaal) 0 wielomwentelingen maken. inzicht dat σ A vergeleken moet worden met σ bij N = 0 consequente conclusie Bij de tweede deelscore hoeft geen rekening gehouden te worden met fouten in significantie of eenheid. maximumscore 3 3, 0 km uitkomst: ( ) voorbeeld van een bepaling: Bij een spanningsamplitude van 0 MPa wordt de levensduur van de spaak 3, 0 0 wielomwentelingen. De diameter van het wiel is 0 cm, de omtrek is dan π 0 = 0 cm =, m. De spaak zal dan na 3 3,0 0, =, 0 m =, 0 km breken. aflezen van de levensduur bij 0 MPa gebruik van omtrek = πr met r = 35 cm of πd met d = 0 cm completeren van de berekening Er hoeft hier geen rekening gehouden te worden met significantie.

12 Naaldjes rond de aarde 3 maximumscore 3 Er geldt: m= ρv = ρ A. De dichtheid van koper is ,9 0 kg m. Invullen geeft: 0 0 = 8,9 0 0,08 π d. Hieruit volgt dat 5 d =,8 0 m = 8 μm. Dit is minder dan de diameter van een mensenhaar. 3 3 gebruik van m= ρv met ρ = 8,9 0 kg m omrekenen van µ g naar kg completeren van de berekening en consequente conclusie Er hoeft hier geen rekening gehouden te worden met significantie. maximumscore 3 9 uitkomst: f = 8,3 0 Hz De golflengte van de microgolfstraling is gelijk aan, 8 = 3, cm. Voor de frequentie van deze straling geldt: c 3, f = = = 8,3 0 Hz. λ 0,03 inzicht dat λ = naaldje gebruik van c= fλ completeren van de berekening 8

13 5 maximumscore uitkomst: t = 0, (h),0 0 Er wordt = 500 byte per seconde =,5 0 3 megabyte per 8 seconde verzonden. 5 3 Voor een foto van 5 megabyte is dan 0 s 0, h 3,5 0 = = nodig. correct omrekenen van bits naar megabyte of omgekeerd completeren van de berekening Wanneer is gerekend met,000 MB = 0 kb (=,09 0 B), dit goed rekenen. 3

14 maximumscore uitkomst: T =,0 0 s Voor de snelheid van een naaldje geldt: M v= G. r Hierin is G =, 0 N m kg en M = 5,9 0 kg. De straal van de cirkelbaan is gelijk aan r = h+ r aarde = 3,0 0 +,3 0 = 0,0 0 m. Hieruit volgt dat Uit πr v = volgt: T 5,9 0 3 M v= G =, 0 =,9 0 ms. r 0,0 0 π 0,0 0 T = =,0 0 s. 3,9 0 gebruik van M v= G met correcte waardes voor G en M r inzicht dat r = h+ raarde met correcte waarde voor r aarde πr gebruik van v = T completeren van de berekening en Wanneer de straal van de aarde niet is meegerekend is het scorepunt voor completeren nog wel te behalen. Onder correcte waarde wordt verstaan: de waarde uit een tabellenboek. Fouten in de significantie vallen onder de vierde deelscore. Als een kandidaat voor de straal van de aarde gebruik maakt van de waarde,38 0 m: dit ook goed rekenen. Toelichting: In Binas tabel 3 wordt zowel de polaire als de equatoriale straal van de aarde gegeven. ScienceData geeft alleen de waarde,3 0 m. maximumscore antwoord: De naaldjes bevonden zich lager dan de geostationaire baan. De middelpuntzoekende kracht op een naaldje was gelijk aan de gravitatiekracht op een naaldje. per correcte zin

15 8 maximumscore 3 uitkomst:, (naaldjes per km ) 3 8 Het aardoppervlak is π r = π(,3 0 ) = 5,0 0 km. Het gemiddelde aantal naaldjes per km is ,0 5,0 0 8 =,. gebruik van A= πr correct gebruik van factor 0% completeren van de berekening en Wanneer is gerekend met dezelfde foutieve waarde voor r aarde als in vraag : niet opnieuw aanrekenen. Er hoeft hier geen rekening gehouden te worden met significantie. De antwoorden (naaldjes per km ) of 5 (naaldjes per km ) ook goed rekenen. 5