Eindexamen natuurkunde havo I

Transcriptie

1 Beoordelingsmodel Opgave Eliica maximumscore uitkomst: De actieradius is 3, 0 km. de energie van de accu's De actieradius is gelijk aan. het energieverbruik per km 55 Hieruit volgt dat de actieradius 3, 0 km 0,7 = is. de energie van de accu's inzicht dat de actieradius gelijk is aan het energieverbruik per km completeren van de berekening www. - -

2 maximumscore 4 3 uitkomst: F =, 7 0 N w Voor het vermogen geldt: P = Fv. (Omdat v constant is,) geldt: F = ( ) F. w 90 Uit P= 9 kw en v= 90 km/h = = 5,78 m/s volgt dan dat 3, F = =, 7 0 N. w 5,78 gebruik van P= Fv inzicht dat F = ( ) Fw omrekenen van km/h naar m/s completeren van de berekening Als de eerste twee deelscores zijn gecombineerd, dat wil zeggen, als P= F v als uitgangspunt is genomen: goed rekenen. w 3 maximumscore 4 uitkomst: Het verbruik per km bij topsnelheid is 0,6 (kwh/km). Bij topsnelheid is de nuttige arbeid die de Eliica in één uur zou verrichten gelijk aan 9 kwh. 9 In één uur zou hij dan = 6 kwh aan energie verbruiken. 0,79 Het verbruik per km bij topsnelheid is dus 6 0,6kWh/km. 90 = inzicht dat de auto in één uur 9 kwh nuttige arbeid verricht in rekening brengen van het rendement verbruikte energie inzicht dat het energieverbruik per km = bijbehorende afstand completeren van de berekening www. - -

3 4 maximumscore 3 voorbeeld van een antwoord: De versnelling tussen t = 0 en t =,5 s is gelijk aan de steilheid van de 80 grafiek: a = = 8,0 m/s. 0 Een versnelling van 0,8g = 0,8 9,8 = 8 m/s. (De makers van de Eliica hebben inderdaad gelijk.) inzicht dat de versnelling gelijk is aan de steilheid van de grafiek bepalen van de versnelling (met een marge van m/s ) opzoeken van g en consistente conclusie Er hoeft niet te worden gelet op het aantal significante cijfers van de uitkomst van de bepaling van a. 5 maximumscore 4 4 uitkomst: F = 0 N (of,9 0 N) Voor de resulterende kracht geldt: F = ma, waarin m = 400 kg 4 en a = 8(,0) m/s. Hieruit volgt dat F = = 0 N. gebruik van F = ma completeren van het antwoord Als bij de vorige vraag de versnelling verkeerd is berekend en die waarde hier is gebruikt: geen aftrek. www

4 6 maximumscore 4 voorbeeld van een antwoord: De afstand die een auto in een bepaalde periode aflegt, komt overeen met de oppervlakte onder het betreffende deel van de (v,t)-grafiek. Als de sportwagen de Eliica passeert, moeten de oppervlaktes onder de twee grafieken even groot zijn. In de periode van t = 0 s tot 40 s is de oppervlakte tussen de twee grafieken ongeveer even groot als de oppervlakte tussen de twee grafieken in de periode van t = 0 tot t = 0 s. Twan heeft dus gelijk. inzicht dat de afstand die een auto aflegt, overeenkomt met de oppervlakte onder de (v,t)-grafiek inzicht dat de oppervlaktes onder de twee grafieken even groot moeten zijn als de sportwagen de Eliica passeert schatten van de oppervlaktes tussen de grafieken (of van de totale oppervlaktes) conclusie dat Twan gelijk heeft Als op een juiste manier wordt uitgelegd dat Mark ongelijk heeft: punten. www

5 Opgave Variabele vloeistoflens 7 maximumscore uitkomst: R = 0,60 cm voorbeeld van een bepaling: De straal in de figuur heeft een lengte van 3,0 cm. De straal R van het bolvormige scheidingsvlak is dus 3, 0 5,0 = 0,60 cm. opmeten van de straal (met een marge van 0, cm) completeren van de bepaling 8 maximumscore uitkomst: S = 68 dpt (met een marge van dpt) voorbeeld van een bepaling: 3 In de bovenste grafiek is af te lezen dat R= 7,0 0 m bij U = 0 V. Uit de onderste grafiek blijkt dat bij die straal S = 68 dpt. aflezen van R aflezen van S en completeren van de bepaling 9 maximumscore 3 voorbeeld van een antwoord: Bij de overgang van water naar olie vindt breking plaats naar de normaal toe / is i> r. Dan moet n > (omdat sin i > ). Uit de gegeven water olie sin r formule volgt dan dat n > n. olie water constatering dat bij de overgang van water naar olie breking naar de normaal toe plaatsvindt / i > r is inzicht dat daaruit volgt dat n > water olie inzicht dat uit de gegeven formule dan volgt dat n > n olie water Een antwoord zonder uitleg of met een verkeerde uitleg: 0 punten. www

6 0 maximumscore 4 uitkomst: S = 90 dpt Voor het afbeelden van het raster geldt: = +, waarin b = 0,0 m. f v b b 0, 0 Verder is: N =, waarin N = 7 en b= 0,0 m, dus v = = 0,08 m. v 7 Uit S = volgt dan dat S = + = 90 dpt. f 0,08 0,0 gebruik van = + met b = 0,0 m (of 0 cm) f v b b gebruik van N = v gebruik van S = f completeren van de berekening maximumscore antwoorden: JA JA per juist antwoord www

7 Opgave 3 De natuurlijke kernreactor van Oklo maximumscore voorbeeld van een antwoord: (De halveringstijd van U-38 is 4,47 miljard jaar; de halveringstijd van U-35 is 0,704 miljard jaar.) De halveringstijd van U-35 is kleiner dan die van U-38, dus neemt de hoeveelheid U-35 sneller af dan de hoeveelheid U-38. (Het gehalte U-35 in het uranium neemt dus af in de loop van de tijd.) constatering dat de halveringstijd van U-35 kleiner is dan die van U-38 inzicht dat daardoor de hoeveelheid U-35 sneller afneemt dan de hoeveelheid U-38 Het inzicht van de laatste deelscore kan ook impliciet uit het antwoord blijken. 3 maximumscore 3 6 uitkomst: m = 0 kg totaal voorbeeld van een bepaling: Uit de grafiek blijkt dat ongeveer 0,5% van het uranium verdwenen is door 4 kernsplijting. Dus, 0 kg = 0,005 m. totaal 4, 0 6 Hieruit volgt dat m = = 0 kg. totaal 0,005 aflezen van het percentage verdwenen uranium 4 inzicht dat, 0 kg = 0,005m totaal completeren van de bepaling Een uitkomst in drie significante cijfers: goed rekenen. www

8 4 maximumscore 4 7 uitkomst: Er is 9,0 0 J energie geproduceerd. De massa van een atoom U-35 is ,66 0 kg = 3,90 0 kg. 4, 0 8 =, Het aantal kernen dat is gespleten, is 3, Er is dus,8 0 00= 5,64 0 MeV = 5,64 0,60 0 = 9,0 0 J energie in de kernreactor van Oklo geproduceerd. inzicht dat de massa van een atoom U u is omrekenen van u naar kg inzicht dat het aantal kernen dat is gespleten gelijk is aan de massa van het gespleten U-35 de massa van een atoom U-35 completeren van de berekening Als gerekend is met 5 maximumscore 3 antwoord: E mc met m 4 =, =, 0 kg: 0 punten. U + n Nd + Ge + 3 n juiste atoomnummers juist massagetal juist symbool www

9 Opgave 4 Heteluchtoven 6 maximumscore 3 voorbeelden van een antwoord: methode Het totale vermogen dat is ingeschakeld, is = 830 W. P 830 De stroomsterkte die het net levert, is I = = =,3 A. U 30 Dat is minder dan 6 A, dus de zekering voldoet. berekenen van het totale vermogen P inzicht dat I = U completeren van het antwoord methode Het vermogen dat mag worden ingeschakeld, moet kleiner zijn dan 3 P = UI = 30 6 = 3,7 0 W. maximaal maximaal Het totale vermogen dat is ingeschakeld, is = 830 W. Dat is minder dan het maximale vermogen, dus de zekering voldoet. inzicht dat P = UI maximaal maximaal berekenen van het totale vermogen completeren van het antwoord www

10 7 maximumscore 5 uitkomst: = 4,0 m ρ Voor de weerstand van een draad geldt: R = 6, waarin ρ =, 0 Ω m A U 30 en A = 0, mm. Voor de weerstand geldt ook: R = I = I waarin P I = = = 6,30 A. Dus R = = 36,5 Ω. U 30 6,30 6 RA 36,5 0, 0 Hieruit volgt dat = = = 4,0 m. 6 ρ, 0 ρ gebruik van R = A opzoeken van ρ gebruik van U = IR gebruik van P= UI completeren van de berekening Als gerekend is met een stroomsterkte van 6 A: maximaal 3 punten. 8 maximumscore 3 antwoord: tijdstip A B C D E F direct vóór het indrukken tijdens het indrukken 0 0 direct ná het indrukken per juiste rij 9 maximumscore antwoord: De ingestelde temperatuur is,3 0 C (met een marge van 0, 0 C). www

11 0 maximumscore 3 voorbeeld van een antwoord: Als de ingestelde temperatuur is bereikt, wordt de uitgang van de comparator hoog en dus de uitgang van de invertor laag. (Omdat een van de ingangen van de EN-poort nu laag is,) gaat het verwarmingselement dan uit. Als de temperatuur in de oven onder de ingestelde temperatuur zakt, gaat het verwarmingselement weer aan, enzovoort. inzicht dat de uitgang van de comparator hoog en dus de uitgang van de invertor laag wordt als de ingestelde temperatuur is bereikt inzicht dat het verwarmingselement dan uitgaat inzicht dat het verwarmingselement weer aan gaat als de temperatuur in de oven onder de ingestelde temperatuur zakt www. - -

12 maximumscore 3 antwoord: 5V 5V aan drukschakelaars grill uit OF-poort geheugencel s r M naar grill naar verwarmingselement temperatuursensor comparator + - 3,0 V invertor EN-poort & 5V 5V aan drukschakelaars verwarmingselement uit geheugencel s r M verbinden van de drukschakelaar aan met de set van een geheugencel inzicht dat op de reset van de geheugencel een OF-poort moet worden aangesloten completeren van de schakeling en Voor een schakeling waarin de grill na het opwarmen niet automatisch wordt uitgeschakeld: maximaal punten. Als de uitgang van de comparator en de drukschakelaar uit rechtstreeks (dus zonder OF-poort) op de reset van de geheugencel zijn aangesloten: maximaal punten. Als de uitgang van de comparator niet op de schakeling is aangesloten: maximaal punt. Voor alle overige schakelingen die niet naar behoren werken door extra of foute verbindingen of verwerkers: maximaal punt. www. - -

13 Opgave 5 Rugzakgenerator maximumscore 3 uitkomst: Δ E = 5 J z voorbeeld van een bepaling: Het verschil tussen de maximale en minimale zwaarte-energie van de rugzak is: Δ E = mgδ h, waarin m= 9 kg, g = 9,8 m/s en z Δ h =,67,3 = 0,054 m. Hieruit volgt dat Δ E = 9 9,8 0,054 = 5 J. z gebruik van E = mgh, met g = 9,8 m/s z aflezen van Δ h (met een marge van 0,00 m) completeren van de bepaling 3 maximumscore 3 uitkomst: v = 4,8 (km/h) voorbeeld van een bepaling: Δs Voor de snelheid geldt: v =, waarin Δ s= 0,70 m en Δ t = 0,5 s. Δ t 0,70 Hieruit volgt dat v = =,35 m/s =,35 3,60 = 4,8 km/h. 0,5 Δs gebruik van v = Δ t aflezen van Δ t (met een marge van 0,0 s) completeren van de bepaling 4 maximumscore uitkomst: A =,4 cm (met een marge van 0, cm) voorbeeld van een bepaling: De amplitude is gelijk aan de maximale afstand tussen de twee grafieken. In figuur 3 is af te lezen dat de amplitude A =,4 cm. inzicht dat de amplitude gelijk is aan de maximale afstand tussen de twee grafieken completeren van de bepaling www

14 5 maximumscore 3 4 uitkomst: E = 4,7 0 J (of 0,03 kwh) Voor de energie die de dynamo opwekt, geldt: E = Pt, 4 waarin P= 3,7 W en t = 3, =,6 0 s. 4 4 Hieruit volgt dat E = 3, 7, 6 0 = 4, 7 0 J. gebruik van E = Pt omrekenen van uur naar s (of van W naar kw) completeren van de berekening Ook de uitkomst 6 maximumscore 3 uitkomst: f =,9 Hz E = 3 Wh goed rekenen. m 3 Er geldt: T = π, waarin m= 9 kg en C = 4, 0 N/m. C 9 Dus T = π = 0,58 s. 3 4, 0 Omdat f =, volgt hieruit dat f = =, 9 Hz. T 0,58 gebruik van T = π m C gebruik van f = T completeren van de berekening www

15 7 maximumscore voorbeeld van een antwoord: Als de stapfrequentie groter wordt, moet ook de eigenfrequentie van de trilling toenemen. De wandelaar moet de massa kleiner maken (omdat T π m = en f = ). C T inzicht dat de eigenfrequentie van de trilling moet toenemen als de stapfrequentie toeneemt conclusie dat de wandelaar de massa kleiner moet maken Een antwoord zonder toelichting of met een foute toelichting: 0 punten. www