Eindexamen natuurkunde 1-2 vwo 2005-II

Transcriptie

1 4 Beoordelingsmodel Opgae Sprinkhaan oorbeeld an een bepaling: uitkomst: = 4,8 ms (met een marge an 0,5 ms ). De snelheid olgt uit de steilheid an de raaklijn aan de grafiek op het tijdstip t = 0,5 s. h, 4 Deze is: 4,8 ms. t 0,54 0, 5 tekenen an de raaklijn h inzicht t completeren an de bepaling Opmerking Indien energiebehoud toegepast met erwaarlozing an de luchtwrijing: maximaal punten. uitkomst: = 5,5 ms oorbeeld an een bepaling: Er geldt S m waarin S gelijk is aan de opperlakte onder de grafiek. De grootte an deze opperlakte is 0, 034 Ns. Omdat de massa m bekend is, kan men nu berekenen: 0, 006 0,034 5,5 ms. inzicht dat de opperlakte onder de grafiek bepaald moet worden bepalen grootte an deze opperlakte (met een marge an 0,00 Ns ) gebruik an opperlakte = m completeren an de bepaling www. - -

2 3 uitkomst: oorbeeld an een bepaling: De stapgrootte is 5, 0 0,0953 V. 56 Bij een kracht an,4 N bedraagt de sensorspanning,4 V., 4 Dat zijn 7,7 7 stappen. 0, = = Binaire code is: aflezen an U =,4 V (met een marge an 0,0 V) bij een kracht an,4 N U inzicht dat het aantal stappen gelijk is aan stapgrootte completeren an de bepaling Opmerkingen Gebruik gemaakt an 55 stappen: goed rekenen. Als uitkomst gegeen 73 = : goed rekenen. 4 uitkomst: 56% = = = De eerenergie op t 0 bedraagt: ( ) E Cu,8 0 4,0 0,44 0 J. Deze wordt gedeeltelijk omgezet in zwaarte-energie 3 3 Ez = mgh= 6, 0 9,8 4,0 0 =,43 0 J en in bewegingsenergie E 3 k 6, 0 5,0 7,75 0 J. m = = = In totaal is dat 0,080 J. Ez + Ek 0,080 00% = 00% = 56%. E 0,44 gebruik an E = Cu gebruik an E z = mg h en E k = m Ez + Ek inzicht percentage is 00% E completeren an de berekening www. - -

3 5 uitkomst: h =,8 m De tijd die de sprong duurt olgt uit: x x t,3 = 5,0 t t 0,46 s. De alafstand y bedraagt: y 9,8 0,46,04 m. gt De hoogte h =,04 + 0,78 =,8 m. gebruik an gebruik an x y xt gt inzicht dat de geraagde hoogte gelijk is aan y + hoogte bureau completeren an de berekening Opgae Afstoomapparaat 6 uitkomst: m = 5,5 kg 3 3 V = 0,50 r = 0,500,090 0,43 5,470 m. 3 3 m V = 0,9980 5,470 5,5 kg. inzicht dat V = 0,50 r gebruik an m = V en opzoeken dichtheid an water completeren an de berekening Opmerking Als gebruik is gemaakt an L water heeft een massa an kg: goed rekenen. 7 uitkomst: 0,85 =85% De hoeeelheid warmte om het water tot het kookpunt te erwarmen is 3 6 Q = mct = 4,04,80 80,34 0 J. 3 6 De omgezette elektrische energie is E Pt, 40 60,58 0 J. 6 Q,340 Het rendement is dan = = 0,848 ofwel 85%. 6 E,580 gebruik an Q mct en het opzoeken an de soortelijke warmte an water gebruik an E = Pt Q gebruik an ( 00%) E completeren an de berekening www

4 Maximumscore 5 8 uitkomst: P = 47 W De weerstand an het erlengsnoer is R 0, 45. erlengsnoer 6 A 0,750 R R R = 0,45 +, =,55. totaal erlengsnoer erwarmingselement U 30 De totale stroomsterkte: I 0, A. R,55 De warmteontwikkeling in de draad is dan P = I R = (0,) 0,45 = 47 W. gebruik an R en opzoeken A inzicht dat = 0 m U gebruik an I met R Rerlengsnoer Rerwarmingselement R gebruik an P = I R of P UI en U IR met U de spanning oer het snoer completeren an de berekening Opmerking Indien I berekend met Pketel 30 Maximumscore 5 9 uitkomst: t = 0 C of T = 393 K : maximaal 3 punten. oorbeeld an een bepaling: De eerkracht F bij u = 0,75 cm is af te lezen in figuur 8 en is 60 N. Opperlakte opening is A d,90 6,60 m F 60 4 p 9,080 Pa. 4 A 6, Dit is de oerdruk, dus de werkelijke druk in het at is, ,080,9 0 Pa. 5 Aflezen in figuur 9 bij, 90 Pa geeft t = 0 C. aflezen an de eerkracht (met een marge an N) gebruik an A 4 d inzicht dat F pa inzicht dat p = p(buiten) + p bepalen an de temperatuur (met een marge an C) www

5 Opgae 3 Echoscopie 0 uitkomst: De golflengte ligt tussen 0,5 mm en,5 mm. Voor de golflengte geldt:. f In Binas (4e druk tabel 6A; 5e druk tabel 5A) staat oor de oortplantingssnelheid an geluid in water an 33 K een waarde 59 ms min, 5 0 m en 6 max, 5 0 m. f 6 00 f, 0 0 max min inzicht dat f opzoeken an de oortplantingssnelheid an geluid in water an 40 C completeren an de berekening Maximumscore oorbeeld an een antwoord: De golflengte an ultrasone golen is kleiner dan die an geluid. Ultrasone golen worden teruggekaatst, hoorbaar geluid buigt om het oorwerp heen, omdat de golflengte groter is dan de oorwerpen die moeten worden getroffen. inzicht dat hoorbaar geluid een eel grotere golflengte heeft dan ultrasone golen inzicht dat bij grotere golflengte meer buiging (minder terugkaatsing) plaatsindt Maximumscore 5 oorbeeld an een antwoord: Voor de tijdsduur die erstrijkt totdat de echo arrieert, geldt: s 0, 4 t, 6 0 s. 3,530 De tijd tussen het begin an de eerste puls en het begin an de tweede puls is 4 6, ,70 s. 3 Voor de frequentie geldt dan: f 3, 7 0 Hz. T Uit Binas (4e druk tabel 85B; 5e druk tabel 7C) blijkt dat de geoeligheid an het menselijk oor oor geluidsgolen ligt tussen de 0 Hz en 0 khz. Dit is in oereenstemming met de bewering. s inzicht dat t in rekening brengen an factor in rekening brengen an pulsduur completeren an de berekening conclusie Opmerking Indien oor de geluidssnelheid dezelfde foutiee waarde wordt genomen als in raag 0: geen aftrek. www

6 3 uitkomst: L = 93 db oorbeelden an een antwoord: methode I L 0log,0 0 Wm. I I 0 3 0,0 I,0 0 Wm 3,00 0log 93 db. L. 0 I gebruik an L 0log met I0 0 Wm I0 inzicht I 0, 0I completeren an de berekening methode geluidsintensiteit wordt keer zo groot. Het geluidsnieau ermindert dan met log 5 = 7 db. Het nieuwe geluidsnieau is dan 00 7 = 93 db. inzicht dat de geluidsintensiteit keer zo groot wordt 5 berekenen an de ermindering an het geluidsnieau completeren an de berekening Opgae 4 Magneten 4 oorbeeld an een antwoord: S B S R B R ector B in punt R horizontaal gericht ector B in punt R naar rechts ector B in punt S heeft component naar links www

7 5 oorbeeld an een antwoord: F n F m F z Fn erticaal omhoog en m inzicht dat F m een groot is als Fz inzicht dat F n een groot is als F m Maximumscore 6 oorbeeld an een antwoord: F erticaal omlaag getekend en F z samen methode In de spoel ontstaat een wisselspanning als de magnetische flux in de spoel erandert. De spanning is maximaal als de fluxerandering maximaal is. Dat is als de trillende magneet door de eenwichtsstand beweegt. inzicht dat in de spoel een (wissel)spanning ontstaat als de (magnetische) flux erandert conclusie methode Als de magneet zich in de uiterste stand beindt, is de magnetische flux maximaal als hij boen is en minimaal als hij beneden is. In beide geallen is de fluxerandering nul en daarmee ook de inductiespanning. Hij zit dus niet in een uiterste stand, maar in de eenwichtsstand. inzicht dat in een uiterste stand de (magnetische) flux niet erandert conclusie www

8 Opgae 5 Scanningmicroscoop 7 oorbeeld an een antwoord: De golflengte 488 nm. Deze fotonen hebben een energie an 34 8 hc 6,660, E hf 4,070 J Omrekenen in ev: 9 4,070 E,54 ev. 9, 60 0 Hierbij horen de energie-oergangen an,54 0,00 ev en,66 0, ev. Zie de beide getekende pijlen.,84 ev,7 ev,66 ev,6 ev,54 ev 0, ev 0,00 ev hc gebruik an E met opzoeken an h omrekenen an energie in joule naar energie in ev tekenen an één juiste pijl in het energienieauschema tekenen an beide oergangen in het energienieauschema Opmerking Indien beide pijlen omhoog zijn getekend: maximaal 3 punten. 8 uitkomst: n =,4 oorbeeld an een bepaling: De hoek an inal is 6º en de hoek an breking is 37º. sini sin 6 0,438 Volgens de brekingswet geldt: 0,77. Dus n,37. n sin r sin37 0,60 0,77 tekenen an de normaal bepalen an hoek i en r (beide met een marge an º) sini inzicht n sin r completeren an de berekening www

9 Maximumscore 5 9 oorbeeld an een antwoord: Voor punt P geldt: = 3,9 cm en b = 6, cm. Met S olgt: S 4 dpt. b 0,039 0,06 Voor Q geldt: = 3,5 cm, dus S 4,. b 0,035 Hieruit olgt: b 0,089 m 8,9 cm., beeldpunt Q hoofdas detector F brandlak lens P Q Uit de figuur blijkt dat slechts een klein deel an de bundel anuit Q door O alt, dus leert Q slechts een kleine bijdrage aan de lichtintensiteit bij de detector. gebruik an en S f b f meten an en b oor P (met een marge an mm) berekenen an b oor Q tekenen an Q en bundel anuit Q tot aan scherm met O completeren an de uitleg www

10 Opgae 6 Laserbombardement 0 antwoord: U + n I + Y + 3 n inzicht dat óór de reactie één neutron nodig is inzicht dat een isotoop an het atoom Y ontstaat aantal nucleonen links en rechts kloppend Maximumscore oorbeeld an een antwoord: Radioactief afal an kerncentrales moet (oor zeer lange tijd) worden opgeslagen. Dit brengt hoge kosten met zich mee. De haleringstijd an jood-8 is (zeer) eel lager dan die an jood-9, zodat het kernafal eel sneller geen geaar meer opleert oor het milieu. inzicht dat een kleine haleringstijd betekent dat I-8 sneller geen straling meer uitzendt inzicht dat de schade aan het milieu minder is omdat I-8 (slechts korte tijd) in een controleerbare omgeing kan worden opgeslagen Maximumscore 5 uitkomst: 0 % of Voor de reactieergelijking geldt: 9 I (+energie) 8 I + n. Voor de massabalans geldt: 8,90499 u + energie = 7,90584 u +, u. De massatoename bedraagt 9, u. 3 Dit komt oereen met 9,550 93,49 8,86 MeV =,40 J. 6 6 Voor drie miljoen kernen is dus nodig 30,40 4,30 J. Voor de energie an de laserpuls geldt (opperlakte onder de piek): E 5,00 0, J. Pt E 6 nuttig 4, Voor het rendement geldt dan: 00% 00% 0 (=0 %). E 350 in inzicht dat de massatoename berekend moet worden gebruik an omrekeningsfactor of an E mc inzicht dat E de opperlakte onder de grafiek is Enuttig gebruik an 00% Ein completeren an de berekening www