Eindexamen natuurkunde 1-2 compex havo 2008-I

Transcriptie

1 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I Beoordelingsmodel Opgave Lensverwarming maximumscore 3 voorbeeld van een antwoord: De schakeling bestaat uit twee parallelle takken van twee in serie geschakelde weerstanden. De weerstand van één tak is = 40 Ω. De weerstand van twee parallel geschakelde weerstanden van Ω is = 0 Ω. inzicht dat de schakeling bestaat uit twee parallelle takken van twee in serie geschakelde weerstanden inzicht dat de weerstand van één tak = 40 Ω is inzicht dat de weerstand van twee parallel geschakelde weerstanden van 40 Ω gelijk is aan 0 Ω of berekenen van R v met R = Opmerking Een antwoord in de trant van ( )/4 = 0 : 0 punten. v www. - -

2 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I maximumscore 3 uitkomst: U = 4 V voorbeelden van een berekening: methode Er geldt: P = UI en U = IR, waarin P =,6 W en R = 0 Ω. Door substitueren van I volgt hieruit dat U, 6 =, dus U =, 6 0 = 4 V. 0 gebruik van P= UI en U = IR substitueren van I completeren van de berekening methode U Voor het vermogen geldt: P =, waarin P =,6 W en R = 0 Ω. R U Hieruit volgt dat,6 =, dus U =,6 0 = 4 V. 0 U inzicht dat P = R completeren van de berekening methode 3 Voor het vermogen geldt: P = I R, waarin P =,6 W en R = 0 Ω, dus Uit P = UI volgt dat P, 6 U = = = 4 V. I 0,5, 6 I = = 0,5 A. 0 berekenen van I uit P = I R gebruik van P= UI completeren van de berekening www. - -

3 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I 3 maximumscore 4 voorbeelden van een antwoord: methode Bij een temperatuurdaling van, 0 C verliest de lens in,5 minuut 90 J warmte. Dat warmteverlies moet worden aangevuld door de warmte die het verwarmingelement toevoert aan de lens. Daarvoor geldt: Q = Pt, waarin P =,6 W en t =,5 60 = 90 s. Het verwarmingselement voert dus in,5 minuut, 6 90 = 44 J warmte toe. Tijdens zo n nacht kan het verwarmingelement de temperatuur van de lens niet op 0 C houden. inzicht dat de lens bij een temperatuurdaling van, 0 C 90 J warmte verliest inzicht dat dit warmteverlies moet worden aangevuld door het verwarmingelement omrekenen van minuten naar seconden berekenen van de toegevoerde warmte en consistente conclusie methode Bij een temperatuurdaling van, 0 C verliest de lens in,5 minuut 90 J warmte. 90 Per seconde is dit verlies: P verlies = =, J/s., 5 60 Het verwarmingselement voert per seconde,6 J toe. Tijdens zo n nacht kan het verwarmingelement de temperatuur van de lens niet op 0 C houden. inzicht dat de lens bij een temperatuurdaling van, 0 C 90 J warmte verliest inzicht dat dit warmteverlies moet worden aangevuld door het verwarmingelement omrekenen van minuten naar seconden berekenen van P verlies en consistente conclusie www

4 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I methode 3 Bij een temperatuurdaling van, 0 C verliest de lens in,5 minuut 90 J warmte. Per seconde voert het verwarmingselement,6 J toe. Het verhogen van de temperatuur met, 0 90 C duurt dus t = = 9 s., 6 Dat is langer dan, 5 60 = 90 s. Tijdens zo n nacht kan het verwarmingelement de temperatuur van de lens niet op 0 C houden. inzicht dat de lens bij een temperatuurdaling van, 0 C 90 J warmte verliest inzicht dat dit warmteverlies moet worden aangevuld door het verwarmingelement omrekenen van minuten naar seconden (of omgekeerd) berekenen van de opwarmtijd en consistente conclusie 4 maximumscore 4 antwoord: R R R 3 R 4 P blijft gelijk X X P wordt nul X X P wordt kleiner P wordt groter per juist geplaatst kruisje Opmerkingen Als bij R en R zowel P wordt nul als P wordt kleiner zijn aangekruist: goed rekenen. Als bij R en R alleen P wordt kleiner is aangekruist: niet goed rekenen. www

5 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I Opgave Zelfgemaakte stroommeter 5 maximumscore voorbeeld van een antwoord: De noordpool van de magneet draait weg van de spoel. Omdat twee gelijknamige polen elkaar afstoten, is het uiteinde van de spoel dat zich bij de magneet bevindt een noordpool. constatering dat de noordpool van de magneet wegdraait van de spoel inzicht dat twee gelijknamige polen elkaar afstoten en conclusie 6 maximumscore 5 uitkomst: B spoel =, 0 0 T voorbeelden van een bepaling: methode In de figuur geldt: Hieruit volgt dat B spoel 5 tan 9 =, waarin Baarde =,8 0 T. Baarde 5 5 spoel = aarde = = B B tan 9,8 0 0,554,0 0 T. B spoel inzicht dat tan 9 = Baarde completeren van de bepaling methode De vector B aarde is 3,6 cm lang.,8 0 5 Een lengte van,0 cm komt dus overeen met = 0,50 0 T. 3, 6 De vector B 5 5 spoel is,0 cm lang dus B spoel,0 0,50 0 = =,0 0 T. bepalen van de schaal van de vectoren completeren van de bepaling 5 www

6 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I 7 maximumscore voorbeeld van een antwoord: De steilheid van de grafiek tussen A en A is (veel) kleiner dan tussen 0 A en A. Daardoor zijn tussen A en A verschillen in stroomsterkte slecht meetbaar / is tussen A en A de gevoeligheid van de meter (erg) klein. inzicht dat de steilheid van de grafiek tussen A en A kleiner is dan tussen 0 A en A inzicht dat daardoor tussen A en A verschillen in stroomsterkte slecht meetbaar zijn / tussen A en A de gevoeligheid van de meter klein is 8 maximumscore 5 uitkomst: R =, 4 Ω voorbeeld van een berekening: Voor de weerstand van de draad geldt: 9 R = ρ, waarin ρ = 7 0 Ω m, = 40 π D A 3 met D =,5 0 m en A= π r met r = 0,5 0 m. 3 7 Dus = 40 π 6,5 0 = 5,7 m en A = π(0,5 0 ) =,96 0 m. 9 5,7 Hieruit volgt dat R = 7 0 =,4 Ω. 7,96 0 gebruik van R = ρ A opzoeken van ρ inzicht dat = 40 πd met D =,5 0 m 3 inzicht dat A = πr met r = 0,5 0 m completeren van de berekening www

7 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I Opgave 3 Krabnevel 9 maximumscore 3 6 uitkomst: v =, 7 0 m/s gem voorbeeld van een berekening: Δs Voor de gemiddelde snelheid geldt: vgem =, waarin Δ t 8 6 Δ s = 5,5 lichtjaar = 5, ,00 0 =5,0 0 m en 0 Δ t = 954 jaar = = 3,0 0 s. 6 5, Hieruit volgt dat vgem = =, 7 0 m/s. 0 3, 0 0 Δs gebruik van vgem = Δ t inzicht dat Δ t = 954 jaar completeren van de berekening Opmerkingen Als voor Δ s lichtjaar is ingevuld: geen aftrek. Uitkomsten in andere eenheden, bijvoorbeeld lichtjaar per jaar: goed rekenen. 0 maximumscore 3 antwoord: A + F B objectief brandvlak objectief tekenen van een lichtstraal door het midden van de lens tekenen van de twee randstralen van een bundel naar het juiste punt op het brandvlak completeren van de constructie www

8 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I maximumscore 3 uitkomst: Het aantal pixels dat informatie over de Krabnevel bevat 4 is 3,53 0. voorbeeld van een berekening: De oppervlakte van het beeld van de Krabnevel is 3, πr = π =, m. Het aantal pixels dat informatie over de Krabnevel bevat is gelijk aan 6 de oppervlakte van het beeld, = = 3,53 0. de oppervlakte van een pixel 5, 48 0 gebruik van de formule voor de oppervlakte van een cirkel de oppervlakte van het beeld inzicht dat het aantal pixels gelijk is aan de oppervlakte van een pixel completeren van de berekening Opmerking Als bij de beantwoording van vraag 8 een fout is gemaakt in de berekening van A en deze fout hier opnieuw wordt gemaakt: geen aftrek. maximumscore 3 uitkomst: De afstand tot de Krabnevel is voorbeelden van een berekening: 9 3 6,0 0 m of 6,3 0 lichtjaar. methode grootte van het beeld (BB') Voor de vergroting geldt ook: N =, grootte van het voorwerp (LL') 3 waarin BB' =,57 0 m en LL' = lichtjaar. 3, Dus N = =, , f Omdat N =, waarin f = 0,90 m, volgt hieruit dat v f 0,90 9 v = = = 6,0 0 m. 0 N, 5 0 grootte van het beeld inzicht dat N = grootte van het voorwerp berekenen van N completeren van de berekening www

9 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I methode grootte van het beeld (BB') Voor de vergroting geldt ook: N =, grootte van het voorwerp (LL') 3 waarin BB' =,57 0 m en LL' = lichtjaar. f Omdat N =, waarin f = 0,90 m, volgt hieruit dat v = f 0,90 3 v LL' 6,3 0 lichtjaar. 3 BB' =,57 0 = grootte van het beeld inzicht dat N = grootte van het voorwerp f inzicht dat v = LL' BB' completeren van de berekening 3 maximumscore voorbeeld van een antwoord: Toen de Chinese sterrenkundigen hun waarneming deden, was het licht van de supernova al heel lang onderweg geweest. Ate heeft dus gelijk. inzicht dat het licht van de supernova heel lang onderweg was geweest toen de Chinese sterrenkundigen hun waarneming deden conclusie Opmerking Een antwoord zonder uitleg: 0 punten. www

10 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I Opgave 4 Ionenmotor 4 maximumscore voorbeeld van een antwoord: De kracht van ionenmotor is kleiner dan de zwaartekracht op de satelliet. (De satelliet zou dus niet van de aarde kunnen loskomen.) 5 maximumscore 3 3 uitkomst: v = 6,65 0 m/s voorbeeld van een berekening: In deze situatie geldt: 6 Fc = mv = mg, waarin r = 9,0 0 m en g = 9,8m/s. r 6 3 Hieruit volgt dat v = 0,59,89,00 = 6,650 m/s. mv gebruik van Fc = r inzicht dat F c = mg met g = 9,8 m/s completeren van de berekening 6 maximumscore 3 3 uitkomst: Δ t = 5,3 0 s voorbeelden van een berekening: methode In deze situatie geldt: FΔ t = mδ v, waarin F = 7,0 0 N, m= 370 kg en Δ v =,0 m/s. mδv 370,0 3 Hieruit volgt dat Δ t = = = 5,3 0 s. F 7,0 0 gebruik van FΔ t = mδ v completeren van de berekening www

11 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I methode Voor de versnelling van de satelliet geldt: F a =, waarin F = 7,0 0 N en m= 370 kg. m 7,0 0 4 Dus a = =, 89 0 m/s. 370 Voor de versnelling geldt ook: Δv 4 a =, waarin a =,89 0 m/s en Δ v=,0 m/s. Δt Δv, 0 3 Hieruit volgt dat Δ t = = = 5,3 0 s. 4 a,89 0 F inzicht dat a = m Δv gebruik van a = Δ t completeren van de berekening 7 maximumscore 3 uitkomst: U =, 7 0 V voorbeeld van een berekening: 9 Voor de xenon-ionen geldt: qu = mv, waarin q = e =,60 0 C, 5 3 m=,8 0 kg en v = 6 0 m/s. 5 3 mv,8 0 (6 0 ) Hieruit volgt dat U = = =, 7 0 V. 9 q,600 inzicht dat qu = mv opzoeken van e completeren van de berekening www. - -

12 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I Opgave 5 Watertank 8 maximumscore 5 voorbeeld van een ontwerp: twee comparatoren aangesloten op de variabele spanning de referentiespanningen (0,5 V en 4,5 V) ingesteld op de comparator met de laagste referentiespanning een invertor aangesloten de uitgang van deze comparator (via een invertor) op de set van een geheugencel aangesloten en de uitgang van de geheugencel op de led de uitgang van de andere comparator op de reset van de geheugencel aangesloten Opmerkingen Voor een schakeling die ten dele goed functioneert (de pomp slaat op het juiste moment aan of slaat op het juiste moment af): 3 punten. Voor een schakeling waarbij het waterniveau op 90% wordt gehandhaafd: punten. Voor alle andere niet naar behoren functionerende schakelingen: maximaal punten. www. - -

13 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I Opgave 6 Doorstralen van fruit 9 maximumscore 3 antwoord: Co Ni + e (+ γ) of Co Ni + β (+ γ) elektron rechts van de pijl Ni als eindproduct (mits verkregen via kloppende atoomnummers) aantal nucleonen links en rechts gelijk 0 maximumscore voorbeeld van een antwoord: De dracht van β-straling (in fruit) is klein. (De bovenste laag fruit absorbeert alle β-straling.) www

14 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I maximumscore 3 uitkomst: d =,4 cm (met een marge van 0, cm) voorbeeld van een bepaling: doorgelaten straling (%) dikte fruitlaag (cm) De halveringsdikte is de dikte van de fruitlaag waarbij 50% van de straling wordt doorgelaten/geabsorbeerd. In de grafiek is af te lezen dat d ongeveer,4 cm is. aanbrengen van de trendlijn inzicht dat de halveringsdikte de dikte van de fruitlaag is waarbij 50% van de straling wordt doorgelaten/geabsorbeerd completeren van de bepaling www

15 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I maximumscore 5 voorbeeld van een antwoord: inzicht dat D5 gedeeld moet worden door 00 6 inzicht dat D5(/00) vermenigvuldigd moet worden met,4 0 inzicht dat vermenigvuldigd moet worden met,37, inzicht dat gedeeld moet worden door,0 kopiëren van de formule Opmerking Er hoeft niet gelet te worden op het aantal significante cijfers in kolom E. www

16 Eindexamen natuurkunde - compex havo 008-I 3 maximumscore 4 voorbeeld van een antwoord: De tijd moet zo worden ingesteld dat de onderste laag van cm van elke soort kist minimaal,0 kj/kg aan stralingsdosis ontvangt. Bij een kist van 0 cm hoog is dat 5 s, bij een kist van 0 cm hoog 6 s en bij een kist van 40 cm hoog 8 s. Om al het fruit voldoende te bestralen is respectievelijk =,5 0 s, =,3 0 s en 50 8 =,0 0 s nodig. De snelste methode is dus om kistjes van 0 cm hoog te bestralen. 4 inzicht dat de tijd zo moet worden ingesteld dat de onderste laag van cm van elke soort kist minimaal,0 kj/kg aan stralingsdosis ontvangt bepalen van die tijden inzicht dat die tijden met respectievelijk 000, 500 en 50 moeten worden vermenigvuldigd om al het fruit te bestralen conclusie www