Klausur Nr. 2

Physikalisches Praktikum für Studierende der Biologie
Klausur Nr. 2, WS 2009/2010
Name:
Vorname:
Matr. Nr.:
..................................................
...........................................
.........................
(Bitte in Blockschrift)
Anschrift:
.......................................................................................................
.............................................................................................
Gruppe:
...............
................................................
(Unterschrift)
Für die vollständige Beantwortung einer Frage wird ein Punkt gegeben.
Bitte Buchstaben der richtigen Antwort ins Kästchen schreiben.
1
Ein Körper der Masse 4kg befindet sich zur Zeit t=0 in Ruhe. Eine konstante
horizontale Kraft F wirkt auf den Körper ein. Nach t=3s hat sich der Körper um 2,25m
weiter bewegt. Wie groß ist die einwirkende Kraft F?
A)
20N
B)
2N
C)
4,5N
D)
0,2N
E)
25N
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2
Ein Fahrzeug bewegt sich gemäß unten stehendem Weg-Zeit-Diagramm.
An welchem der Punkte liegt die größte Geschwindigkeit vor?
Weg
(C)
(E)
(B)
(D)
(A)
Zeit
3
Das HOOKEsche Gesetz ist gültig
A)
im gesamten Bereich der plastischen Verformung
B)
nur für Metalle
C)
im gesamten Bereich der elastischen Verformung
D)
nur im linearen elastischen Bereich
E)
bei allen reversiblen Dehnungen
4
Eine Kugel sinkt in einer zähen Flüssigkeit nach einer gewissen Fallzeit mit konstanter
Geschwindigkeit. Dieses Phänomen ist wie folgt zu begründen:
A) Die Kugel erfährt einen Auftrieb.
B) Die Reibung ist gleich dem Auftrieb.
C) Die Adhäsionskräfte sind größer als die Kohäsionskräfte.
D) Der Schweredruck in der Flüssigkeit wird nach unten größer.
E) Die auf die Kugel wirkenden Kräfte sind im Gleichgewicht, d.h. ihre Resultierende
ist Null.
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Welches Diagramm gibt qualitativ den Zusammenhang zwischen Luftdruck und Höhe
richtig wieder (Achsen sind alle linear geteilt).
Druck
0
(A)
Druck
Höhe
0
(B)
Druck
0
(D)
Druck
Höhe
0
(C)
Höhe
Druck
Höhe
0
(E)
Höhe
6
Blut fließt von einer großen Arterie mit 0,3cm Radius, in der die Strömungsgeschwindigkeit 10cm/s beträgt, in einen Bereich, in dem der Radius (aufgrund von
Ablagerungen) nur noch 0,2cm beträgt.
Wie groß ist die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes im Bereich mit
dem Radius 0,2cm?
A)
15 cm/s
B)
22 cm/s
C)
30 cm/s
D)
22,5 cm/s
E)
25,3 cm/s
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An einem zweiarmigen Hebel wirkt an dem einen Arm mit der Länge l1 =20cm eine
Kraft F 1 =5N.
Welche parallel zu F 1 gerichtete Kraft F 2 muss an dem anderen Hebelarm mit der
Länge l2=100cm angreifen, damit das gesamte Drehmoment Null ist?
A)
F 2 =1N
B)
F 2 =5N
C)
F 2 =25N
D)
F 2 =100N
E)
F 2 =500N
8
Welcher/n der folgenden Aussagen stimmen Sie zu?
Die Viskosität einer gegebenen NEWTONschen Flüssigkeit
1. nimmt mit steigender Temperatur ab.
2. nimmt mit steigender Temperatur zu.
3. nimmt in engen Röhren mit steigender Strömungsgeschwindigkeit ab.
4. nimmt bei Durchströmung eines Rohres von innen nach außen ab.
A) Nur 1 ist richtig
B) Nur 2 ist richtig
C) Nur 1 und 3 sind richtig
D) Nur 1 und 4 sind richtig
E) Nur 2 und 3 sind richtig
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Eine Kugel 1 bewege sich mit der konstanten Geschwindigkeit v in Richtung der beiden
ruhenden Kugeln 2 und 3 auf deren Verbindungslinie von 2 und 3 zu. Alle Kugeln
besitzen die gleiche Masse m.
v
(1)
(2)
(3)
Wie groß ist der Betrag des Gesamtimpulses p der drei Kugeln nach einem elastischen
Zusammenstoß?
A)
p=3⋅m⋅v
B)
p=2⋅m⋅v
C)
p=m⋅v
D)
1
p= ⋅m⋅v
2
E)
1
p= ⋅m⋅v
3
10
Welche der folgenden Aussagen treffen zu?
Bei einem Fadenpendel, das reibungsfrei schwingt,
1. nimmt die Summe der Momentanwerte von kinetischer und potentieller Energie
zweimal pro Schwingungsdauer ein Maximum an.
2. ist die kinetische Energie an den Umkehrpunkten der Bewegung maximal.
3. ist der Wert der kinetischen Energie stets positiv oder Null.
4. ist die potentielle Energie an den Umkehrpunkten der Schwingung Null.
A) Nur 3 ist richtig.
B) Nur 1 und 3 sind richtig.
C) Nur 2 und 4 sind richtig.
D) Nur 2, 3 und 4 sind richtig.
E) 1 – 4, alle sind richtig.
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Ein Fass der Masse 20kg rollt eine schiefe Ebene
von 3m Höhe reibungsfrei herab (s. Abbildung).
Wie groß ist etwa seine dabei gewonnene
kinetische Energie W ?
3m
W
A)
600 Nm
B)
800 Nm
C)
1000 Nm
D)
1400 Nm
E)
Keine der Antworten (A bis D) trifft zu.
4m
12
Welchen der folgenden Aussagen stimmen Sie zu?
1.
Wenn die Kraft F entlang des Weges s wirkt, ist die geleistete Arbeit W maximal.
2.
Wenn die Kraft F senkrecht auf der Wegstrecke s wirkt, wird keine Arbeit geleistet.
3.
Die Kraft und der Weg betragen: F = 1000N und s = 20m.
F bildet einen Winkel von α=60° mit s. Dann beträgt die geleistete Arbeit W = 10kJ.
A) Nur 1 und 2 sind richtig.
B) Nur 2 und 3 sind richtig.
C) 1, 2 und 3 (alle) sind richtig.
D) Nur 2 ist richtig.
E) Nur 1 und 3 sind richtig.
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Die Temperaturdifferenz zweier Körper beträgt 260°C. Bei Gebrauch der Kelvin-Skala
beträgt dieselbe Temperaturdifferenz
A)
13 K
B)
260 K
C)
273 K
D)
533 K
E)
Keine der Angabe trifft zu.
14
Welcher Zusammenhang besteht nach der kinetischen Gastheorie zwischen der
mittleren kinetischen Energie W von Gasmolekülen mit der Gastemperatur T ?
A) W ist proportional zu
T
B) W ist proportional zu T
C) W ist proportional zu T 2
D) W ist proportional
1
T
E) W ist unabhängig von T
15
Welche/n der folgenden Aussagen über Schall stimmen Sie zu?
1. In festen Stoffen breiten sich Schallwellen nur als Transversalwellen aus.
2. In Flüssigkeiten und Gasen breiten sich Schallwellen nur als Longitudinalwellen aus.
3. Ultraschall unterscheidet sich von hörbarem Schall prinzipiell durch eine größere
Intensität.
A) Nur 1 und 2 sind richtig.
B) Nur 2 ist richtig.
C) Nur 2 und 3 sind richtig.
D) Nur 1 und 3 sind richtig.
E) 1, 2 und 3 (alle) sind richtig.
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Ein Generator erzeugt Schwingungen mit einer Frequenz von 20kHz.
In einem Gas bilden sich dabei Schallwellen mit einer Wellenlänge von 6,4 cm aus.
Wie groß ist die Schallgeschwindigkeit in dem Gas?
A)
128 cm⋅s–1
B)
256 cm⋅s–1
C)
320 m⋅s–1
D) 1,28 km⋅s–1
E)
640 m⋅s–1
17
Eine Batterie liefert 10 Minuten lang eine Stromstärke von 0,5A.
Wie groß ist die transportierte Ladungsmenge?
A)
500 C
B)
300 C
C)
30 C
D)
5C
E)
0,5 C
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Die Gesamtkapazität der in der Abbildung bezeichneten Schaltung beträgt:
A)
8 nF
B)
16 nF
C)
19 nF
D)
24 nF
E)
32 nF
16 nF
12 nF
4 nF
19
Drei gleiche Glühlampen werden hintereinander an einer Haushaltssteckdose
betrieben. Die Glühlampe 2 brennt durch, ihr Widerstand wird sehr groß.
1 2
3
∼
A) Die Lampen 1 und 3 erlöschen.
B) Die Lampe 1 brennt unverändert hell weiter, die Lampe 3 erlischt.
C) Die Lampe 1 brennt viel heller weiter, die Lampe 3 erlischt.
D) Die Lampen 1 und 3 brennen unverändert hell weiter.
E) Die Lampen 1 und 3 brennen viel heller weiter.
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In der nachfolgend skizzierten Schaltung mit geladenem Kondensator wird der Schalter
zur Zeit t = 0 geschlossen.
R
C
U
Welches der folgenden Diagramme gibt die Zeitabhängigkeit der Stromstärke I im
Stromkreis qualitativ richtig wieder?
I
I
0
t
I
0
t
t
(C)
(B)
(A)
0
I
I
0
t
0
(D)
t
(E)
21
Welche Aussage trifft zu?
Die Schallgeschwindigkeit beträgt in Luft etwa 300m/s und in Wasser etwa 1500m/s.
Bei einer Frequenz von 300Hz verhalten sich die Wellenlängen in Wasser λW und in
Luft λL
A)
λW /λL=0,2
B)
λW /λL =0,6
C)
λW /λL =1,0
D)
λW /λL =3,0
E)
λW /λL =5,0
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Welche Aussage trifft nicht zu?
Trifft Licht aus dem Vakuum auf ein Glas mit der Brechzahl n = 1,5, so gilt:
A) Die Frequenz bleibt konstant.
B) Die Wellenlänge wird kleiner.
C) Innerhalb des Glases gilt die Beziehung:
Ausbreitungsgeschwindigkeit ist gleich Wellenlänge mal Frequenz.
D) Die Ausbreitungsgeschwindigkeit wird kleiner.
E) Die Kreisfrequenz nimmt zu.
23
In einem Gitterspektrometer wird das Gitter mit monochromatischem Licht beleuchtet.
Auf dem Schirm können mehrere Ordnungen beobachtet werden.
Wie ändert sich der Abstand der Linien, wenn das Gitter ausgetauscht wird gegen eines
mit einer doppelt so großen Gitterkonstanten?
A) Überhaupt nicht.
B) Er geht ungefähr auf ein Viertel zurück.
C) Er geht ungefähr auf die Hälfte zurück.
D) Er verdoppelt sich ungefähr .
E) Er wird ungefähr viermal so groß.
24
Ein Mikroskop erbringt eine Vergrößerung V=480. Das Objektiv wird gegen eines mit
doppelter, das Okular gegen eines mit dreifacher Brennweite ausgetauscht.
Die Vergrößerung beträgt dann
A)
720
B)
320
C)
240
D)
80
E)
60
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Welche der folgenden Aussagen über das Licht trifft nicht zu?
8
A) Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts beträgt im Vakuum 3 ⋅10 m/s.
B) Licht kann linear polarisiert werden.
C) In manchen Experimenten zeigt Licht Welleneigenschaften.
D) In manchen Experimenten zeigt Licht Teilcheneigenschaften.
E) Licht ist eine longitudinale elektromagnetische Welle.
26
Der radioaktive Kern U238 zerfällt gemäß
238 U ⇒ 234 ThX
92
90
Die Gesetze von der Erhaltung der Nukleonenzahl und der Ladungszahl sind erfüllt,
wenn es sich bei dem oben mit X bezeichneten Teilchen um folgendes Teilchen handelt:
A) α -Teilchen
B) β -Teilchen
C) β+-Teilchen
D) γ -Teilchen
E) Photon
27
Welche der folgenden Strahlungen ist keine elektromagnetische Welle?
A) Röntgenstrahlung
B) γ -Strahlung
C) α -Strahlung
D) sichtbares Licht
E) infrarote Strahlung
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Ordnet man α, β ,und γ-Strahlung gleicher Energie in der Reihenfolge abnehmender
Reichweite (Eindringtiefe) in Materie, so gilt:
A) α, β ,γ
B)
γ, α, β
C)
γ, β , α
D) α, γ, β
E) β , γ, α
29
Eine Linse entwirft, wie dargestellt, von einem Gegenstand G im Abstand von 3m vom
Gegenstand ein reelles, umgekehrtes gleich großes Bild.
Wie groß ist die Brennweite der Sammellinse?
G
B
3m
A) f = 0,75m
B) f = 1,0m
C) f = 1,3m
D) f = 1,5m
E) f = 3,0m
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Ein Körper fällt frei aus der Höhe h=h1 zu Boden (h=0). Die Fallbewegung beginnt zur
Zeit t=0. Welches Weg-Zeit-Diagramm ist richtig?
h
h
A
0
t
h
0
t
0
C
t
h
E
D
0
h
B
t
0
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t
.
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Formeln / Lösungen
Aufg.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
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Lösung
B
B
D
E
E
D
A
A
C
A
A
C
B
B
B
D
B
A
A
D
E
E
C
D
E
A
C
C
A
C
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