Probeklausur zur Vorlesung „Physik I für Chemiker

Technische Universität Braunschweig
Institut für Geophysik
und extraterrestrische Physik
Prof. A. Hördt
Probeklausur zur Vorlesung „Physik I für Chemiker,
Pharmazeuten, Geoökologen, Lebensmittelchemiker“
Zeit: 90 min
Wenn nicht anders erwähnt, gelten folgende Konstanten:
Erdbeschleunigung: g = 9.81 m/s2
Allgemeine Gaskonstante: R= 8.317 J/(Mol· K)
Aufgabe 1:
Welche der folgenden Größen ist keine Basiseinheit im SI-System?
a.) m
b.) s
c.) Mol
d.) kg
e.) Pa
Aufgabe 2:
1 rad sind in Grad umgerechnet:
a.) 37.2 °
b.) 45.0 °
c.) 57.3 °
d.) 68.0 °
e.) 127.2 °
Aufgabe 3:
Ein Körper bewegt sich aus der Ruhelage mit konstanter Beschleunigung und legt in
10 Sekunden 100m zurück. Welche Strecke hat er nach 20 Sekunden zurückgelegt?
a.) 200 m
b.) 300 m
c.) 400 m
d.) 500 m
e.) 1000 m
Aufgabe 4:
Ein Auto beschleunigt aus dem Stand über einen Zeitraum von 5 Sekunden mit einer
Beschleunigung von a = 5 m/s2. Wie groß ist seine Endgeschwindigkeit?
a.) 5 m/s
b.) 10 m/s
c.) 25 m/s
d.) 50 m/s
e.) 100 m/s
Aufgabe 5:
Ein Auto fährt mit einer Geschwindigkeit von v = 30 m/s und bremst mit einer
Verzögerung von a = -5 m/s2 ab. Wie viel Zeit vergeht bis zum Stillstand des Autos?
a.) 150 s
b.) 60 s
c.) 15 s
d.) 6 s
e.) 1.5 s
Aufgabe 6:
Ein Körper fällt eine Strecke von 30m. Wie groß ist seine Endgeschwindigkeit?
a.) 2.7 m/s
b.) 12.1 m/s
c.) 24.3 m/s
d.) 294.3 m/s
e.) 588.6 m/s
Aufgabe 7:
Die Endgeschwindigkeit bei einem freien Fall ist abhängig von:
1.) der Fallstrecke
2.) der Erdbeschleunigung
3.) der Masse
a.)
b.)
c.)
d.)
e.)
nur 1.)
nur 2.)
nur 3.)
nur 1.) und 2.)
alle
Aufgabe 8:
Ein Massepunkt führt eine Kreisbewegung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit
aus. Auf ihn wirke eine Zentripetalkraft von 10 N. Wie groß ist die Zentripetalkraft,
wenn sich die Winkelgeschwindigkeit halbiert?
a.) 2.5 N
b.) 5 N
c.) 10 N
d.) 20 N
e.) 40 N
Aufgabe 9:
Ein Auto fährt mit einer Geschwindigkeit von v = 30 m/s. Ein Rad hat einen Radius
von 25 cm. Wie groß ist die Kreisfrequenz ω des Rades?
a.) 10 1/s
b.) 30 1/s
c.) 60 1/s
d.) 120 1/s
e.) 250 1/s
Aufgabe 10:
Welche Kraft ist nötig, um ein Auto mit einem Gewicht von 1,5t mit a= 5 m/s² zu
beschleunigen?
a.) 300N
b.) 1000 N
c.) 1500 N
d.) 2500 N
e.) 7500 N
Aufgabe 11:
Ein Körper bewegt sich ohne Einwirkung äußerer Kräfte. Was gilt für den Körper?
1.) Die Beschleunigung ist größer als Null.
2.) Die Geschwindigkeit ist konstant.
3.) Der Betrag der Geschwindigkeit kann sich ändern, aber die Richtung ist konstant.
4.) Die Bewegungsrichtung kann sich ändern, aber der Betrag der Geschwindigkeit ist
konstant.
a.)
b.)
c.)
d.)
e.)
nur 2.) und 3.)
nur 1.) und 4.)
nur 2.)
nur 1.)
nur 2.) und 4.)
Aufgabe 12:
Auf einen Körper, der über den Boden gezogen wird, wirke eine Reibungskraft von
100 N. Wie groß ist die Reibungskraft, wenn man die Auflagefläche verdoppelt, ohne
den Reibungskoeffizienten und die Masse zu verändern?
a.) 25 N b.) 50 N c.) 100 N
d.) 200 N
e.) 400 N
Aufgabe 13:
Beim Ziehen einer Kiste (m = 20 kg) bewegt sich diese erst ab einer Zugkraft von 80 N.
Wie groß ist der Reibungskoeffizient?
a.) 0,4
b.) 0,8
c.) 1,0
d.) 2,0
e.) 3,2
Aufgabe 14:
Welche der folgenden Gleichungen ist richtig?
a.) Leistung = Arbeit / Zeit
b.) Leistung = Zeit / Arbeit
c.) Leistung = Arbeit * Zeit
d.) Leistung = Arbeit * Strecke
e.) Leistung = Kraft * Strecke
Aufgabe 15:
Eine Projektil (Masse 50 g) werde aus einem Geschütz (Masse 5 kg) abgeschossen. Die
Anfangsgeschwindigkeit des Projektils ist 1000 m/s. Mit welcher Geschwindigkeit
bewegt sich das Geschütz nach hinten, wenn es sich frei bewegen kann?
a.) 1 m/s
b.) 5 m/s
c.) 10 m/s
d.) 20 m/s
e.) 50 m/s
Aufgabe 16:
Wenn die Geschwindigkeit eines Körpers verdoppelt wird, dann gilt für seine
kinetische Energie:
a.) Sie wird geviertelt
b.) Sie wird halbiert
c.) Sie bleibt gleich
d.) Sie wird verdoppelt
e.) Sie wird vervierfacht
Aufgabe 17:
Ein Körper der Masse 5 kg wird um 1 m angehoben. Die Gravitationsbeschleunigung
betrage 10 m/s2. Welche Arbeit ist zum Anheben nötig?
a.) 5 J
b.) 5 W
c.) 50 J
d.) 50 W
e.) 0.5 J
Aufgabe 18:
Wovon hängt die gravitative Anziehungskraft nicht ab?
a.) Gravitationskonstante
b.) Druck
c.) Masse des Probekörpers
d.) Masse der Zentralmasse
e.) Abstand zur Zentralmasse
Aufgabe 19:
Ein Körper der Masse 1 kg wird in 3 Sekunden von 0 auf 30 m/s beschleunigt. Welche
Arbeit ist hierfür erforderlich?
a.) 30 J
b.) 90 J
c.) 450 J
d.) 900 Nm
e.) 1000 J
Aufgabe 20:
Wie groß ist das Trägheitsmoment einer rotierenden Vollkugel?
r = 10 cm, m = 300 g
a.) 1,2 kg· m²
b.) 1,2· 10-3 kg· m²
c.) 2,4· 10-1 kg· m²
d.) 2,4· 10-2 kg· m²
e.) 3,6· 10-2 kg· m²
Aufgabe 21:
Bei einem schwingenden Pendel ist die kinetische Energie im tiefsten Punkt 300 J. Wie
hoch ist die potentielle Energie am höchsten Punkt, wo das Pendel umkehrt?
a.) 0 J
b.) 150 J
c.) 300 Nm
d.) 450 J
e.) 600 Nm
Aufgabe 22:
Eine Masse m1 stößt mit der Geschwindigkeit 10 m/s vollkommen inelastisch zentral
auf eine gleiche Masse (m1=m2). Mit welcher Geschwindigkeit bewegen sich die
Massen weiter?
a.) 2.5 m/s
b.) 5 m/s
c.) 10 m/s
d.) 20 m/s
e.) keine davon
Aufgabe 23:
Auf einem rotierenden Objekt wird Masse von der Rotationsachse nach außen bewegt.
Welche Aussage trifft zu?
1) Der Drehimpuls des Körpers bleibt erhalten.
2) Das Trägheitsmoment wird größer
3) Die Winkelgeschwindigkeit wird kleiner
4) Das Trägheitsmoment wird kleiner
a.)
b.)
c.)
d.)
e.)
Nur 1)
Nur 3) und 4)
Nur 1), 2) und 3)
Nur 4)
Nur 1) und 4)
Aufgabe 24:
Wie groß ist das Eintauchvolumen eines Körpers der Masse m = 30 g, der in einer
Flüssigkeit der Dichte ρ = 2 g/cm3 schwimmt?
a.) 2 ml
b.) 15 ml
c.) 30 ml
d.) 60 ml
e.) 66.6 ml
Aufgabe 25:
Welcher Druck herrscht im Inneren eines hydraulischen Zylinders (A = 100 cm2),
welcher mit F = 500 N belastet wird?
a.) 1000 Pa
b.) 5000 Pa
c.) 10000 Pa
d.) 50000 Pa
e.) 100000 Pa
Aufgabe 26:
Welche Aussagen zur Oberflächenspannung treffen zu?
1) Trifft eine benetzende Flüssigkeit auf eine Wand, so steigt die Flüssigkeit an der
Wand hoch.
2) Trifft eine nicht benetzende Flüssigkeit auf eine Wand, so steigt die Flüssigkeit an
der Wand hoch.
3) Die Oberflächenspannung wirkt immer in Richtung Luft.
a.) nur 1
b.) nur 2
c.) nur 1 und 3
d.) nur 2 und 3
e.) keine davon
Aufgabe 27:
Wovon hängt die Steighöhe einer Flüssigkeit in einem Kapillarröhrchen nicht ab?
a.) Oberflächenspannung
b.) Dichte der Flüssigkeit
c.) Dichte der Luft
d.) Erdbeschleunigung
e.) Radius des Kapillarröhrchens
Aufgabe 28:
In einem Rohr der Querschnittsfläche 10 cm2 strömt eine reibungsfreie,
inkompressible Flüssigkeit mit der Geschwindigkeit 2 m/s. Das Rohr verbreitert sich
auf eine Querschnittsfläche von 40 cm2. Wie groß ist dort die
Strömungsgeschwindigkeit?
a.) 0.5 m/s
b.) 1 m/s
c.) 2 m/s
d.) 4 m/s
e.) 8 m/s
Aufgabe 29:
In einem Rohr strömt eine reale Flüssigkeit mit Reibung mit der Geschwindigkeit
v = 2 m/s. Die Druckdifferenz zwischen Anfang und Ende des Rohres werde halbiert.
Wie ist dann die Strömungsgeschwindigkeit?
a) 0.5 m/s.
b) 1 m/s
c) 2 m/s
d) 4 m/s
e) 8 m/s
Aufgabe 30:
Die Reibungskraft auf eine in einer Flüssigkeit absinkende Kugel hängt ab von:
1) dem Radius der Kugel
2) der Viskosität der Flüssigkeit
3) der Dichte der Flüssigkeit
a.) nur 1)
b.) nur 2)
c.) nur 3)
d.) nur 1) und 2)
e.) nur 1) und 3)
Aufgabe 31:
Die innere Energie eines idealen Gases hängt ab von:
1) der Temperatur
2) dem Druck
3) dem Volumen
a.)
b.)
c.)
d.)
e.)
nur 1)
nur 2)
nur 3)
nur 1) und 2)
nur 1) und 3)
Aufgabe 32:
Was passiert mit dem Volumen eines idealen Gases, wenn man den Druck verdoppelt
und gleichzeitig die Temperatur verdoppelt.
a.) es verringert sich auf ein Viertel
b.) es wird halbiert
c.) es bleibt gleich
d.) es wird verdoppelt
e.) es wird vervierfacht
Aufgabe 33:
Für ein ideales Gas gilt bei konstanter Temperatur:
1) p ⋅V ≥ 0
2) p ⋅V < 0
3) p ⋅ V = const .
a.) nur 1)
b.) nur 2)
c.) nur 3)
d.) 1) und 3)
e.) 2) und 3)
Aufgabe 34:
Bei einer adiabatischen Zustandsänderung eines idealen Gases gilt:
1) Die Temperatur bleibt konstant
2) Die innere Energie bleibt konstant
3) Das Gas leistet keine mechanische Arbeit
a.)
b.)
c.)
d.)
e.)
nur 1)
nur 2)
nur 3)
nur 1) und 3)
nichts davon
Aufgabe 35:
Welches Volumen nimmt ein ideales Gas ein mit T=300K n=60 Mol p=1000 hPa?
a.) 0,5 m3
b.) 1,5 m3
c.) 5 m3
d.) 15 m3
e.) 60 m3
Aufgabe 36:
Welche Aussage ist falsch?
a.) Ein Gas kann mechanische Arbeit leisten.
b.) Die innere Energie eines Gases ändert sich durch Zuführung von Wärme und
mechanischer Arbeit.
c.) Man kann Wärme mit einer periodisch arbeitenden Maschine vollständig in
mechanische Arbeit umwandeln.
d.) Die Carnot-Maschine erzielt den größtmöglichen Wirkungsgrad.
e.) keine der Vorherigen
Aufgabe 37:
Bei einem Carnot-Prozess als Motor ist die Temperatur des warmen Reservoirs 350 K,
die des kalten 260 K. Wie groß ist der Wirkungsgrad?
a.) 0,10
b.) 0,26
c.) 0,52
d.) 0,74
e.) 3,89
Aufgabe 38:
Wie viel Energie ist nötig, um 300g H2O zu schmelzen? q S , H 2O = 334,96
a.)
b.)
c.)
d.)
e.)
1 kJ
10 kJ
100 kJ
1000 kJ
10000 kJ
Aufgabe 39:
Um Eis zu schmelzen kann man
1) Den Druck erhöhen
2) Die Temperatur erhöhen
3) Salz beimischen
a.)
b.)
c.)
d.)
e.)
nur 1
nur 2
nur 3
2 und 3
Alles
Aufgabe 40:
Am Tripelpunkt
a.) liegen alle drei Phasen vor (gas, flüssig, fest)
b.) hat Wasser eine Temperatur von 100°C
c.) hat Wasser eine Temperatur von 0°C
d.) Ist Wasser am dichtesten
e.) nichts von alldem
kJ
kg