FIZIKA NÉMET NYELVEN

ÉRETTSÉGI VIZSGA ● 2014. május 19.
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FIZIKA
NÉMET NYELVEN
EMELT SZINTŰ
ÍRÁSBELI VIZSGA
2014. május 19. 8:00
Az írásbeli vizsga időtartama: 240 perc
Pótlapok száma
Tisztázati
Piszkozati
EMBERI ERŐFORRÁSOK
MINISZTÉRIUMA
Fizika német nyelven
emelt szint — írásbeli vizsga 1313
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Wichtige Hinweise
Es stehen Ihnen 240 Minuten Arbeitszeit zur Verfügung.
Lesen Sie die Instruktionen vor den Aufgaben gründlich durch und teilen Sie Ihre Zeit
sorgfältig ein.
Die Reihenfolge der Bearbeitung der Aufgaben ist beliebig.
Zur Lösung der Aufgaben sind Taschenrechner und Tafelwerke zugelassen.
Wenn Sie für die Lösung einer Aufgabe zu wenig Platz haben, dann verlangen Sie ein
Ersatzblatt! Die Aufgabennummer sollten Sie auf dem Blatt unbedingt angeben.
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ERSTER TEIL
Von den unten angegebenen Antworten ist immer nur genau eine richtig. Tragen Sie den
Buchstaben der richtigen Antwort in die weißen Kästchen an der rechten Seite ein!
Wenn Sie es für nötig halten, können Sie kleinere Rechnungen, Skizzen auf dem Aufgabenblatt
fertigen.
1. Eine Arbeitsmaschine mit Raupenkette bewegt sich
mit 2 m/s nach vorne. Wie groß ist die Geschwindigkeit
des Punktes A und des Punktes B in Bezug auf den
Boden?
Der Punkt B der Raupenkette berührt unten den
Boden, der Punkt A der Raupenkette befindet sich auf
der oberen waagerechten Strecke.
A)
B)
C)
D)
Sowohl die Geschwindigkeit des Punktes A, als auch die Geschwindigkeit
des Punktes B beträgt 2 m/s.
Die Geschwindigkeit des Punktes A beträgt – 2 m/s, die Geschwindigkeit
des Punktes B beträgt 2 m/s.
Die Geschwindigkeit des Punktes A beträgt 4 m/s, die Geschwindigkeit
des Punktes B beträgt 0 m/s.
Die Geschwindigkeit des Punktes A beträgt 2 m/s, die Geschwindigkeit
des Punktes B beträgt 0 m/s.
2 Punkte
2. Die folgenden Behauptungen beziehen sich auf die Kreisprozesse der idealen Gase.
Welche Behauptung ist wahr?
A)
B)
C)
Die vom Gas an der Umgebung verrichtete Arbeit ist gleich der Arbeit,
die von der Umgebung am Gas verrichtet wird.
Die dem Gas während eines Kreisprozesses zugeführte Wärme ist immer
gleich der Wärmemenge, die vom Gas im Kreisprozess abgegeben wird.
Die Summe der Zunahmen der inneren Energie des Gases in den
einzelnen Phasen des Kreisprozesses ist gleich groß wie die Summe der
Abnahmen in den einzelnen Phasen.
2 Punkte
3. Anhand welches Phänomens funktionieren die lichtleitenden Glasfaserkabel?
A)
B)
C)
D)
Die Polarisation.
Die Brechung des Lichtes.
Die Interferenz.
Die Beugung des Lichtes.
2 Punkte
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4. Auf ein Haus wurde eine Parabolantenne
montiert, dann wurde diese Parabolantenne
auf
einen
geostationären
Satelliten
ausgerichtet. Der Satellit befindet sich über
der gleichen geographischen Länge wie auch
das Haus. Wie steht die Parabolantenne, wenn
das Haus in der Nähe des Äquators liegt?
A)
B)
C)
D)
Wie in der Abbildung A.
Wie in der Abbildung B.
Wie in der Abbildung C.
Eine jede der obigen Einstellungen kann vorkommen.
2 Punkte
5. Eine Kette wird durch eine Rolle geführt und – wie in der Abbildung –
aufgehängt. Am Ende der Kette werden zwei Körper befestigt. Der
Körper, der sich höher befindet, hat die Masse von 1 kg, der untere
Körper besitzt die Masse von 3 kg. Mit welcher Kraft hält die Decke
die Rolle, wenn sich die an der Kette befestigten Körper frei bewegen
können? Die Rolle und das Seil sind als ideal zu betrachten.
A)
B)
C)
An der Decke wird von der Rolle mit einer Kraft von 50 N gezogen.
An der Decke wird von der Rolle mit einer Kraft von 40 N gezogen.
An der Decke wird von der Rolle mit einer Kraft von 30 N gezogen.
2 Punkte
6. Die Organe des menschlichen Körpers können durch die radioaktive Strahlung
beschädigt werden. Wovon hängt das Maß der Beschädigung eines Organs ab?
A)
B)
C)
Ausschließlich von der pro Masseneinheit absorbierten Energie.
Von der absorbierten Energie und von den Eigenheiten der Funktion des
gegebenen Organs.
Ausschließlich von den Eigenheiten der Funktion des gegebenen Organs.
2 Punkte
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7. Auf dem Bild ist die Skizze der Abbildung in einem
fehlerhaft funktionierenden menschlichen Auges zu sehen.
Welche Behauptung ist wahr?
A)
B)
C)
D)
Es ist ein Auge mit dem Sehfehler Weitsichtigkeit, dieser Fehler lässt sich
mit einer „plus“-Linse korrigieren.
Es ist ein Auge mit dem Sehfehler Weitsichtigkeit, dieser Fehler lässt sich
mit einer „minus“-Linse korrigieren.
Es ist ein Auge mit dem Sehfehler Kurzsichtigkeit, dieser Fehler lässt sich
mit einer „plus“-Linse korrigieren.
Es ist ein Auge mit dem Sehfehler Kurzsichtigkeit, dieser Fehler lässt sich
mit einer „minus“-Linse korrigieren.
2 Punkte
8. Der Eiskunstläufer in der Abbildung bewegt seine
Partnerin mit der Masse 50 kg auf einer Kreisbahn
mit dem Radius 1,2 m mit einer Drehzahl von 0,75 1/s.
Wie groß ist die Arbeit, die von ihm an ihr in einem
vollen Kreis verrichtet wird? (Von der Reibung wird
abgesehen.)
A)
B)
C)
D)
Die Arbeit, die
beträgt 2500 J.
Die Arbeit, die
beträgt 200 J.
Die Arbeit, die
beträgt 0 J.
Die Arbeit, die
beträgt 3768 J.
von ihm an ihr in einem vollen Kreis verrichtet wird,
von ihm an ihr in einem vollen Kreis verrichtet wird,
von ihm an ihr in einem vollen Kreis verrichtet wird,
von ihm an ihr in einem vollen Kreis verrichtet wird,
2 Punkte
9. In einem unten geschlossenen, oben geöffneten senkrechten Rohr wird durch eine
Flüssigkeitssäule eine gegebene Gasmenge eingeschlossen (siehe Abbildung). Das
Gas wird erwärmt, als Folge davon erhöht sich sein Volumen um 20 %, während ein
Teil der Flüssigkeit überläuft. Welche Behauptung über die Temperaturänderung
des Gases ist wahr?
A)
B)
C)
Die Temperatur des Gases nahm weniger als um 20 % zu.
Die Temperatur des Gases nahm genau um 20 % zu.
Die Temperatur des Gases nahm mehr als um 20 % zu.
2 Punkte
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10. Bei Beleuchtung von größeren Räumen wird öfter die sogenannte Wechselschaltung
benutzt. So kann man die gleiche Lampe an zwei verschiedenen Stellen ein- bzw.
ausschalten. Man kann zum Beispiel eine Lampe mit Hilfe des einen oder des
anderen der beiden Schalter an den gegenüberliegenden Enden eines langen Flurs
ein- und ausschalten, unabhängig von der Schalterstellung des anderen Schalters.
Welche der folgenden Schaltpläne stellt so eine Wechselschaltung dar?
A)
B)
C)
Der Schaltplan Nr. 1.
Der Schaltplan Nr. 2.
Der Schaltplan Nr. 3.
2 Punkte
11. Ein Mensch hat eine Masse von 75 kg. Wie groß ist die Gesamtmasse der Elektronen
in ihm?
A)
B)
C)
D)
Ca. 2 kg.
Ca. 0,2 kg.
Ca. 2 dkg.
Ca. 200 mg.
2 Punkte
12. Ist es vorstellbar, dass man durch Abkühlung des Wassers eines Sees ein Gebäude
heizt?
A)
B)
C)
Ja, es ist vorstellbar, aber man muss Arbeit verrichten. Die verrichtete
Arbeit macht es möglich, die Wärme von einem Ort niedrigerer
Temperatur aufzunehmen und sie dann an einem Ort höherer Temperatur
abzugeben.
Es ist unvorstellbar, weil der Vorgang nach dem 2. Hauptsatz der
Thermodynamik unrealisierbar ist.
Es ist nur in dem Fall vorstellbar, wenn die Wassertemperatur im See
höher ist als die Temperatur des Gebäudes.
2 Punkte
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13. Die Skizze in der Abbildung stellt ein reales Ereignis dar:
die Raumsonde Huygens landet auf der festen Oberfläche
eines Himmelskörpers im Sonnensystem. Um welchen
Himmelskörper geht es?
A)
B)
C)
D)
Um den Jupiter.
Um einen der Jupitermonde.
Um den Saturn.
Um einen der Saturnmonde.
2 Punkte
14. Die Dichte des Bleis ist 4,2-mal so groß wie die Dichte des Aluminiums, obwohl die
Entfernung der Atome voneinander im Kristallgitter bei beiden Metallen ungefähr
die gleiche ist. Was kann die Erklärung dafür sein?
A)
B)
C)
Der Atomkern eines Bleiatoms ist viel schwerer als der Atomkern eines
Aluminiumatoms.
Die Dichte des Atomkerns von einem Bleiatom ist viel größer als die
Dichte des Atomkerns von einem Aluminiumatom.
Die Bindungsenergie des Atomkerns von einem Bleiatom ist viel größer
als die Bindungsenergie des Atomkerns von einem Aluminiumatom.
2 Punkte
15. Welches der folgenden Phänomene kann man nie erfahren im Fall von Schallwellen,
die sich in der Luft ausbreiten?
A)
B)
C)
D)
Beugung.
Interferenz.
Schwebung.
Polarisation.
2 Punkte
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ZWEITER TEIL
Von den nachfolgenden drei Themen wählen Sie eins aus und arbeiten Sie es in anderthalb
bis zwei Seiten, in Form eines zusammenhängenden Essays aus! Achten sie auf die genaue,
klare Formulierung des Konzeptes, auf den logischen Gedankengang, auf die
Rechtschreibung, denn es zählt bei der Bewertung auch mit! Ihre Erklärung muss nicht
unbedingt der Reihenfolge der angegebenen Anhaltspunkte folgen. Die Lösung schreiben Sie
auf die nachfolgenden Seiten.
Drehmoment, Gleichgewicht, Hebel
„δῶς μοι πᾶ στῶ καὶ τὰν γᾶν κινάσω”
„ Gib mir einen Punkt (außerhalb der
Erde), auf dem ich stehen kann, und
ich werde dir die Welt aus den
Angeln heben (die Erde in
Bewegung setzen).“
Archimedes
Definieren Sie den Begriff Drehmoment und stellen Sie die in der Definition vorkommenden
Begriffe mit Hilfe einer entsprechenden Abbildung vor.
Schildern Sie die Gleichgewichtsbedingungen für ausgedehnte, starre Körper mit Hilfe der
Begriffe Kraft und Drehmoment.
Erklären Sie anhand der oben dargestellten Bedingungen, wie der einseitige und der
zweiseitige Hebel funktioniert.
Fertigen Sie entsprechende Zeichnungen, aus denen die Kräfte und die entsprechenden
geometrischen Verhältnisse zu entnehmen sind. Analysieren Sie den einseitigen und den
zweiseitigen Hebel in Bezug auf die Kraftübertragung und die Energieverhältnisse.
Benennen Sie je ein Beispiel aus dem Haushalt, wo man einen einseitigen und einen
zweiseitigen Hebel benutzt.
Erklären Sie, warum behauptet werden kann, dass eine feste Rolle eine einfache Maschine
vom Typ zweiseitiger Hebel ist, und dass eine lose Rolle eine einfache Maschine vom Typ
einseitiger Hebel ist.
Wann etwa lebte Archimedes? Erläutern Sie den von ihm zitierten Satz im Bezug auf einfache
Maschinen. Welcher Typ der einfachen Maschinen wird von Archimedes auf dem Bild
benutzt?
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Lichtinterferenz
Und wenn ein Berg mit einem Tal
zusammenstößt, indem der höchste Punkt
des ersten mit dem tiefsten Punkt des
zweiten im Gedanken verbunden eine zum
Dach gerichtete Linie bildet, wird die
Existenz von beiden vernichtet und die
Oberfläche der Welle wird der Oberfläche
des Wassers gleich. Dieser Akt wird
Wellenverlust genannt.
Móricz Schirkhuber: Grundzüge der
theoretischen und experimentellen Physik
- 1851, Pest
Erläutern Sie das Phänomen Welleninterferenz für den Fall, wenn sich zwei Wellen, die je
von einer punktförmigen Wellenquelle ausgehen, treffen. In welchen Punkten kann eine
Verstärkung bzw. eine Auslöschung registriert werden? Geben Sie die Bedingung für die
Beobachtbarkeit der Interferenz an.
Untersuchen Sie die Lichtinterferenz im Fall eines optischen Gitters. Stellen Sie dar, in
welchen Richtungen eine Verstärkung zu beobachten ist. Erläutern Sie, wie ein optisches
Gitter zur Messung der Wellenlänge eines monochromatischen Lichtes anzuwenden ist.
Erklären Sie, aus welchem Grund das Gitter das weiße Licht in seine farbigen Bestandteile
zerlegt. Vergleichen Sie das Spektrum, das mit Hilfe eines optischen Gitters entsteht, mit dem
Spektrum, das mit Hilfe eines Prismas entsteht.
Benennen Sie Alltagsphänomene, in denen man durch Lichtinterferenz entstehende Farben
sieht.
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Das Hubble-Weltraumteleskop um die Erde
Das Hubble-Weltraumteleskop wurde
nach dem Astronomen Edwin Hubble
benannt. Das Weltraumteleskop ist eines
der bekanntesten und beliebtesten
Weltraumgeräte.
Im
englischen
Sprachgebiet
wird
es
oft
nur
„Volksteleskop“
(The
People’s
Telescope) genannt. Als Ablösung für
das Hubble Teleskop ist derzeit das
James Webb Space Telescope geplant,
dessen Start im Jahr 2014 vorgesehen ist.
wikipedia
Was war der wichtigste wissenschaftliche Verdienst von Hubble, dem Namensgeber des
Weltraumteleskops? Seine Entdeckung wurde Grundlage einer Theorie über die Entstehung
des Universums – um welche Theorie geht es? Aus welchem Grund ist es vorteilhaft, ein
Teleskop im Weltraum zu platzieren, was ist der Vorteil gegenüber irdischen Teleskopen?
Nach welchen physikalischen Prinzipien kann der Umlauf des Weltraumteleskops um die
Erde erläutert werden? Wie groß ist näherungsweise die Beschleunigung des
Weltraumteleskops?
Das Weltraumteleskop spielt eine herausragende Rolle beim Kennenlernen der
Frühgeschichte des Universums. Das Hubble-Weltraumteleskop ist in der Lage, von sehr weit
entfernten Objekten eine Aufnahme fertigen zu können. Wie helfen diese aus einer sehr
großen Distanz kommenden Bilder beim Verstehen der Vergangenheit des Universums?
Zu welchem Zweck dienen die rechteckigen Gegenstände auf beiden Seiten des
Weltraumteleskops? Eine der Grundausrüstungen des Teleskops ist ein Spektrograf. Wie
funktioniert dieses Gerät, welchem Ziel dient es und welche Informationen kann man mit
seiner Hilfe über die beobachteten Objekte gewinnen? Es reicht, eine dieser Informationen zu
benennen.
Inhalt
Stil
Insgesamt
18 Punkte 5 Punkte 23 Punkte
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DRITTER TEIL
Lösen Sie die nachstehenden Aufgaben! Begründen Sie Ihre Behauptungen – abhängig von
der Aufgabe – mit Text, mit Zeichnung oder mit Rechnung! Achten Sie darauf, dass die
Bezeichnungen eindeutig sind!
1. Der unten stehende Graph zeigt die vertikale Geschwindigkeitskomponente des
Massenmittelpunkts eines kleinen, auf und abspringenden Balls der Masse von
2 dkg in Abhängigkeit von der Zeit. Beantworten Sie die folgenden Fragen mit Hilfe
des Graphen.
v
t
a)
b)
c)
In welchem Moment erreicht der Ball die größte Höhe? In welcher Höhe befindet er
sich in diesem Moment?
Wie groß ist die durchschnittliche Beschleunigung des Balls in dem Zeitraum, wenn
er das erste Mal den Boden berührt, und wie groß ist die durchschnittliche Kraft, die
während der Zeitdauer dieses Aufpralls vom Boden auf den Ball ausgeübt wird?
Man nehme an, dass die Stoßzahl (der Restitutionskoeffizient) während des Aufund Abspringens konstant ist, also der Ball beim jeden Zurückprallen den gleichen
Anteil seiner Geschwindigkeit verliert. Nach wie vielen Aufprallen vermindert sich
die Steighöhe unter die Hälfte der Steighöhe des ersten Aufprallens?
( g = 10
m
)
s2
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a)
b)
c)
Insgesamt
3 Punkte 5 Punkte 6 Punkte 14 Punkte
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2. In einer Werkstatt werden die Reifen auf die Räder von Pkws montiert, dann
werden sie aufgepumpt.
a)
b)
c)
An einem Wintertag montiert der Mechaniker einen Gummireifen auf ein Auto,
dessen Hersteller für den Druck im Reifen einen Überdruck von 200 000 Pa im
Vergleich zum äußeren Luftdruck vorschreibt. Auf welchen Druck in Pascal müssen
die Räder bei einer Werkstatt-Temperatur von + 15°C in der Werkstatt aufgepumpt
werden, damit der Druck im Reifen auf der Straße mit einer Temperatur von – 20°C
ganz genau den vorgeschriebenen Wert hat?
Den wievielten Teil seiner inneren Energie verliert die Luft im Reifen, wenn das
Auto mit seinen aufgepumpten Rädern aus der Werkstatt mit einer Temperatur von
+ 15°C auf die Straße mit einer Temperatur von – 20°C rollt? Wohin geht diese
Energie?
Ein Gehilfe in dieser Werkstatt pumpt immer alle Räder ganz genau auf einen
Überdruck von 200 000 Pa auf. Im Sommer gibt es in der Werkstatt eine Temperatur
von 26°C, im Winter aber nur eine von 15°C. In welchem Fall wird die innere
Energie der Luft im Reifen größer: wenn es in der Werkstatt warm oder wenn es kalt
ist?
Das Volumen von Reifen wird in jedem Fall als konstant betrachtet (V = 25 Liter), der
äußere Luftdruck beträgt immer 105 Pa, die Energie der Luft kann man annähernd mit
5 m
R ⋅ T angeben.
Hilfe der Formel E =
2M
a)
b)
c)
Insgesamt
4 Punkte 5 Punkte 3 Punkte 12 Punkte
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3. Ein α-Teilchen bewegt sich auf einer Kreisbahn mit dem Radius von 0,5 m in einem
homogenen Magnetfeld der Stärke von 10-4 T.
Bestimmen Sie die Geschwindigkeit und die De-Broglie-Wellenlänge des α-Teilchens.
(Die Masse eines α-Teilchens beträgt mα = 6,64 ⋅10 −27 kg , die Elementarladung beträgt
e = − 1,6 ⋅ 10−19 C , h = 6,62 ⋅10−34 J ⋅ s )
Insgesamt
10 Punkte
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4. Die Leistung vom Laser der Wellenlänge 670 nm in einem Laserdrucker beträgt
ungefähr 1 mW.
a)
b)
c)
Wie groß sind der Impuls und die Energie der emittierten Laserphotonen?
Wie viele Photonen werden vom Laser pro Sekunde emittiert?
Wie groß ist die Kraft, die vom Laserstrahl auf das Gerät, das ihn emittiert, ausgeübt
wird?
m
( c = 3 ⋅108 , h = 6,62 ⋅10−34 J ⋅ s )
s
a)
b)
c)
Insgesamt
4 Punkte 3 Punkte 4 Punkte 11 Punkte
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Achtung! Diese Tabelle füllt der Korrektor aus!
maximale erreichte
Punktzahl Punktzahl
I. Testfragen
II. Essay: Inhalt
II. Essay: Stil
III.Zusammengesetzte Aufgaben
30
18
5
47
Punktzahl des schriftlichen Teils
100
Korrektor
Datum: ................................................
__________________________________________________________________________
elért pontszám
programba
beírt
egész számra
kerekítve /
egész
erreichte
pontszám /
Punktzahl
ins Programm
eingetragene
auf ganze
Zahl
ganze
gerundet
Punktzahl
I.Feleletválasztós kérdéssor
/Testfragen
II. Esszé: tartalom /
Essay: Inhalt
II. Esszé: kifejtés módja /
Essay: Stil
III. Összetett feladatok /
Zusammengesetzte Aufgaben
javító tanár / Korrektor
jegyző / Protokollführer
Dátum / Datum: ................................................
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Dátum / Datum: .........................................
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