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Informatik-Klausuren
1. In einem PHP-Skript stehen die folgenden Anweisungen (zeilenweise in dieser Reihenfolge):
$x=7; $y=3;
$x=$x-2*$y; $y=$x+5;
$y=$y*12; $x=$y+$x;
$x=$x%2; $y=$y*2;
$y=$y+1; $x=$y-2;
Nenne an jedem Zeilenende die aktuellen Werte beider Variablen.
2.
a. Sind die folgenden Codezeilen korrekt? Berichtige gegebenenfalls.
(1) $1.Zahl=17;
(2) if(4=$a) {
(3) $US$Kurs=1.29;
(4) $a=$a+1;
b. Schreibe den Code so um, dass sich im Code statt einer switch-case-Abfrage eine if-Abfrage befindet. (Die Variablenwerte für $wert1 und $wert2 sind nur Beispiele, das Programm soll für alle Eingaben gelten.)
<?php
$wert1=1; $wert2=2; //können auch andere Werte annehmen
$wert3=$wert1*$wert2;
switch ($wert3) {
case 0:
case 1:
case2:
echo „Bingo!“;
break;
default:
echo „Pech!“;
} ?>
c. Welche Wahrheitswerte ergeben sich jeweils? (true or false)
(1) !(3>4)&&(5<6)
(2) (6==7)||!(3>8)
(3) ($a&&$b)||($a&&$a) mit $a=false und $b=true
(4) (4<=$x)&&($x!=5) mit $x=20
d. Übertrage die folgenden Ausdrücke in die Schreibweise von PHP.
(1) Ganzzahliger Rest bei der Division von 55 und 8
(2) √ 5a – 13 / (d + 4) (a ist eine Variable)
3. Ein Verlag stellt für sein Magazin ein kostenpflichtiges Premiumangebot online zur Verfügung. Abonnenten des Magazins zahlen 2 € im Monat und für Nichtabonnenten beträgt der Preis 10 €.
a. Vervollständige das folgende PHP-Skript.
<html>
<head><title>Premiumbereich</title></head>
<body>
<h1>Preisinformation</h1>
<form action=“<?php echo $_SERVER['PHP_SELF']?>“ method=“GET“>
Sind Sie Abonnent?<p></p>
<input type=“radio“ name= value= checked>nein <br>
<input type=“radio“ name= value= >ja <br>
<input type=“submit“ name= value= > <br>
</form>
<?php
if (isset( ) {
if ( ) {
}
else {
}
?>
</body></html>
b. Hier wurden die Daten aus Formularen mit der GET-Methode verschickt. Erläutere den Unterschied zwischen der GET- und der POST-Methode.
5. Kuno möchte eine Webseite zur Lösung von linearen Gleichungen der Form ax + b = 0 (a,b ∈ R) erstellen. Der Benutzer gibt die Koeffizienten a und b in zwei Textfelder koeffa und koeffb ein. Nach Drücken des Buttons „Lösung“ wird das PHP-Skript loesung.php aufgerufen. Schreibe die Datei loesung.php.
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1. Gegeben ist folgender Teil eines PHP-Skriptes:
$n=$_GET['zahl'];
$i=0;
while($n>=1) {
$n=$n/10;
$i++;
}
printf(„$i“);
a. Was wird für $n=3476 ausgegeben? Führe einen Trockentest (mit Zwischenergebnissen) durch.
b. Welche Aufgabenstellung kann mit diesem Skriptteil gelöst werden?
c. Formuliere den Programmteil statt mit einer while-Schleife mit einer do-while-Schleife.
d. Welche Ergebnisse erhält man jeweils bei beiden Schleifen für $n=-12? Begründe und erkläre.
e. Wie kann man erreichen, dass bei der do-while-Schleife für $n=-725 die Ausgabe 3 lautet?
2.
a. Durch welche Maßnahmen erhält man ein (für den Nutzer) bedienerfreundliches Programm?
i. Verwendung möglichst kurzer Befehle
ii. Vermeidung mehrerer Befehle in einer Programmzeile
iii. Verwendung von Kommentaren mit //
iv. Informationen mittels echo-Anweisungen
b. Der Ausdruck (a2 + n) / 2 soll in einem PHP-Skript verwendet werden.
Was trifft zu?
i. $a*$a+$n/2
ii. $a*$a/2+$n/2
iii. (sqrt($a)+$n)/2
iv. 1/2*($a*$a+$n)
v. (pow($a,2)+$n)/2
c. Welches Ergebnis liefert der folgende Programmteil?
$wert=10;
for($test=0;$test>$wert;$test=$test+2)
{
echo“$test „;
}
i. 0
ii. 2
iii. 10
iv. 0 2 4 6 8
v. Eigene Lösung
d. Durch welche Maßnahmen lässt sich die Verständlichkeit und Lesbarkeit eines Programmquelltestes erhöhen?
i. Einfügen von Kommentaren mit //
ii. Strukturierte Programmgestaltung (z.B. Einrückungen)
iii. Verwendung sinntragender Variablennamen
e. Welche Werte werden ausgegeben=
$x=2; $y=14;
while ($x<=$y) {
$x=$x+$y/4;
echo“$x “; // ist ein Leerzeichen
} // while
i. 5.5 9 12.5
ii. 2
iii. 5.5 9 12.5 16
iv. Eigene Lösung
3. In zwei Formularfeldern (zahl1, zahl2) werden zwei nichtnegative Zahlen eingegeben. Es soll das Maximum der beiden Zahlen bestimmt werden. Sind die Zahlen gleich groß, soll das Maximum den Wert -1 zugewiesen bekommen.
Erstelle ein PHP-Skrip, das eine Maximumermittlung nur für Zahlen zulässt, die nicht negativ sind. Negative Zahlen werden zurückgewiesen. Das Maximum soll ausgegeben werden.
4. In einem PHP-Skript soll die Fakultät von n (mathematisch n!) berechnet werden. Dabei gilt:
n! = 1·2·3·4·… ·n; 0! = 1. Es kann davon ausgegangen werden, dass $n≥0 gilt.
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1. a) Nenne die grundlegenden Operationen, die ein Datenbanksystem mit Daten durchführen können muss.
b) Es soll eine Datenbank für eine Bücherei eingerichtet werden. Ein einzelnes Buch sei beschrieben durch die folgenden Merkmale: Inventarnummer, ISBN-Nummer, Autor, Titel, Fachgebiet, Verlag, Erscheinungsort und -jahr, Auflage, Preis.
i. Zu welcher Ebene gehört diese Beschreibung? Begründe.
ii. Die Datenbank soll mithilfe eines Computerprogramms realisiert werden. Welche Entscheidungen bei der Planung der Datenbank gehören zur internen, welche zur logischen und welche zur externen Sicht?
2. Modelliere folgenden Sachverhalt für den Fuhrpark eines Speditionsunternehmens mit dem Entity-Relationship-Modell. Zeichne nur die im Text erwähnten Attribute in das ER-Diagramm ein.
Ein Wagen hat ein Kennzeichen, das ihn identifiziert, und einen Typ. Es gibt mehrere Stellplätze. Jeder der Wagen steht auf genau einem Stellplatz, auf dem auch kein anderer Wagen stehen darf. Ein Fahrer wird durch seinen Namen identifiziert und bekommt ein Gehalt. Er darf mehrere Wagen fahren. Ein Wagen darf auch von mehreren Fahrern gefahren werden. Es gibt verschiedene Routen, die durch das jeweilige Ziel festgelegt sind. Für jede Route ist nur ein Fahrer zuständig, die Fahrer dürfen jedoch für mehrere Routen zuständig sein. Wagen werden für mehrere Routen eingesetzt, für eine Route wird jedoch genau ein Wagen eingesetzt.
3. Gibt die Bedeutung der folgenden Abkürzungen für die Bestandteile eines Computergrundgerätes an. Welche Aufgaben übernehmen jeweils die Bauteile im PC?
CPU, RAM, ROM
4. Rund ums Speichern
i. Ordne den Speichern RAM, CD-ROM, Kassette, DVD, Festplatte die Speichermethoden
optisch, magnetisch, elektronisch
zu.
ii. Was versteht man bei einer CD unter Pits und Lands?
iii. Disketten sollten nie in die Nähe von Magneten kommen. Erkläre.
iv. Die Speicherkapazität einer Diskette lässt sich mit folgender Formel berechnen:
Seitenanzahl x Spurenanzahl x Sektorenanzahl x 512 Byte.
Eine 3,5 Zoll HD-Diskette wird beidseitig mit 80 Spuren und 18 Sektoren formatiert. Im Allgemeinen wird von den Herstellern eine Speicherkapazität von 1,44 MB angegeben. Ist das korrekt? Begründe.
Nach dem Formatieren zeigt das Betriebssystem eine geringere freie Kapazität an. Erkläre.
v. Was versteht man bei einer Festplatte unter einem Head Crash?
5. Warum benötigt ein Laserdrucker einen internen Speicher (z.B. 2 MB)?
6. Was bezeichnet man mit USB, COM und LPT? Wieso werden Drucker an LPT oder USB, selten jedoch an COM angeschlossen?
7. Rechne um, notiere den Lösungsweg.
i. Gib die Hexadezimalzahl als Dualzahl an: C7
ii. Gib die Dualzahl als Hexadezimalzahl an: 111 1011
iii. Gib die Dezimalzahl im Achtersystem an: 76
iv. Gib die Zahl im Fünfersystem als Dezimalzahl an: (412) 5
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1. Die folgende Tabelle zeigt jeweils zwei Entity-Typen und den dazugehörigen Beziehungstyp. Gib für jede Beziehung die Komplexität an, begründe deine Entscheidung bei b), d).
E-Typ 1 Beziehungstyp E-Typ 2 Komplexität
a) Vater hat Tochter
b) Zehe gehört zu Fuß
c) Schüler hat Unterricht bei Lehrer
d) Person besitzt Personalausweis
e) Bruder hat Schwester
f) Ort hat kürzeste Entfernung Ort
2. Gegeben ist folgender Sachverhalt:
Unsere Galaxis – die Milchstraße – enthält etwa 100-200 Milliarden Fixsterne, auch Sonnen genannt. Hierbei gibt es Sonnen, die von Planeten umkreist werden. Die einzelnen Planeten können dann wiederum von Satelliten – auch Monde genannt – umkreist werden. Das bekannteste Beispiel ist unser eigenes Sonnensystem: Hierin wird die Sonne von den neun Planeten umkreist. Sieben dieser Planeten werden dann noch von mindestens einem Mond umkreist (z.B. Phobos und Deimos als Marsmonde, Io, Europa, Ganymed sind einige der Jupitermonde).
Eine Sonne ist gekennzeichnet durch den Namen, die Masse, den Radius, die Leuchtkraft und den Typ (beispielsweise ist die Sonne ein Hauptreihenstern, Beteigeuze ein roter Riese, Sirius B ein weißer Zwerg…). Bei Planeten sind der Name, die Masse, der Radius, der mittlere Sonnenabstand und die Umlaufzeit charakteristisch. Der Name, der mittlere Abstand vom Planeten und die Umlaufzeit sind für einen Mond wichtig.
a) Stelle den beschriebenen Sachverhalt in einem ER-Diagramm dar. Kennzeichne Primärschlüssel und trage die Beziehungstypen (Komplexitäten) ein.
b) Gib drei geeignete Tabellen mit den Namen Sonne, Planeten und Monde an. Unterstreiche die Primärschlüssel und denke auch an die notwendigen Fremdschlüssel. Trage in die Tabellen jeweils ein paar dir bekannte Attributwerte ein.
3. Gegeben sei folgende Relation:
MatNr SGNr Vorname Nachname Straße PLZ Ort Bezeichnung AbschlussSG
123432 101 Hans Müller Bahnhofstr. 3 52070 Aachen Physik Diplom
123432 102 Hans Müller Bahnhofstr. 3 52070 Aachen Mathematik Diplom
145770 110 Claudia Willms Rathausstr. 54 52477 Alsdorf Pädagogik Staatsexamen
145770 113 Claudia Willms Rathausstr. 54 52477 Alsdorf Germanistik Staatsexamen
145770 116 Claudia Willms Rathausstr. 54 52477 Alsdorf Anglistik Staatsexamen
134564 101 Holger Schiffer Luisenstr. 34 52222 Stolberg Physik Diplom
175689 112 Thomas Schneider Johannesstr. 5 52222 Stolberg Geografie Magister
Der Primärschlüssel besteht hierbei aus der Kombination der Attribute MatNr und SGNr. Die Matrikelnummer ist eine Kennnummer für Studenten. Die Abkürzung SG bedeutet in diesem Zusammenhang Studiengang.
a) Welche drei Anomalien können hierbei auftreten? Gib jeweils ein konkretes Beispiel an (je nach Anomalie entweder aus der Tabelle oder durch passende Ergänzung) und erläutere diese kurz.
b) Richtig oder falsch?
i. Bei der Überführung einer Relation in die dritte Normalform verringert sich die Anzahl der Tabellen.
ii. Eine SQL-Abfrage wird in der internen Ebene eingegeben.
4. Gegeben seien die folgenden Tabellen:
PerNr Nachname Vorname Geschlecht AbtNr Gehalt
1 Meier Hans m 4 2400
2 Müller Michael m 1 1800
3 Pauly Manfred m 2 2000
4 Bergstein Claudia w 3 2200
5 Jansen Josefine w 1 2100
6 Abels Gisela w 2 1900
Tabelle Abteilung:
AbtNr AbtName
1 EDV
2 Logistik
3 Sekretariat
4 Fuhrpark
Formuliere folgende Abfragen in SQL:
a) Die kompletten Datensätze aller männlichen Mitarbeiter sollen angezeigt werden.
b) Zeige die gesamten Datensätze aller männlichen Mitarbeiter an, die in Abteilung 2 arbeiten oder weniger als 2000 Euro verdienen.
c) Lasse die Vor- und Nachnamen aller weiblichen Mitarbeiter auflisten, die in der Logistik beschäftigt sind.
Zusatz: Es soll das maximale Gehalt bestimmt werden, das in der EDV-Abteilung gezahlt wird.
5. a) Nenne zwei Namen, die du mit der Geschichte der Datenverarbeitung verbindest. Setze jeweils einen Stichpunkt dazu, der die „Leistung“ der Person charakterisiert.
b) Was versteht man in der Informatik unter dem „gläsernen Menschen“?
c) Nenne vier Internetdienste (Internetleistungen).
Add comment 21. November 2008
Physik-Klausuren
Kl.8/1
1. Welche der genannten technischen Geräte beruhen auf der magnetischen Wirkung des elektrischen Stromes?
O Weihnachtsbaumbeleuchtung
O Batterie
O elektrische Klingel
O Leuchtstofflampe
O Relais
O Glimmlampe
O Gleichstrommotor
O elektrischer Heizofen
O Kran zum Heben von Schrott („Schrottkran“)
O Sicherungsautomat
O Fön
2. a) Zeichne die Feldlinienbilder eines Stabmagneten und einer stromdurchflossenen Spule mit Eisenkern.
b) Was kann man aus einem Feldlinienbild eines Magneten über das Magnetfeld dieses Magneten ableiten? (mindestens zwei Eigenschaften) Erläutere.
c) Nenne zwei Vorteile eines Elektromagneten gegenüber einem Dauermagneten.
3. Beschreibe den Aufbau eines Türgongs? Erkläre die Wirkungsweise beim Drücken bzw. Loslassens des Klingelknopfes.
4. a) Die Skizze zeigt den Aufbau eines Gleichstrommotors. Benenne die vier wichtigsten Teile in der Skizze.
b) Erkläre möglichst genau die Wirkungsweise eines Gleichstrommotors.
c) Warum wickelt man die Spule im Motor auf einen Eisenkern?
Kl.8/2
1. Wahr oder falsch?
- Gleichnamige elektrische Ladungen ziehen einander an.
- Reibzeug und geriebener Körper haben gleiche elektrische Ladungen.
- Durch das Reiben werden Elektronen übertragen.
- Elektrische Ladungen können getrennt werden.
- Der elektrische Ladungen können getrennt werden.
- Der elektrische Strom in einem Metall ist die Bewegung von Atomen.
- Unterschiedliche Ladungen gleichen sich durch einen elektrischen Leiter aus.
- Beim Reiben von Plastik und Wolle werden sowohl positive als auch negative Ladungen transportiert.
2. In der Skizze ist ein Modell vom Aufbau eines Atoms dargestellt.
a) Benenne die gekennzeichneten Teile A, B und C.
b) Gib die Ladungsart von A und C an.
3. Zwei kleine Kugeln sind an Fäden aufgehängt. Die Kugeln sind elektrisch geladen. Zeichne die Ladung der zweiten Kugel ein.
4. Trockene Haare sträuben sich beim Kämmen mit einem Kunststoffkamm. Erkläre.
Warum passiert das nicht, wenn man einen Metallkamm benutzt?
5. Mit einer positiv geladenen Kugel wird eine elektrisch neutrale Metallplatte berührt. Anschließend wird die Kugel wieder entfernt. Fließt zwischen Kugel und Metallplatte elektrischer Strom? Begründe.
6. Man reibt einen Plastikkamm an Stoff und hält ihn dann über kleine Papierschnitzel.
a) Was beobachtet man?
b) Erkläre die Beobachtung möglichst genau. Gehe dabei auch auf Vorgänge im Papier ein.
7. Ein Atom bzw. ein Körper ist elektrisch neutral, wenn es bzw. er keinerlei elektrische Ladung besitzt. Nimm dazu Stellung.
8. Im Bild ist ein altes Strommessgerät abgebildet.
a) Beschreibe den Aufbau des Messgerätes.
b) Wie kann damit die Stromstärke bestimmt werden?
Erkläre die Wirkungsweise des Messgerätes.
9. Was ist im Bild dargestellt? Erläutere.
Was passiert, wenn die Stromquelle (Batterie) entfernt wird? Wie bewegen sich die Teilchen?
Kl.8/3
1. Entscheide, ob die Aussagen jeweils (physikalisch) richtig oder falsch sind.
Mein Freund hat eine große Kraft.
Wenn eine Kraft eine Zeitlang gewirkt hat, verbraucht sie sich.
Roy und Ina stehen auf Rollschuhen. Roy stößt Ina mit den Händen von sich fort. Auf beiden wirkt eine Kraft.
Die Gondeln im Kettenkarussell bewegen sich mit gleich bleibender Geschwindigkeit. Es ist keine Kraft nötig.
Die Kraft gibt an, wie stark ein Körper auf einen anderen einwirkt.
Ein Körper wird von der Erde mit einer größeren Kraft angezogen als vom Mond.
2. a) Benenne die Teile des Kraftpfeils.
b) Wie groß sind die Kräfte? Die Skala beginnt jeweils mit 0 N
c) Stelle die Kraft F1 = 350 N dar, gib einen geeigneten Maßstab an.
d) Welche Kraft ist zum Heben eines Brotes (750 g) notwendig?
e) Am Federkraftmesser ist eine Skala mit der Maßeinheit Newton angebracht. Was wird aber (aufgrund der Funktionsweise des Federkraftmessers) eigentlich angezeigt? Erläutere.
3. Bei einem Autounfall fuhr der Lieferwagen auf den stehenden PKW auf. Beide Autos sind jedoch beschädigt. Erkläre mit Hilfe der wirkenden Kräfte.
4. Ordne die Begriffe weiche Stahlfeder, harte Stahlfeder und Gummiband den Buchstaben im Diagramm zu. Begründe.
5. a) Bei einer Stahlfeder 1 wurde bei einer Kraft von 5 N eine Verlängerung von 10 cm gemessen. Welche Kraft wirkte bei einer Verlängerung von 30 cm?
b) Bei einer Stahlfeder 2 wurden 9 cm bei einer Kraft von 3 N gemessen. Welche Verlängerung ergibt sich bei einer Kraft von 15 N?
c) Welche Feder ist härter? Begründe.
6. Die Einwirkung von zwei Körpern aufeinander ist immer wechselseitig. Was kann man über die beiden wirkenden Kräfte aussagen?
7. Zeichne in die Skizze die wirkenden Kräfte ein.
8. Du willst über einen Graben springen. Welche Körper wirken aufeinander ein?
Zeichne die Kräfte ein.
9. Welche Rolle spielt die Bodenbeschaffenheit des Bodens (harter oder weicher Boden…)?
Begründe.
Kl.8/4
1. Ergänze.
Größe:
Formelzeichen: FG
Einheit:
Messgerät:
Größe:
Formelzeichen:
Einheit: kg
Messgerät:
Größe: Dichte:
Formelzeichen:
Einheit:
Messgerät:
2. Ermittle zeichnerisch die resultierende Kraft, gib jeweils den Betrag der resultierenden Kraft an. (Maßstab: 1 cm entspricht 1 N)
3. Zwei gleiche Autos fahren verschieden schnell an, obwohl beide Fahrer Vollgas geben.
Gib eine Erklärung dafür.
4. a) In einem Säckchen sind Erbsen. Mit einem Federkraftmesser wird in Hamburg eine Gewichtskraft von 10 N gemessen.
Muss man
(1) am Nordpol
(2) auf dem Mond
(3) auf dem Jupiter
Erbsen hinlegen oder wegnehmen, damit die Gewichtskraft auch dort 10 N beträgt?
Begründe.
b) Ein Kaufmann wiegt bei uns 100 g Erbsen mit der Balkenwaage. Müsste er am Äquator mehr Erbsen auf die Waage packen? Begründe.
5. a) Welcher der Stoffe 1-3 hat die größte und welcher die kleinste Dichte? Begründe.
b) Wähle ein Beispiel aus: Um welchen Stoff könnte es sich handeln? Begründe.
6. In dem Märchen „Hans im Glück“ bekommt Hans einen Goldklumpen geschenkt, der so groß wie sein Kopf ist. Als Volumen des Kopfes kann man etwa 4000 cm³ annehmen. Im Märchen wickelte Hans den Goldklumpen in sein Tuch ein und trug ihn fort.
a) Konnte er das schaffen? Gib die Masse in kg an.
b) Welchen Kraftbetrag brauchte er zum Tragen des Goldes?
Kl.9/1
1. Ergänze.
Physikalische Größe: Leistung
Physikalische Bedeutung:
Formelzeichen:
Einheit:
Physikalische Größe:
Physikalische Bedeutung: gibt an, wie stark zwei Körper aufeinander einwirken
Formelzeichen:
Einheit:
Physikalische Größe: Arbeit
Physikalische Bedeutung:
Formelzeichen:
Einheit:
b) Wahr oder falsch?
- doppelter Weg, gleiche Kraft à doppelte Arbeit
- halbe Kraft, halber Weg à halbe Arbeit
- viertel Kraft, vierfacher Weg à gleiche Arbeit
2. Welche Arten mechanischer Arbeiten werden bei folgenden Vorgängen (vorwiegend) verrichtet? Begründe jeweils kurz deine Antwort.
a) Ein PKW verringert durch Bremsen seine Geschwindigkeit.
b) Ein Radfahrer fährt an.
c) Ein Kind steigt eine Leiter hinauf.
d) Ein Handwerker biegt ein Rohr.
3. Zwei Schüler gehen mit ihren Schultaschen eine Treppe hoch. Beschreibe jeweils eine Bedingung, unter der
a) sie die gleiche Arbeit verrichten,
b) Schüler 1 eine kleinere Leistung vollbringt als Schüler 2.
4. Um eine Stahlfeder um 60 cm zu dehnen, braucht man eine Kraft von 150 N. Berechne die Arbeit, die beim Dehnen der Feder um 1,2 m verrichtet wird. Gib das Ergebnis in kJ an.
5. Ein Fass (m = 60 kg) soll auf einen LKW geladen werden. Der Höhenunterschied beträgt 1,5 m. Um den Arbeiter zu entlasten, steht eine 3 m lange geneigte Ebene zur Verfügung. Die Reibung wird zunächst vernachlässigt.
a) Kann der Arbeiter Arbeit sparen? Begründe.
b) Welche Kraft braucht er, um das Fass die Ebene hochzurollen?
(Die Reibung wird vernachlässigt.)
c) Ist die aufzuwendende Arbeit größer oder kleiner, wenn man die Reibung berücksichtigt? Begründe.
6. Stell dir vor, du zerbrichst ein Streichholz in immer kleinere Stücke. Was stellst du fest?
Gib eine Begründung an.
7. Quietschende Türscharniere ölt man, quietschende Bremsen nicht. Begründe aus physikalischer Sicht.
Kl.9/2
1. Ergänze die Tabelle.
Zugeführte Energie:
Gerät/Vorgang: Staubsauger
Genutzte Energie:
Zugeführte Energie: potentielle
Gerät/Vorgang:
Genutzte Energie: elektrische
Zugeführte Energie: kinetische
Gerät/Vorgang:
Genutzte Energie:
Zugeführte Energie:
Gerät/Vorgang:
Genutzte Energie: thermische
Zugeführte Energie:
Gerät/Vorgang: Solarzelle (z.B. beim Taschenrechner)
Genutzte Energie:
2. Bei einer 60 W-Lampe hat man gemessen, dass von den 7,6 kJ elektrischer Energie nur 590 J als Licht abgegeben werden.
a) Wie groß ist der Wirkungsgrad der Lampe?
b) Was passiert mit der restlichen Energie?
c) Begründe mit Hilfe des Energieerhaltungssatzes, warum der Wirkungsgrad nie größer 1 ist.
3. Klara (Masse 48 kg) wandert mit ihrem 12 kg schweren Rucksack auf einen 435 m hohen Berg.
a) Um wie viel ändert sich dabei ihre potentielle Energie?
b) Sie hat vor dem Aufstieg eine Portion Pommes Frites gegessen. Reicht die Energie der Pommes Frites (~ 1400 kJ) aus, wenn man annimmt, dass der menschliche Körper 32% der enthaltenen Energie für das Bergsteigen nutzen kann?
4. Mit der Videokamera wird ein vertrauter Vorgang aufgezeichnet (Abb. 1). Man wird sehen, wie die kleine Steffi nach dem Loslassen langsam „ausschaukelt“. Erkläre.
5. a) Stelle in einer Tabelle zwei erneuerbare und zwei nicht erneuerbare Energiequellen zusammen.
b) Ergänze die richtigen Energiearten.
In einem Kohlekraftwerk wird die ________ der Kohle in _____ des Dampfes und diese dann in _______ der Turbine umgewandelt. Am Ende steht _____ als Nutzenergie zur Verfügung.
c) Nenne einen Nachteil des Kohlekraftwerkes.
Kl.9/3
1. Ergänze.
Physikalische Größe: Elektrische Leistung
Physikalische Bedeutung:
Formelzeichen:
Einheit:
Physikalische Größe:
Physikalische Bedeutung:
Formelzeichen: U
Einheit:
Physikalische Größe: Elektrische Leistung
Physikalische Bedeutung:
Formelzeichen:
Einheit: Ohm
2. Formuliere das Ohmsche Gesetz, unter welcher Voraussetzung gilt es?
3. Für einen Eisendraht wurden folgende Messwerte aufgenommen:
Messung in der Luft:
|
U in V |
1,2 |
2,4 |
4,8 |
7,2 |
|
I in A |
2,2 |
3,5 |
4,6 |
5,1 |
|
R in Ohm |
Messung im Wasser:
|
U in V |
1,2 |
2,4 |
4,8 |
7,2 |
|
I in A |
2,2 |
4,4 |
8,7 |
13,3 |
|
R in Ohm |
a) Trage die beiden Messwertreihen in ein U-I-Diagramm (U auf der x-Achse, I auf der y-Achse) ein. Gilt jeweils das Ohmsche Gesetz? Begründe.
b) Ergänze die Tabellen, indem du jeweils die fehlende Zeile berechnest. Gib das Ergebnis gerundet auf zwei Nachkommastellen an. Gib eine Erklärung für die unterschiedlichen Messwerte der Messungen in Luft und in Wasser an.
c) Erkläre mit dem Teilchenmodell das Zustandekommen des Widerstandes und die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes in einem (metallischen) Leiter.
4. Herr Meier vergisst abends vor dem zu Bett gehen, den Fernseher (300 W) auszuschalten.
Berechne, welche Kosten dadurch entstehen, wenn der Fernseher 8 Stunden läuft und eine Kilowattstunde 0,16 € kostet.
5. Ein Nickeldraht hat einen Widerstand von 100 Ohm. Die Temperatur kann als konstant angenommen werden.
Welche der Folgenden Aussagen ist wahr?
Vervierfacht man die Länge und vervierfacht man den Querschnitt des Nickeldrahtes, dann beträgt der Widerstand 1600 Ohm.
Nimmt man statt Nickel einen Draht aus Kupfer, dann verringert sich der Widerstand.
Halbiert man jeweils den Querschnitt und die Länge des Nickeldrahtes, dann bleibt der Widerstand gleich.
Wenn man den Nickeldraht gegen einen Eisendraht austauscht, verringert sich der Widerstand.
Zusatz:
Eine Telefondoppelleitung besteht aus zwei Kupferdrähten (Querschnitt je 0,5 mm²). Längs der Leitung ist ein Kurzschluss aufgetreten. Man legt an den beiden Anschlüssen an einem Ende der Doppelleitung eine Spannung von 2,5 V an und misst die Stromstärke 62,3 mA. Wie weit ist die Kurzschlussstelle vom Leitungsende, an dem gemessen wurde, entfernt?
Kl.9/4
Richtig oder falsch?
1. Ein Kernkraftwerk arbeitet wie ein Kohlekraftwerk, nur die Ausgangsenergieform ist eine andere.
2. In Mitteleuropa strahlt die Sonne auf 1 m² waagerechte Fläche im Mittel 3 kWh pro Tag.
Damit könnte man einen Fernseher (P = 300 W) 10 h betreiben.
Mit einer 1 m² Solarzellenfläche könnte pro Tag bei einem Wirkungsgrad von 10% 0,3 kWh erzeugt werden.
3. Wenn man die Fläche bei einer Solarzelle verdoppelt, verdoppelt sich auch die Leerlaufspannung.
4. Der Innenwiderstand einer Solarzelle berechnet sich aus dem Quotienten von Leerlaufspannung und Kurzschlussstromstärke.
5. Die Leerlaufspannung steigt stark an, wenn man die Solarzelle bei wolkenlosem Himmel im Zeitraum von Sonnenaufgang bis 12 Uhr Mittag beobachtet.
6. Durch Parallelschaltung von Solarzellen kann man die Stromstärke erhöhen.
7. Bei einer Solarzelle wird Lichtenergie in Bewegungsenergie umgewandelt.
8. Die Kurzschlussstromstärke nimmt ab, wenn man die Solarzelle bei wolkenlosem Himmel von Mittag bis Sonnenuntergang beobachtet.
9. Eine Solarzelle liefert einen Strom von 0,15 A und eine Spannung von 0,5 V.
100 in Reihe geschaltete Solarzellen liefern
- einen Strom von 15 A.
- eine Spannung von 50 V.
10. Die Kurzschlussstromstärke ist am größten, wenn das Licht schräg auf die Solarzelle fällt.
11. Um Kosten zu sparen, werden Solarzellen heute industriell aus Kohlenstoff gefertigt.
12. Die elektrische Energie einer Solaranlage kann in Akkus gespeichert werden.
13. Entfernt man die Lichtquelle von der Solarzelle, nimmt die Kurzschlussstromstärke zu.
14. Eine Solarzelle liefert 0,5 V, 500 parallel geschaltete Solarzellen liefern 250 V.
Kl.10/1
1. Streiche Falsches durch.
Der Atomkern ist positiv geladen/negativ geladen/neutral
Die Elektronen sind positiv geladen/negativ geladen/neutral
Isotope unterscheiden sich in der Anzahl der Neutronen/Anzahl der Protonen/Anzahl der Elektronen.
α-Strahlen bestehen aus Heliumatomen/Heliumelektronen/Heliumkernen.
Beim Nachweis radioaktiver Strahlen in der Nebelkammer nutzt man das Ionisationsvermögen/das Durchdringungsvermögen/das Absorptionsvermögen aus.
α-Strahlen haben von den drei Strahlungsarten der natürlichen Radioaktivität das beste/ein mittleres/das schlechteste Durchdringungsvermögen.
Positronen haben die Massenzahl +1/0/-1.
Neutronen und Protonen stoßen sich ab/ziehen sich an/wechselwirken nicht.
2. Ergänze die folgende Tabelle.
|
Atom |
Massenzahl |
Kernladungszahl |
Elektronenzahl |
Neutronenzahl |
|
87 Sr 38 |
||||
|
46 |
||||
|
209 |
83 |
3. Das Isotop Polonium-212 ist ein α-Strahler. Gib die Reaktionsgleichung an.
90
4. Der Strontiumkern Sr sendet negative β– Strahlen aus.
38
a) Erläutere, wieso ein Atomkern negative β– Strahlen aussenden kann.
b) Gib die Reaktionsgleichung an.
5. Im folgenden Diagramm ist der Zusammenhang zwischen der Masse des
60
radioaktiven Stoffes Co und der Zeit grafisch dargestellt:
27
a) Ermittle die Halbwertszeit anhand des Diagramms.
b) Nach welcher Zeit sind nur noch ungefähr 800 mg vorhanden?
6. Am-241 ist radioaktiv. Der größte Teil seiner Strahlung kann Papier nicht durchdringen, der Rest wird durch eine Bleiplatte absorbiert. Wie zerfällt Am-241?
Gib die Reaktionsgleichung an.
Kl.10/2
1. Ein radioaktives Präparat sendet sowohl negative β – als auch γ – Strahlung aus. Es wird experimentell untersucht, wie die Strahlung des radioaktiven Präparates durch Aluminiumfolie absorbiert wird. Dazu wird zunächst der Nulleffekt mit 20 Impulsen pro Minute ermittelt. Anschließend werden die Messungen mit dem radioaktiven Präparat und Aluminiumfolie zwischen Präparat und Zählrohr durchgeführt.
a) Nenne zwei Ursachen für den Nulleffekt. Erläutere davon eine Ursache kurz.
b) Für das Experiment erhält man folgendes Ergebnis:
|
Dicke der Folie (in mm) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Zählrate (in Impulse/min) |
650 |
305 |
210 |
185 |
170 |
Erhöht man die Schichtdicke weiter, so verändert sich die Zählrate nicht.
Stelle den Zusammenhang zwischen Dicke der Folie und Zählrate in einem Diagramm dar.
b) Wie ist zu erklären, dass sich die Zählrate bei Erhöhung der Schichtdicke nicht ändert?
c) Erläutere, wie man radioaktive Strahlung zum Auffinden von Hohlräumen verwenden kann.
2. Bei einer Mumie wurde festgestellt, dass der C-14-Anteil nur noch ~ 6% des heutigen Anteils beträgt. C-14 hat eine Halbwertzeit von 5730 Jahren.
a) Erkläre die C-14-Methode zur Altersbestimmung. Ergänze dazu auch folgende Reaktionsgleichung:
14N + n à + p
b) Auf welches Alter der Mumie kann man schließen?
3. a) Ergänze folgende Reaktionsgleichungen.
b) Welche Bedeutung haben diese Bestandteile für die Funktion eines Kernreaktors?
Moderator:
Steuerstäbe:
Spaltbares Material, z.B. Uran:
Kühlsystem:
Kl.10/3
1. Beide Flaschen sind aus dem gleichen Material und mit Wasser gefüllt.
Welche Flasche platzt zuerst, wenn die Kraft immer größer wird? Begründe.
2. Ein Schüler mit einer Masse von 50 kg stellt sich auf ein Brett (Fläche 0,1 m²), das vollständig auf einer Gummiflasche liegt.
a) Wie groß ist der in der Gummiflasche vom Schüler erzeugte Druck?
b) Wie hoch würde Wasser in einem angeschlossenen Rohr steigen?
c) Wie verhält sich das Wasser, wenn ein Schüler mit kleinerer Gewichtskraft auf das Brett steigt?
3. a) In Wasser wurde der Schweredruck in Abhängigkeit von der Tiefe gemessen. Welcher Zusammenhang besteht zwischen den beiden Größen?
Ergänze die Messwerttabelle.
|
Tiefe in m |
2 |
7,5 |
|
|
Druck in kPa |
20 |
57 |
b) Veranschauliche das Versuchsergebnis in einem Tiefe-Druck-Diagramm.
c) Das folgende Diagramm zeigt die Abhängigkeit des Luftdrucks von der Höhe über der Erdoberfläche. Beschreibe in Worten den Zusammenhang zwischen Luftdruck p und Höhe h.
Warum ergibt sich keine Gerade?
d) Warum werden Ballons, die mit Gas gefüllt sind, mit zunehmender Höhe immer größer?
4. Vergleiche jeweils den Schweredruck am Boden der Gefäße.
a) In gleichen Gefäßen befinden sich unterschiedliche Flüssigkeiten.
b) In beiden Gefäßen befindet sich Wasser.
5. Mit einem hydraulischen Wagenheber kann ein Mensch z.B. ein Auto mit einer Gewichtskraft von 10000 N heben. Der Hubkolben des Wagenhebers hat eine Querschnittsfläche von 8 cm², der Pumpkolben von 1 cm².
a) Streiche Falsches:
Die Hydraulikflüssigkeit lässt sich gut / schlecht komprimieren.
Mit einer hydraulischen Anlage kann man mechanische Arbeit / Energie sparen.
Der Druck im hydraulischen Wagenheber ist im Pumpkolben größer als im Hubkolben / kleiner als im Hubkolben / genauso groß wie im Hubkolben.
Die Kraft, die am Pumpkolben wirkt, beträgt 1250 N / 80000 N / 1000 N / 10000 N / eigener Wert:
b) Bei jedem Pumpvorgang wird der Pumpenkolben 8 cm in den Zylinder gedrückt. Wie oft muss man pumpen, um das Auto 10 cm zu heben?
Kl.11/1
1. a) Wie lautet das Prinzip des Archimedes?
b) In eine Blechdose wurden einige kleine Metallkügelchen getan und die Blechdose dann hermetisch verschlossen.
In der Blechdose befindet sich auch noch Luft.
Und zwar ist die Blechdose gerade soweit mit Metallkügelchen gefüllt, dass sie ganz eingetaucht im Wasser bei Zimmertemperatur (20°C) „schwebt“.
Jetzt wird alles (Wasser und Dose mit Inhalt) auf 80°C erhitzt.
Schwebt die Dose weiterhin, sinkt sie oder steigt sie jetzt auf?
Begründen Sie Ihre Antwort.
Berücksichtigen Sie dabei Folgendes: Bei Erwärmung dehnen sich Stoffe in aller Regel aus und zwar Gase deutlich mehr als Flüssigkeiten und Flüssigkeiten wiederum deutlich mehr als Festkörper.
2. Ein Zeppelin, der zu Werbezwecken benutzt wird, ist mit 400 m³ Wasserstoffgas gefüllt.
Er wird durch 220 kg Ballast gerade knapp über dem Erdboden in der Schwebe gehalten.
Wieviel wiegt der Zeppelin samt Antrieb (aber ohne Gasfüllung)?
3. a)Wie tief taucht ein Quader aus Kork mit den Maßen 20 cm, 15 cm, 5 cm in Wasser ein, wenn man ihn mit der größten Seitenfläche auf die Wasseroberfläche legt?
b) Wie ändert sich das Ergebnis aus Aufgabenteil a), wenn man ihn mit der kleinsten Seitenfläche nach unten eintauchen lässt?
c) Wie ändert sich das Ergebnis aus Aufgabenteil a), wenn man den Quader mit der größten Seitenfläche nach unten in Terpentinöl eintauchen lässt?
4. a) Erläutern Sie in einem Text die Unterschiede zwischen den Begriffen „Masse“ und „Gewicht“.
b) Ein 6 kg schwerer Gegenstand wird auf dem Saturnmond Titan mit einer Kraft von 8,124 N angezogen. Dieser Mond hat einen Durchmesser von 5150 km.
Wie groß ist der Ortsfaktor auf Titan und welche Masse hat Titan?
Zusatz: Beschreiben Sie, welche Unterschiede bestehen in der Auffassung von Kraft und Bewegung zwischen Aristoteles und Galilei.
Was war der Grund für Galilei, die Jahrhunderte verbreitete Auffassung von Aristoteles zu revidieren?
Kl.11/2
1. Eine zylinderförmige Regentonne hat eine Bodenfläche von 6300 cm² und eine Höhe von 1,4 m. Sie ist randvoll mit Regenwasser gefüllt.
Welcher Druck herrscht auf dem Boden der Regentonne?
2. Eine unbemannte Raumsonde soll auf dem Planeten Mars landen.
Die Raumsonde hat eine Masse von 3500 kg, der Mars von 6,5 * 10^23 kg.
Sein Durchmesser beträgt 6800 km.
Die Raumsonde setzt mit drei Stützbeinen auf der Marsoberfläche auf.
Am Ende jedes Beines ist ein tellerförmiger Fuß.
Damit die Raumsonde nicht in den sandigen Boden der Landestelle einsinkt, soll der Druck der Sonde auf die Marsoberfläche nicht größer als 5 kPa sein.
Welche Fläche muss dann ein einzelner der drei tellerförmigen Füße haben?
3. Eine Raumsonde untersucht im Vorbeiflug den Planeten Neptun.
In einer Entfernung von 99200 km von dessen Oberfläche erhält sie die folgenden Messergebnisse:
Der Planet hat einen Radius von 24800 km.
Ein an Bord der Raumsonde befindlicher Testkörper mit einer Masse von 750 g wird von der Schwerkraft des Neptun mit einer Stärke von 0,348 N angezogen.
Klären Sie anhand dieser Messdaten die folgenden Fragen:
- Wie groß ist der Ortsfaktor an der Stelle, wo sich die Raumsonde gerade befindet?
- Wie groß ist der Ortsfaktor auf der Oberfläche von Neptun?
- Welche Masse besitzt der Planet Neptun?
- Handelt es sich um einen massiven oder um einen gasartigen Planeten?
Berücksichtigen Sie dabei: Die durchschnittliche Dichte von massiven Planeten liegt in der Größenordnung von 5000 kg/m³, die von gasartigen Planeten unter 2000 kg/m³.
Zusatz: In welcher Entfernung von der Oberfläche eines Himmelskörpers ist der Ortsfaktor auf ein Neuntel seines Wertes an der Oberfläche gesunken?
Kl.11/3
1. Begründen Sie in einem zusammenhängenden Text (falls nötig plus Formeln und Rechnungen) die folgende Taucherfaustregel:
„Eine Zunahme der Tauchtiefe um 10 m führt zu einer Zunahme des Wasserdrucks um 1 bar.“
2. Im Meer (Salzwasser!) misst ein Taucher in 15 m Wassertiefe einen Druck von 158922 Pa.
Berechnen Sie die Dichte des Salzwassers. (Text und Rechnung)
3. Lösen Sie rechnerisch die folgende Aufgabe. Wann und wo begegnen sich die Gegenstände mit folgenden Bewegungsgleichungen:
s(t) = 7,5 m/s t – 39 m
s(t) = 45 m – 16,5 m/s t
4. a) Tragen Sie die Weg-Zeit-Diagramm der folgenden Bewegungen in ein Koordinatensystem ein:
s(t) = 1,25 m/s t
s(t) = – 40 m + t 7,5 m/s
s(t) = 15 m – 20 m/s t
b) Lösen Sie rechnerisch: Wo befindet sich Gegenstand B zum Zeitpunkt -5 Minuten?
c) Lösen Sie rechnerisch: Wann erreicht C die Stelle 400 m?
5. Vor 4,2 Sekunden befand sich ein Gegenstand A bei s = – 64,1 m.
In 7,6 Sekunden wird er bei s = 71,6 m sein.
Wo ist er jetzt (bei t = 0 s)? Geben Sie die Bewegungsgleichung an.
6. Ein Gegenstand B bewegt sich entgegengesetzt zu Gegenstand A aus Aufgabe 6.
Vor 4,2 Sekunden sind sich beide begegnet. Jetzt (t = 0s ) ist Gegenstand B 75,6 m von Gegenstand A entfernt. Geben Sie die Bewegungsgleichung für Gegenstand B an.
Wann sind beide Gegenstände 450 m voneinander entfernt?
7. Frau X in ihrem Porsche und Herr Y in seinem VW-Bus verlassen zur gleichen Zeit den Elbtunnel Richtung Süden. Frau X fährt einige Zeit mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 156 km/h und macht dann an einer Raststätte Pause. Herr Y fährt durchschnittlich 102 km/h und kommt 58,5 Minuten nach Frau X an die gleiche Raststätte.
Wie weit ist die Raststätte vom Elbtunnel entfernt?
Kl.11/4
1. In einem Experiment lässt man ein Gewichtsstück an einem Faden hin und her schwingen und misst die Dauer für eine volle Schwingung (hin und zurück).
Diese Schwingungsdauer hängt nur von der Länge des Fadens und nicht von der Masse des Gewichtsstückes ab. Die folgende Tabelle zeigt die Messergebnisse:
|
Fadenlänge (L in m) |
0,3 |
0,56 |
0,81 |
1,1 |
1,2 |
|
Schwingungsdauer (T in s) |
1,1 |
1,5 |
1,8 |
2,1 |
2,2 |
a) Prüfen Sie, dass es sich im Rahmen der Messgenauigkeit um eine Potenzfunktion handelt.
Bestimmen Sie die Funktionsgleichung.
Erläutern Sie die Vorgehensweise in einem knappen Text.
b) Wie groß wäre die Schwingungsdauer bei einer Pendellänge von 10 m?
c) Wie lang müsste das Pendel sein, damit das Pendel genau sechsmal in der Minute schwingt?
2. Eine bestimmte schiefe Ebene ist 3 m lang und in einem Winkel von 16° geneigt.
Für die Bewegung einer Kugel auf dieser Ebene gilt die Gleichung
Δs = 1,35 m/s² Δt²
a) Stellen Sie die Gleichung nach Δt um.
b) Wie ändert sich der Koeffizient 1,35 m/s² in der Gleichung oben, wenn Sie die Ebene in einem größeren Winkel neigen? Begründen Sie Ihre Antwort physikalisch.
c) Wie weit kommt die Kugel in der ersten halben Sekunde? Wie würde sich die zurückgelegte Strecke vervielfachen, wenn die Laufzeit um ein Vielfaches n vergrößert würde?
d) Wie lange braucht die Kugel, um die schiefe Ebene ganz herunter zu rollen? Wie groß ist die Durchschnittsgeschwindigkeit der Kugel?
e) Ermitteln Sie die Durchschnittsgeschwindigkeiten für die erste Hälfte der schiefen Ebene und für die zweite Hälfte? Gilt die folgende Behauptung? „Die Durchschnittsgeschwindigkeit für die gesamte schiefe Ebene ist gleich dem Mittelwert der beiden Durchschnittsgeschwindigkeiten für die erste und zweite Hälfte.
3. Die Durchschnittsgeschwindigkeit der Planeten ist sehr unterschiedlich.
Sie nimmt mit dem Abstand von der Sonne deutlich ab, wie man der folgenden Tabelle entnehmen kann:
|
Planet |
Erde |
Mars |
Jupiter |
Uranus |
|
Abstand zur Sonne (a in Mio. km) |
150 |
228 |
778 |
2897 |
|
Geschwindigkeit (v in km/s) |
29,8 |
24,1 |
13,1 |
6,8 |
a) Prüfen Sie, dass es sich im Rahmen der Messgenauigkeit um eine hyperbolische Potenzfunktion handelt, also mit negativem Exponenten. Bestimmen Sie die Funktionsgleichung.
b) Für die Geschwindigkeit eines Planeten, der extrem dicht bei der Sonne wäre (Abstand nahezu 0), hätte der negative Exponent erhebliche theoretische Folgen. Welche? Das stellt aber praktisch kein echtes Problem dar. Wieso nicht?
c) Der Planet Merkur ist 58 Millionen km von der Sonne entfernt. Mit welcher Geschwindigkeit rechnen Sie?
d) Saturn bewegt sich mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 9,6 km/s um die Sonne. Welcher Abstand zur Sonne ergibt sich daraus?
e) Wie weit müsste ein Planet von der Sonne entfernt sein, damit er sich mit Schallgeschwindigkeit (330 m/s) um die Sonne bewegt?
Add comment 24. Februar 2007
