Tentamen i Fysik för K1,

Transkript

1 Tentamen i Fysik för K1, TID: HJÄLPMEDEL: LÄROBÖCKER (3 ST), RÄKNETABELL, GODKÄND RÄKNARE. ANTAL UPPGIFTER: VÅGLÄRA OCH OPTIK: 5 ST, ELLÄRA: 3 ST. LÖSNINGAR: LÖSNINGARNA SKA VARA MOTIVERADE OCH SVAREN KLART MARKERADE. BÖRJA VARJE UPPGIFT PÅ ETT NYTT BLAD. BETYG: FÖR GODKÄNT KRÄVS MINST 12 POÄNG. VARJE KORREKT LÖST UPPGIFT GER 3 POÄNG. PÅ VARJE UPPGIFT GÖRS EN HELHETSBEDÖMNING. 1. Diagrammet i figur 1 visar en plan ljudvåg i luft med temperaturen +25 C. a) Vilken utbredningshastighet har ljud i luft när temperaturen är +25 C? b) Vilken frekvens har ljudvågen i diagrammet? c) Vilken ljudintensitetsnivå har vågen i luft? Den akustiska impedansen för luften kan sättas till 410 Ns/m 3. Figur Ett antal identiska spalter på samma avstånd från varandra belyses med parallellt laserljus med våglängden 543 nm. Intensitetsfördelningen på en skärm 5,25 m bort visas i figur 2. a) Hur många spalter har belysts? b) Hur sort är avståndet mellan spalterna? c) Med vilken faktor minskar intensiteten på centraltoppen om de två yttersta spalterna täcks över? Figur Ett lok som framförs med konstant hastighet längs en raksträcka signalerar med frekvensen 600 Hz. Fia, som står stilla invid järnvägen, uppfattar en signal med frekvensen 640 Hz då loket närmar sig henne. Vilken frekvens uppfattar hon då tåget passerat? 4. Nisse är närsynt och bär därför korrektionslinser med brännvidden 45 cm. Utan glasögon ligger Nisses närgräns på 22 cm. Antag att glasögonen sitter 2,0 cm från ögat och ange svar i förhållande till ögat. a) Beräkna var närgränsen hamnar när Nisse har på sig sina glasögon. b) Använd bifogade mm-papper och konstruera fram läget av närgränsen.

2 5. En fluga har av misstag gjutits in i ett stycke plexiglas (n=1,5) så som figur 3 visar. Flugan befinner sig 2,0 cm från den sfäriska ytan, som har krökningsradien 6,0 cm. Var finns bilden av flugan i förhållande till den sfäriska plexiglasytan? Figur Nisse har köpt ett gammalt hus och måste dra nya ledningar i en lampa, som ska hänga i vardagsrummet. Lampan har tre glödlampor, en i var sockel. Varje glödlampa är av klassisk typ märkt 40 W, 230 V. Till lampan går två ledningar (nolla och fas) från nätet. a) Skissa hur Nisse ska koppla ihop ledningarna till socklarna och vidare till nätledningarna. b) När Nisse ska montera lampan råkar han kortsluta den, se figur 4. Hur stor ström, I kropp, går genom Nisse, om kroppens resistans är 5 kω? (Nisse är svettig). c) När Nisse ska värma bullar på morgonen i sin gamla Figur 4. mikrovågsugn, så slutar den att fungera efter någon sekund. Det visar sig att säkringen i elcentralen har gått sönder. Säkringen är märkt 6 A, 230 V. Förutom mikrovågsugnen hade Nisse brödrosten inkopplad till samma kontakt i väggen. Båda elapparaterna har märkeffekten 750 W vardera. Ge en förklaring till att säkringen gick sönder. 7. I en substans, S, har molekylerna ett dipolfält. Molekylens dipolmoment är 2, Cm och substansens dielektricitetstal 2,0. En annan substans, A, ökar sin kemiska reaktionsbenägenhet då dess atomer utsätts för ett elektriskt fält, t.ex. dipolfältet från S, särskilt om elektronerna i A:s atomer utsätts för en elektrisk kraft på 6, N eller större. Detta är möjligt om elektronerna i A:s molekyler finns på dipolaxeln hos S-molekylerna. a) Vilken styrka måste ett elektriskt fält ha för att en elektron i fältet ska påverkas av kraften 6, N? b) På vilket avstånd från S-molekylen ska en elektron vara (på dipolens axel) för att påverkas av nämnda kraft?

3 8. I ett laboratorium finns ett stort kar med etsvätska (10% NaOH, 70 oc). För att förhindra att locket till karet öppnas obevakat, finns en liten brytare bestående av två små spolar. Den minsta spolen är införd i den större spolen då locket är stängt, och spolarnas axlar sammanfaller då. Den stora spolen är ansluten till växelspänningen π u = 1, 5 sin( 100π t + ) V. 2 a) Visa att strömmen genom den stora spolen är i = 2, 53 sin( 100π t) A. b) Vilken maximal spänning finns över den mindre spolen då locket är stängt? Data om spolarna stor spole liten spole Antal varv Tvärsnittsarea/cm Längd/cm 6,0 3,0 Båda spolarna är luftspolar. Spolarna betraktas som långa. Spolarnas resistans är försumbar. Lycka till! Gilbert och Elisabeth

4

5