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Hamburg Abitur Physik practice questions

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First 50 of 198 questions. Each one lists the choices, the correct answer, and an explanation. The checker at the top of this page saves progress in this browser when it is available.

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Question 1Physik Themen

Ein Körper bewegt sich geradlinig mit konstanter Geschwindigkeit. Welche Aussage über die auf ihn wirkende resultierende Kraft ist im Inertialsystem richtig?

  1. Die resultierende Kraft wirkt entgegen der Bewegungsrichtung und ist betragsmäßig konstant.
  2. Die resultierende Kraft nimmt proportional zur zurückgelegten Strecke zu.
  3. Die resultierende Kraft ist konstant von null verschieden und zeigt in Bewegungsrichtung.
  4. Die resultierende Kraft ist null. Correct answer.

Explanation

Nach dem ersten Newtonschen Gesetz bleibt der Bewegungszustand eines Körpers unverändert, wenn die resultierende Kraft verschwindet. Eine konstante Geschwindigkeit bedeutet keine Änderung von Betrag oder Richtung, also ist die Beschleunigung null und damit auch die resultierende Kraft.

Question 2Physik Themen

Ein Wagen rollt reibungsfrei eine schiefe Ebene mit dem Neigungswinkel 30° hinab. Welcher Betrag der Beschleunigung ergibt sich näherungsweise mit g = 9,8 m/s²?

  1. 4,9 m/s² Correct answer.
  2. 8,5 m/s²
  3. 9,8 m/s²
  4. 2,5 m/s²

Explanation

Die hangabwärts wirkende Komponente der Gewichtskraft ist m·g·sin(α), sodass für die Beschleunigung a = g·sin(α) gilt. Mit sin(30°) = 0,5 folgt a = 4,9 m/s², unabhängig von der Masse des Wagens.

Question 3Physik Themen

Welche Einheit gehört im SI-System zur Größe Impuls?

  1. kg·m²/s²
  2. N·m
  3. J/s
  4. kg·m/s Correct answer.

Explanation

Der Impuls ist als Produkt aus Masse und Geschwindigkeit definiert, also p = m·v. Damit lautet seine Einheit kg·m/s, die zugleich als Newtonsekunde geschrieben werden kann.

Question 4Physik Themen

Ein Ball wird senkrecht nach oben geworfen und erreicht im höchsten Punkt kurzzeitig die Geschwindigkeit null. Wie groß ist dort seine Beschleunigung, wenn der Luftwiderstand vernachlässigt wird?

  1. abhängig von der Wurfgeschwindigkeit, aber stets nach oben gerichtet
  2. 9,8 m/s² nach oben
  3. null
  4. 9,8 m/s² nach unten Correct answer.

Explanation

Die Geschwindigkeit ist im höchsten Punkt null, die Geschwindigkeitsänderung ist es jedoch nicht. Die einzige wirkende Kraft ist die Gewichtskraft, daher bleibt die Beschleunigung während des gesamten Flugs g = 9,8 m/s² nach unten.

Question 5Physik Themen

Zwei Kugeln mit den Massen m und 2m stoßen zentral und vollkommen elastisch zusammen, die schwerere ruht zunächst. Welche Aussage über den Gesamtimpuls vor und nach dem Stoß ist richtig?

  1. Der Gesamtimpuls bleibt nur bei gleichen Massen erhalten.
  2. Der Gesamtimpuls wird größer, weil beim elastischen Stoß Energie freigesetzt wird.
  3. Der Gesamtimpuls bleibt erhalten, weil während des Stoßes keine äußeren Kräfte in Stoßrichtung wirken. Correct answer.
  4. Der Gesamtimpuls halbiert sich, da die schwerere Kugel die leichtere dominiert.

Explanation

Der Impulserhaltungssatz gilt für jedes abgeschlossene System, in dem die inneren Stoßkräfte als gleich groß und entgegengesetzt auftreten. Die Massenverhältnisse bestimmen nur die Geschwindigkeiten nach dem Stoß, nicht die Erhaltung des Gesamtimpulses.

Question 6Physik Themen

Ein Körper der Masse 2 kg wird um 3 m angehoben. Welche Hubarbeit wird dabei verrichtet (g = 9,8 m/s²)?

  1. etwa 590 J
  2. etwa 6 J
  3. etwa 59 J Correct answer.
  4. etwa 29 J

Explanation

Die Hubarbeit berechnet sich als W = m·g·h. Mit 2 kg, 9,8 m/s² und 3 m ergibt sich W ≈ 58,8 J, also gerundet 59 J.

Question 7Physik Themen

Ein Fadenpendel wird ausgelenkt und losgelassen. An welcher Stelle seiner Bahn ist die Geschwindigkeit des Pendelkörpers am größten?

  1. Auf halbem Weg zwischen Umkehrpunkt und tiefster Lage
  2. An jedem Punkt der Bahn gleich groß
  3. Im größten Auslenkwinkel
  4. In der tiefsten Lage der Bahn Correct answer.

Explanation

Beim Pendel wird potentielle Energie in kinetische umgewandelt. In der tiefsten Lage ist die potentielle Energie minimal, daher ist dort die kinetische Energie und damit der Betrag der Geschwindigkeit maximal.

Question 8Physik Themen

Ein idealer Transformator wird mit 230 V betrieben und liefert sekundär 23 V. Wie verhält sich die Sekundärwindungszahl zur Primärwindungszahl?

  1. Sie ist zehnmal größer.
  2. Sie ist gleich groß.
  3. Sie ist zehnmal kleiner. Correct answer.
  4. Sie ist hundertmal kleiner.

Explanation

Für den idealen Transformator gilt U₁/U₂ = N₁/N₂. Aus 230 V zu 23 V folgt ein Windungsverhältnis von 10 zu 1, die Sekundärspule hat also ein Zehntel der Windungen der Primärspule.

Question 9Physik Themen

Welche Aussage beschreibt die Induktion in einer Leiterschleife korrekt?

  1. Eine Spannung wird induziert, wenn sich der magnetische Fluss durch die Schleife zeitlich ändert. Correct answer.
  2. Eine Spannung wird nur induziert, wenn die Schleife senkrecht zu den Feldlinien ruht.
  3. Eine Spannung wird induziert, wenn der magnetische Fluss durch die Schleife konstant ist.
  4. Eine Spannung wird induziert, sobald die Schleife sich in einem konstanten Magnetfeld befindet.

Explanation

Nach dem Induktionsgesetz ist die induzierte Spannung proportional zur zeitlichen Änderung des magnetischen Flusses durch die Fläche. Ein ruhendes konstantes Feld oder ein konstanter Fluss erzeugt keine Induktionsspannung.

Question 10Physik Themen

Ein gerader Leiter führt einen Strom von 4 A und liegt senkrecht zu einem Magnetfeld von 0,5 T. Welche Kraft wirkt auf 0,2 m Leiterlänge?

  1. 0,04 N
  2. 2 N
  3. 4 N
  4. 0,4 N Correct answer.

Explanation

Für einen Leiter senkrecht zum Feld gilt F = B·I·L. Mit 0,5 T, 4 A und 0,2 m ergibt sich F = 0,4 N.

Question 11Physik Themen

Ein elektrischer Leiter wird in einem homogenen Magnetfeld senkrecht zu den Feldlinien bewegt. Welche Aussage über die wirkende Lorentzkraft auf die Leitungselektronen ist richtig?

  1. Sie verschwindet, sobald die Bewegung senkrecht zum Feld erfolgt.
  2. Sie steht senkrecht sowohl zur Bewegungsrichtung als auch zum Magnetfeld. Correct answer.
  3. Sie wirkt parallel zum Magnetfeld und verschiebt die Elektronen entlang der Feldlinien.
  4. Sie wirkt parallel zur Bewegungsrichtung und beschleunigt die Elektronen.

Explanation

Die Lorentzkraft ergibt sich aus dem Kreuzprodukt von Geschwindigkeit und Magnetfeld und steht daher senkrecht auf beiden Richtungen. Diese Querkraft verschiebt die Ladungen im Leiter und erzeugt so eine Induktionsspannung.

Question 12Physik Themen

In einem Schaltkreis mit einer Spule wird der Stromkreis plötzlich geöffnet. Warum kann an der Spule eine hohe Spannung entstehen?

  1. Der ohmsche Widerstand der Spule steigt beim Öffnen sprunghaft an.
  2. Die Spannung entsteht durch die Erwärmung des Drahtes beim Öffnen.
  3. Die Spule induziert eine Spannung, die der Änderung des magnetischen Flusses entgegenwirkt. Correct answer.
  4. Die Spule speichert Ladung wie ein Kondensator und entlädt sich.

Explanation

Beim Öffnen fällt der Strom schnell ab, der magnetische Fluss durch die Spule ändert sich rasch. Nach der Lenzschen Regel induziert die Spule eine Spannung, die der Ursache der Änderung entgegenwirkt, wodurch kurzzeitig hohe Spannungswerte auftreten können.

Question 13Physik Themen

Ein Körper schwingt harmonisch mit der Amplitude A. An welcher Auslenkung ist der Betrag der rücktreibenden Kraft halb so groß wie maximal?

  1. bei A/4
  2. bei A/2 Correct answer.
  3. bei A/√2
  4. bei A

Explanation

Bei einer harmonischen Schwingung ist die rücktreibende Kraft proportional zur Auslenkung, F = −k·x. Die halbe Maximalkraft tritt daher bei der halben Amplitude auf, also bei x = A/2.

Question 14Physik Themen

Wie ändert sich die Schwingungsdauer eines Fadenpendels kleiner Amplitude, wenn man die Pendellänge vervierfacht?

  1. Sie halbiert sich.
  2. Sie verdoppelt sich. Correct answer.
  3. Sie bleibt unverändert.
  4. Sie vervierfacht sich.

Explanation

Für kleine Amplituden gilt T = 2π·√(l/g). Die Periodendauer wächst mit der Wurzel der Länge, bei vierfacher Länge also mit dem Faktor zwei.

Question 15Physik Themen

Eine Welle hat die Wellenlänge 0,5 m und die Frequenz 4 Hz. Wie groß ist ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit?

  1. 0,125 m/s
  2. 2 m/s Correct answer.
  3. 8 m/s
  4. 4,5 m/s

Explanation

Es gilt c = λ·f. Mit 0,5 m und 4 Hz ergibt sich eine Ausbreitungsgeschwindigkeit von 2 m/s.

Question 16Physik Themen

Licht einer bestimmten Farbe trifft auf einen Doppelspalt. Wie ändert sich der Abstand der Interferenzstreifen auf dem Schirm, wenn der Spaltabstand verkleinert wird?

  1. Die Streifen verschwinden vollständig.
  2. Der Streifenabstand wird kleiner.
  3. Der Streifenabstand wird größer. Correct answer.
  4. Der Streifenabstand bleibt gleich, nur die Helligkeit ändert sich.

Explanation

Für kleine Winkel gilt für den Streifenabstand Δy = λ·a/d, wobei a der Schirmabstand und d der Spaltabstand ist. Wird d kleiner, so wächst der Streifenabstand proportional zu 1/d.

Question 17Physik Themen

Welche Aussage über den photoelektrischen Effekt stützt das Photonenmodell des Lichts?

  1. Die Energie der Elektronen wächst mit der Intensität des Lichts.
  2. Die Auslösung erfolgt erst nach einer gewissen Bestrahlungsdauer, unabhängig von der Frequenz.
  3. Die Anzahl der ausgelösten Elektronen hängt von der Frequenz, nicht von der Intensität ab.
  4. Die maximale kinetische Energie der Elektronen hängt von der Frequenz, nicht von der Intensität ab. Correct answer.

Explanation

Nach dem Photonenmodell überträgt ein einzelnes Photon die Energie h·f auf ein Elektron. Die maximale kinetische Energie hängt daher linear von der Frequenz ab, während die Intensität nur die Zahl der Photonen und damit die Zahl der Elektronen erhöht.

Question 18Physik Themen

Ein Elektron wird durch eine Spannung von 100 V beschleunigt. Welche Größenordnung hat seine kinetische Energie in Elektronenvolt?

  1. 1 eV
  2. 100 eV Correct answer.
  3. 10 000 eV
  4. 0,01 eV

Explanation

Die kinetische Energie eines einfach geladenen Teilchens, das die Spannung U durchläuft, ist E = e·U. Bei 100 V ergibt sich daher direkt 100 eV.

Question 19Physik Themen

Ein radioaktives Präparat hat eine Halbwertszeit von 8 Tagen. Welcher Anteil der ursprünglichen Kerne ist nach 24 Tagen noch vorhanden?

  1. ein Viertel
  2. ein Sechstel
  3. ein Achtel Correct answer.
  4. ein Drittel

Explanation

Nach 24 Tagen sind drei Halbwertszeiten vergangen. Jede Halbwertszeit halbiert den Bestand, nach drei Schritten bleibt also (1/2)³ = 1/8 der Kerne übrig.

Question 20Physik Themen

Welche Strahlungsart wird durch ein dünnes Blatt Papier bereits weitgehend abgeschirmt?

  1. Betastrahlung
  2. Röntgenstrahlung
  3. Gammastrahlung
  4. Alphastrahlung Correct answer.

Explanation

Alphateilchen sind Heliumkerne mit relativ großer Masse und Ladung; sie verlieren ihre Energie in Materie sehr schnell. Bereits wenige Zentimeter Luft oder ein Blatt Papier stoppen sie.

Question 21Physik Themen

Bei einer Kernspaltung wird ein Uran-235-Kern durch ein Neutron gespalten. Warum können dabei weitere Neutronen freigesetzt werden, die eine Kettenreaktion ermöglichen?

  1. Die frei werdende Wärme wandelt Protonen in Neutronen um.
  2. Die Spaltung erzeugt Neutronen aus dem elektrischen Feld der Hüllelektronen.
  3. Die Spaltprodukte enthalten mehr Neutronen, als für stabile Kerne nötig sind, und geben überschüssige Neutronen ab. Correct answer.
  4. Die Neutronen entstehen erst durch die Absorption von Gammastrahlung in den Spaltprodukten.

Explanation

Die bei der Spaltung entstehenden Bruchstücke sind neutronenreich und instabil. Sie wandeln überschüssige Neutronen in Protonen um oder emittieren sie unmittelbar, wodurch weitere Spaltungen ausgelöst werden können.

Question 22Physik Themen

Ein idealer Gasprozess verläuft isotherm. Welche Aussage über die innere Energie eines idealen Gases gilt dabei?

  1. Die innere Energie wächst, weil das Volumen zunimmt.
  2. Die innere Energie sinkt, weil Arbeit verrichtet wird.
  3. Die innere Energie ist null, weil die Temperatur konstant bleibt.
  4. Die innere Energie bleibt konstant, weil sie bei idealen Gasen nur von der Temperatur abhängt. Correct answer.

Explanation

Bei einem idealen Gas ist die innere Energie allein durch die Temperatur bestimmt. Bleibt die Temperatur isotherm konstant, so ändert sich die innere Energie nicht; zugeführte Wärme wird vollständig in Arbeit umgesetzt.

Question 23Physik Themen

Ein Gas wird bei konstantem Druck erwärmt. Welche Beziehung beschreibt das Verhalten von Volumen und Temperatur in Kelvin?

  1. V·T ist konstant.
  2. V/T² ist konstant.
  3. V/T ist konstant. Correct answer.
  4. V − T ist konstant.

Explanation

Für ein ideales Gas bei konstantem Druck folgt aus p·V = n·R·T die Proportionalität V ∝ T. Der Quotient V/T bleibt daher konstant, was dem Gesetz von Gay-Lussac entspricht.

Question 24Physik Themen

Ein Körper wird auf einer Kreisbahn mit konstanter Bahngeschwindigkeit bewegt. Welche Aussage über die Beschleunigung ist richtig?

  1. Sie zeigt zum Kreismittelpunkt und ändert laufend ihre Richtung. Correct answer.
  2. Sie ist null, weil der Betrag der Geschwindigkeit konstant ist.
  3. Sie zeigt tangential zur Bahn und erhöht die Geschwindigkeit.
  4. Sie zeigt vom Mittelpunkt weg und wächst mit dem Radius.

Explanation

Bei einer gleichförmigen Kreisbewegung ändert sich ständig die Richtung der Geschwindigkeit. Diese Richtungsänderung erfordert eine Zentripetalbeschleunigung, die stets zum Mittelpunkt zeigt und deren Richtung sich mit dem Körper mitdreht.

Question 25Physik Themen

Zwei Widerstände von 6 Ω und 3 Ω werden parallel geschaltet. Wie groß ist der Ersatzwiderstand?

  1. 18 Ω
  2. 4,5 Ω
  3. 2 Ω Correct answer.
  4. 9 Ω

Explanation

Für die Parallelschaltung gilt 1/R = 1/R₁ + 1/R₂. Mit 1/6 + 1/3 = 1/2 folgt ein Ersatzwiderstand von 2 Ω, der kleiner ist als jeder Einzelwiderstand.

Question 26Physik Themen

Ein Körper bewegt sich auf einer geraden Linie. Sein v-t-Diagramm zeigt eine Gerade mit positiver Steigung, die durch den Ursprung verläuft. Welche Aussage über die Bewegung ist korrekt?

  1. Die Beschleunigung ist konstant negativ, die Geschwindigkeit nimmt linear ab.
  2. Die Beschleunigung nimmt mit der Zeit zu, die Geschwindigkeit wächst quadratisch.
  3. Die Beschleunigung ist konstant und positiv, die Geschwindigkeit wächst linear mit der Zeit. Correct answer.
  4. Die Geschwindigkeit ist konstant, die Beschleunigung ist null.

Explanation

Im v-t-Diagramm entspricht die Steigung der Beschleunigung. Eine Ursprungsgerade hat überall dieselbe positive Steigung, also ist a konstant positiv und v(t) = a·t wächst linear. Eine quadratisch wachsende Geschwindigkeit würde eine gekrümmte Kurve erfordern.

Question 27Physik Themen

Ein Ball wird senkrecht nach oben geworfen und erreicht im höchsten Punkt kurzzeitig die Geschwindigkeit null. Welche Aussage über die Beschleunigung im höchsten Punkt gilt (Luftwiderstand vernachlässigt)?

  1. Die Beschleunigung ist halb so groß wie beim Abwurf.
  2. Die Beschleunigung ist null, weil die Geschwindigkeit null ist.
  3. Die Beschleunigung zeigt nach unten und hat den Betrag g. Correct answer.
  4. Die Beschleunigung zeigt nach oben und hat den Betrag g.

Explanation

Die Erdbeschleunigung wirkt während des gesamten Flugs gleichförmig nach unten, unabhängig von der momentanen Geschwindigkeit. Im höchsten Punkt ist v = 0, aber a = g nach unten, weshalb der Ball sofort wieder zu fallen beginnt.

Question 28Physik Themen

Ein Wagen der Masse 0,5 kg rollt reibungsfrei eine schiefe Ebene mit dem Neigungswinkel 30° hinab. Welche Beschleunigung erfährt er (g = 9,8 m/s²)?

  1. 4,9 m/s² Correct answer.
  2. 8,5 m/s²
  3. 9,8 m/s²
  4. 2,5 m/s²

Explanation

Die hangabwärts wirkende Komponente der Gewichtskraft ist m·g·sin(30°). Dividiert man durch die Masse, bleibt a = g·sin(30°) = 9,8 · 0,5 = 4,9 m/s². Die Masse kürzt sich heraus und beeinflusst die Beschleunigung nicht.

Question 29Physik Themen

Zwei Kräfte von 3 N und 4 N greifen an einem Punkt an und schließen einen Winkel von 90° ein. Welchen Betrag hat die resultierende Kraft?

  1. 3,5 N
  2. 5 N Correct answer.
  3. 7 N
  4. 1 N

Explanation

Bei senkrecht zueinander stehenden Kräften addieren sich die Beträge vektoriell nach dem Satz des Pythagoras: F = √(3² + 4²) N = 5 N. Eine einfache Addition der Beträge gilt nur bei gleicher Richtung.

Question 30Physik Themen

Ein Körper gleitet mit konstanter Geschwindigkeit über eine waagerechte Fläche, während eine Zugkraft von 6 N wirkt. Welche Aussage über die Gleitreibungskraft ist korrekt?

  1. Sie ist null, weil sich der Körper bewegt.
  2. Sie ist größer als 6 N, weil Reibung der Bewegung entgegenwirkt.
  3. Sie ist kleiner als 6 N, damit eine Beschleunigung entsteht.
  4. Sie beträgt 6 N und ist der Zugkraft entgegengesetzt gerichtet. Correct answer.

Explanation

Konstante Geschwindigkeit bedeutet nach dem zweiten Newtonschen Gesetz, dass die resultierende Kraft null ist. Die Gleitreibungskraft muss daher betragsgleich zur Zugkraft sein und ihr entgegenwirken, also 6 N.

Question 31Physik Themen

Ein Körper der Masse 2 kg bewegt sich mit 3 m/s. Welchen Betrag hat sein Impuls?

  1. 18 kg·m/s
  2. 6 kg·m/s Correct answer.
  3. 1,5 kg·m/s
  4. 9 kg·m/s

Explanation

Der Impuls ist das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit: p = m·v = 2 kg · 3 m/s = 6 kg·m/s. Er ist ein Vektor, dessen Richtung mit der Geschwindigkeit übereinstimmt.

Question 32Physik Themen

Ein Wagen der Masse 1 kg stößt vollkommen unelastisch auf einen ruhenden Wagen der Masse 1 kg und bleibt mit ihm verbunden. Vor dem Stoß betrug die Geschwindigkeit 4 m/s. Wie groß ist die Geschwindigkeit nach dem Stoß?

  1. 0 m/s
  2. 2 m/s Correct answer.
  3. 4 m/s
  4. 1 m/s

Explanation

Bei einem vollkommen unelastischen Stoß bleibt der Gesamtimpuls erhalten: m·v = (m + m)·v'. Mit 1 kg · 4 m/s = 2 kg · v' folgt v' = 2 m/s. Die kinetische Energie wird dabei teilweise in Verformungsenergie umgewandelt.

Question 33Physik Themen

Ein Körper wird auf einer Kreisbahn mit konstanter Bahngeschwindigkeit bewegt. Welche Aussage über die wirkende Kraft ist korrekt?

  1. Die Kraft zeigt zum Kreismittelpunkt und ändert nur die Richtung der Geschwindigkeit. Correct answer.
  2. Die Kraft zeigt vom Kreismittelpunkt nach außen und hält den Körper auf der Bahn.
  3. Die Kraft zeigt tangential in Bewegungsrichtung und erhöht die Geschwindigkeit.
  4. Es wirkt keine Kraft, weil der Betrag der Geschwindigkeit konstant ist.

Explanation

Bei gleichförmiger Kreisbewegung ändert sich ständig die Richtung der Geschwindigkeit, also wirkt eine Zentripetalbeschleunigung zum Mittelpunkt. Die zugehörige Kraft steht senkrecht auf der Bahngeschwindigkeit und verändert nur deren Richtung, nicht den Betrag.

Question 34Physik Themen

Eine Masse von 0,2 kg hängt an einer Feder mit der Federkonstante 20 N/m und schwingt harmonisch. Wie groß ist die Schwingungsdauer (gerundet)?

  1. 0,10 s
  2. 1,0 s
  3. 0,63 s Correct answer.
  4. 6,3 s

Explanation

Für das Federpendel gilt T = 2π·√(m/D). Mit m = 0,2 kg und D = 20 N/m ergibt sich T = 2π·√(0,01) s = 2π·0,1 s ≈ 0,63 s. Die Amplitude beeinflusst die Schwingungsdauer nicht.

Question 35Physik Themen

Bei einer gedämpften Schwingung nimmt die Amplitude mit der Zeit ab. Wie verhält sich die Schwingungsdauer im Vergleich zur ungedämpften Schwingung bei schwacher Dämpfung?

  1. Sie ist etwas größer, bei schwacher Dämpfung aber nahezu unverändert. Correct answer.
  2. Sie bleibt exakt gleich null.
  3. Sie ist deutlich größer.
  4. Sie ist deutlich kleiner.

Explanation

Die Dämpfung vergrößert die Schwingungsdauer gegenüber dem ungedämpften Fall, weil die rücktreibende Wirkung teilweise durch die Dämpfungskraft kompensiert wird. Bei schwacher Dämpfung ist dieser Effekt jedoch sehr klein, sodass T näherungsweise konstant bleibt.

Question 36Physik Themen

Eine Welle läuft von einem Seil auf ein dickeres Seil über, wodurch die Ausbreitungsgeschwindigkeit abnimmt. Was geschieht mit der Frequenz und der Wellenlänge an der Grenzfläche?

  1. Die Frequenz bleibt gleich, die Wellenlänge wird größer.
  2. Frequenz und Wellenlänge verdoppeln sich.
  3. Die Frequenz bleibt gleich, die Wellenlänge wird kleiner. Correct answer.
  4. Die Frequenz wird kleiner, die Wellenlänge bleibt gleich.

Explanation

Die Frequenz wird durch die Quelle vorgegeben und ändert sich beim Übergang nicht. Da c = λ·f gilt und c abnimmt, muss bei konstanter Frequenz auch die Wellenlänge kleiner werden.

Question 37Physik Themen

Ein Spalt der Breite 0,1 mm wird mit Licht der Wellenlänge 500 nm beleuchtet. In welcher Größenordnung liegt der Winkel zum ersten Minimum der Beugung?

  1. 0,5° Correct answer.
  2. 5°
  3. 0,005°
  4. 50°

Explanation

Für das erste Minimum am Einzelspalt gilt sin(θ) = λ/b. Mit λ = 500 nm und b = 0,1 mm = 1·10⁻⁴ m folgt sin(θ) = 5·10⁻³, also θ ≈ 0,29°, was in der Größenordnung von 0,5° liegt.

Question 38Physik Themen

Ein Gegenstand steht 30 cm vor einer Sammellinse der Brennweite 10 cm. In welcher Entfernung entsteht das Bild?

  1. 30 cm
  2. 15 cm Correct answer.
  3. 10 cm
  4. 7,5 cm

Explanation

Mit der Linsengleichung 1/f = 1/g + 1/b folgt 1/b = 1/10 − 1/30 = 2/30, also b = 15 cm. Das Bild entsteht reell auf der anderen Seite der Linse.

Question 39Physik Themen

Ein Lichtstrahl geht aus Luft in Glas über. Welche Aussage über die Lichtgeschwindigkeit und die Brechung gilt beim Übergang schräg zur Grenzfläche?

  1. Die Lichtgeschwindigkeit bleibt gleich, der Strahl wird nicht gebrochen.
  2. Die Lichtgeschwindigkeit im Glas ist kleiner, der Strahl wird zum Lot hin gebrochen. Correct answer.
  3. Die Lichtgeschwindigkeit im Glas ist größer, der Strahl wird vom Lot weggebrochen.
  4. Die Lichtgeschwindigkeit im Glas ist kleiner, der Strahl wird vom Lot weggebrochen.

Explanation

Glas hat einen größeren Brechungsindex als Luft, daher ist die Lichtgeschwindigkeit im Glas kleiner. Nach dem Snellius-Gesetz wird der Strahl beim Übergang in das optisch dichtere Medium zum Lot hin gebrochen.

Question 40Physik Themen

Ein Metall wird mit Licht bestrahlt, dessen Photonenenergie kleiner ist als die Austrittsarbeit des Metalls. Was beobachtet man?

  1. Elektronen treten aus, ihre kinetische Energie ist aber null.
  2. Elektronen treten erst nach längerer Bestrahlungsdauer aus.
  3. Elektronen treten aus, sobald die Intensität erhöht wird.
  4. Es treten keine Elektronen aus, unabhängig von der Intensität. Correct answer.

Explanation

Für den photoelektrischen Effekt muss die Energie eines einzelnen Photons mindestens die Austrittsarbeit erreichen. Ist E_Photon < W_A, kann kein Elektron ausgelöst werden; eine Erhöhung der Intensität ändert nur die Photonenzahl, nicht deren Energie.

Question 41Physik Themen

Ein Elektron wird durch eine Spannung von 50 V beschleunigt. Welche kinetische Energie erhält es in Elektronenvolt?

  1. 500 eV
  2. 0,5 eV
  3. 50 eV Correct answer.
  4. 5 eV

Explanation

Die Definition des Elektronenvolts besagt, dass ein Elektron beim Durchlaufen einer Spannung von 1 V die Energie 1 eV aufnimmt. Bei 50 V ergibt sich daher unmittelbar E_kin = 50 eV.

Question 42Physik Themen

Ein Atomkern X wandelt sich durch Alpha-Zerfall in einen Tochterkern Y um. Wie ändern sich Massenzahl und Kernladungszahl?

  1. Die Massenzahl sinkt um 2, die Kernladungszahl um 4.
  2. Die Massenzahl bleibt gleich, die Kernladungszahl sinkt um 2.
  3. Die Massenzahl sinkt um 4, die Kernladungszahl bleibt gleich.
  4. Die Massenzahl sinkt um 4, die Kernladungszahl um 2. Correct answer.

Explanation

Ein Alpha-Teilchen besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen, also aus einem Heliumkern mit A = 4 und Z = 2. Beim Alpha-Zerfall verliert der Kern daher vier Nukleonen und zwei Protonen, sodass A um 4 und Z um 2 abnehmen.

Question 43Physik Themen

Ein radioaktives Präparat hat eine Halbwertszeit von 5 Tagen. Nach welcher Zeit sind etwa 87,5 % der ursprünglichen Kerne zerfallen?

  1. 10 Tage
  2. 5 Tage
  3. 20 Tage
  4. 15 Tage Correct answer.

Explanation

Nach jeder Halbwertszeit halbiert sich der Anteil der noch vorhandenen Kerne. Nach drei Halbwertszeiten sind noch (1/2)³ = 1/8, also 12,5 % vorhanden; damit sind 87,5 % zerfallen. Drei Halbwertszeiten entsprechen 15 Tagen.

Question 44Physik Themen

Bei einer Kernspaltung von Uran-235 entstehen Bruchstücke und freie Neutronen. Warum kann eine Kettenreaktion in Gang kommen?

  1. Weil die Bruchstücke elektrisch geladen sind und Nachbarkerne anregen.
  2. Weil die Spaltung Wärme erzeugt, die weitere Kerne spaltet.
  3. Weil die Spaltprodukte spontan weiter zerfallen und dabei Neutronen freisetzen.
  4. Weil freigesetzte Neutronen wiederum Kerne spalten und dabei erneut Neutronen erzeugen. Correct answer.

Explanation

Jede Spaltung setzt im Mittel mehrere Neutronen frei, die von anderen Uran-235-Kernen eingefangen werden und diese erneut spalten können. So entsteht eine sich selbst erhaltende Kettenreaktion, sofern die Neutronen nicht zu stark entweichen oder absorbiert werden.

Question 45Physik Themen

Ein ideales Gas wird bei konstanter Temperatur komprimiert. Welche Aussage über Druck und Volumen gilt?

  1. Der Druck bleibt konstant, das Volumen sinkt.
  2. Druck und Volumen sinken beide proportional.
  3. Der Druck sinkt, weil das Volumen kleiner wird.
  4. Der Druck steigt umgekehrt proportional zum Volumen. Correct answer.

Explanation

Bei konstanter Temperatur gilt das Boyle-Mariotte-Gesetz p·V = konstant. Wird das Volumen verkleinert, steigt der Druck im umgekehrten Verhältnis, sodass das Produkt p·V unverändert bleibt.

Question 46Physik Themen

Ein Gas wird bei konstantem Druck von 300 K auf 600 K erwärmt. Wie verhält sich das Volumen (ideales Gas)?

  1. Es vervierfacht sich.
  2. Es halbiert sich.
  3. Es verdoppelt sich. Correct answer.
  4. Es bleibt gleich, weil der Druck konstant ist.

Explanation

Bei konstantem Druck gilt nach Gay-Lussac V/T = konstant. Da sich die absolute Temperatur verdoppelt, verdoppelt sich auch das Volumen. Die Temperatur muss dabei in Kelvin eingesetzt werden.

Question 47Physik Themen

Bei einem isothermen Prozess mit einem idealen Gas wird Arbeit am Gas verrichtet. Was gilt für die innere Energie?

  1. Die innere Energie nimmt zu, weil Arbeit verrichtet wird.
  2. Die innere Energie nimmt ab, weil das Volumen kleiner wird.
  3. Die innere Energie hängt nur vom Druck ab und ändert sich daher.
  4. Die innere Energie bleibt konstant, weil die Temperatur konstant ist. Correct answer.

Explanation

Die innere Energie eines idealen Gases hängt ausschließlich von der Temperatur ab. Bei einem isothermen Prozess bleibt T konstant, also auch die innere Energie; zugeführte oder abgeführte Wärme entspricht genau der verrichteten Arbeit.

Question 48Physik Themen

Ein gerader Leiter der Länge 20 cm wird mit 2 m/s senkrecht zu einem Magnetfeld von 0,5 T bewegt. Welche Induktionsspannung entsteht?

  1. 2 V
  2. 0,5 V
  3. 5 V
  4. 0,2 V Correct answer.

Explanation

Für einen senkrecht zu den Feldlinien bewegten Leiter gilt U = B·l·v. Mit B = 0,5 T, l = 0,2 m und v = 2 m/s ergibt sich U = 0,5 · 0,2 · 2 V = 0,2 V.

Question 49Physik Themen

Eine Spule mit 200 Windungen umschließt eine Fläche, durch die sich der magnetische Fluss in 0,4 s gleichmäßig um 0,02 Wb ändert. Welche Induktionsspannung wird induziert?

  1. 10 V Correct answer.
  2. 4 V
  3. 40 V
  4. 0,01 V

Explanation

Nach dem Induktionsgesetz gilt U = N·ΔΦ/Δt. Mit N = 200, ΔΦ = 0,02 Wb und Δt = 0,4 s folgt U = 200 · 0,02 / 0,4 V = 10 V.

Question 50Physik Themen

Ein Widerstand von 12 Ω liegt an einer Spannung von 6 V. Welche elektrische Leistung wird umgesetzt?

  1. 2 W
  2. 0,5 W
  3. 3 W Correct answer.
  4. 72 W

Explanation

Die Leistung berechnet sich aus P = U²/R = (6 V)² / 12 Ω = 36/12 W = 3 W. Alternativ ergibt sich mit I = U/R = 0,5 A die Leistung P = U·I = 3 W.