Basiskennis fysica

Deze vragenreeks is afkomstig van Arbor Scientific ( http://www.arborsci.com/default.aspx ), deze
firma levert didactisch materiaal voor wetenschappen en heeft ook een website waar je als leerkracht
bepaalde zaken kunt downloaden voor gebruik in klas. Verder is er ook een nieuwsbrief met
regelmatige updates van informatie. Een tijd geleden was daar de vragenreeks hieronder te
downloaden, ze is afkomstig van Paul Hewitt, een autoriteit op gebied van fysicaonderwijs, die in zijn
lessen en boeken zo weinig mogelijk formules en wiskundige berekeningen gebruikt.
Boek (bijvoorbeeld) : Conceptual Physics, International Edition – Paul C. Hewitt – Pearson Education,
Addison Wesley – ninth edition – ISBN 0-321-10677-6.
In deze tekst : een inleiding, de vragenlijst met en zonder antwoorden.
Met dank aan Marc Flamez.
60 Vragen —Basiskennis fysica
Paul G. Hewitt
Uitdaging : Hier volgen 60 vragen over de basiskennis fysica waarvan je denkt dat je leerlingen er mee overweg
kunnen. Maar als je niet focust op kwalitatieve vragenreeksen als aanvulling van de vraagstukken met
wiskundige basis, bereid je dan maar voor op minder goede resultaten van de leerlingen met deze vragen over de
als gekend veronderstelde basiskennis.
De mensen die werken op Physics Education Research, FER, hebben grote vorderingen gemaakt bij het valideren
van het gebruik van multiple-choice vragen om de conceptuele kennis te testen. De hier voorgestelde vragen zijn
niet grondig gevalideerd zoals het Force Concep Inventory, FCI . Het zijn eerder mijn favoriete vragen, getoetst
door gebruik en hergebruik tijdens mijn lesopdracht in het City College van San Francisco. Het zijn vragen,
zonder spitsvondigheden of subtiliteiten, alleen handelend over essentiële kennis, die elke leerling moet kunnen
beantwoorden na de fysicalessen – vooral diegene die zich voorbereiden op de cursussen voor ingenieur en
wetenschapper.
De vragen kunnen ook aan de leerlingen gegeven worden bij de start van de cursus, om de leraar toe te laten na
te gaan welke greep ze reeds hebben op de komende lessen. Bij een duidelijke verbetering tussen het begin en
het einde van de cursus, of een goed resultaat zonder de voorafgaande toets, is dat een bevestiging van
succesvolle leerinspanningen. Als de klassen het slecht doen, kan minstens meer aandacht geschonken worden
aan de kwalitatieve vragen die in het afsluitend hoofdstuk van het leerboek staan.
Uit de 60 vragen uit de reeks, kies diegene die relevant zijn voor je lessen. Gedetailleerde antwoorden zijn
aanwezig.
Basiskennis Fysica met antwoorden
(Arbor Scientific)
1. Er is geen luchtweerstand aanwezig, een bal wordt met massa m wordt omhoog gegooid tot 20 m hoogte. In de
10-m positie, op halve hoogte, is de netto kracht op de bal
A. 2mg.
B. mg.
C. mg/2.
D. mg/4.
B. is juist zoals af te leiden is uit een vector diagram. Andere antwoorden wijzen op onverschilligheid of
verwarring tussen het begrip kracht en snelheid, en wat constante versnelling betekent.
2. Als je een bal laat vallen, versnelt hij naar beneden met 9.8 m/s2. Als je hem daarentegen naar omlaag gooit, dan
is zijn versnelling, onmiddellijk nadat de bal je hand verlaat en zonder luchtweerstand, gelijk aan
A. 9.8 m/s2.
B. meer dan 9.8 m/s2.
C. minder dan 9.8 m/s2.
D. Kan net niet zeggen, tenzij de snelheid van de worp gegeven is.
A is juist. Keuzes B en D duiden op verwarring tussen de begrippen snelheid en versnelling.
3. Een zwaar rotsblok en een licht rotsblok hebben in vrije val (geen luchtweerstand) dezelfde versnelling. Het
zware rotsblok heeft geen grotere versnelling omdat de
A. Gravitatiekracht op beide rotsblokken dezelfde is.
B. De luchtweerstand bij vrije val nul is..
C. De traagheid (inertie) van beide rotsblokken gelijk is.
D. De verhouding kracht tot massa dezelfde is.
E. Geen enkel van bovenstaande antwoorden is juist.
D is juist. Keuzes A en C wijzen op verwarring over de tweede wet van Newton. Keuze B, alhoewel juist
geformuleerd, is naast de kwestie, en daarom niet het beste antwoord.
4. Een kanonbal wordt vanaf een rotswand horizontaal weggeschoten met 10 m/s. Eén seconde na het afvuren is
zijn snelheid ongeveer
A. 10 m/s.
B. 14 m/s.
C. 16 m/s.
D. 20 m/s.
B is juist, zoals een vectorsom aantoont als de leerling weet dat de toename van de verticale snelheid in 1 s
ongeveer 10 m/s is. Keuze A geeft ofwel de verticale ofwel de horizontale snelheid maar niet de resulterende
snelheid. Keuze C is niet geloofwaardig, en keuze D wijst op de scalaire optelling van twee 10 m/s vectoren.
5. Ten opzichte van de grond, versnelt een vliegtuig als het met de wind mee vliegt, en vertraagt het wanneer het
wind tegen heeft. Wanneer de wind in een hoek van 90° op de vliegrichting blaast, zal de snelheid van het
vliegtuig ten opzichte van de grond
A. toenemen.
B. afnemen.
C. Gelijk blijven alsof er geen wind is.
D. Er is meer informatie nodig.
A is juist. Keuze B is niet geloofwaardig. Keuze D en C wijst op een gebrekkige toepassing van vectoren in dit
probleem.
6. Een karate slag levert een kracht van 3000 N op een plank, die breekt. De kracht die de plank op de hand
uitoefent tijdens deze gebeurtenis is
A. kleiner dan 3000 N.
B. 3000 N.
C. groter dan 3000 N.
D. Er is meer informatie nodig.
B is juist. Andere keuzes houden geen rekening met de basisfysica namelijk Newton’s derde wet.
7. Een wiskundeboek en een fysicaboek zijn aan elkaar vast gebonden met een koord van een bepaalde lengte.
Terwijl het koord gespannen blijft, wordt een van de boeken over de tafelrand geduwd. Terwijl dit boek valt,
wordt het andere boek horizontaal over het tafeloppervlak getrokken. Zonder wrijving, is de versnelling van de
boeken
A.
B.
C.
D.
E.
nul.
g/2.
g.
Een waarde tussen nul en g.
Een waarde die groter kan zijn dan g.
D is juist. Keuze B is alleen juist als de massa's gelijk zijn, een niet gerechtvaardigde veronderstelling want de
boeken zijn verschillend van elkaar. Keuzes A, C en E zijn onjuist.
8. Als een toename van de snelheid de bewegingsghoeveelheid (impuls) van een bewegend lichaam verdubbbelt,
dan zal de kinetische energie
A. Toenemen, maar minder dan het dubbele.
B. verdubbelen.
C. Toenemen maar meer dan het dubbele.
D. Hangt af van niet gegeven factoren.
C is juist. Keuze B zou juist zijn als KE net zoals de bewegingshoeveelheid recbt evenredig is met de snelheid.
Keuzes A en D zijn gissingen.
9. Als een toename in snelheid de kinetische energie van een bewegend lichaam verdubbelt, zal de
bewegingshoeveelheid
A. Toenemen, maar minder dan het dubbele.
B. verdubbelen.
C. Toenemen, maar meer dan het dubbele.
D. Hangt af van niet gegeven factoren.
A is juist. Andere keuzes maken geen juist onderscheid tussen de lineaire snelheidsafhankelijkheid van de
bewegingshoeveelheid en het kwadraat van de snelheid voor de KE.
10. Grote broer en kleine zus kunnen op de wip in evenwicht blijven door de uitgebalanceerde
A. krachten.
B. momenten.
C. Energieën.
D. A, B en C.
B is juist. Keuze A zou enigszins geloofwaardig zijn indien alle krachten in rekening gebracht worden. Keuze C
zou relevant zijn als de kinderen omhoog of omlaag gaan, zodat B als het best antwoord overblijft
11. Als een roterend systeem ineenkrimpt zonder uitwendig moment, wordt zijn rotatiesnelheid groter en zijn
impulsmoment
A. Neemt af.
B. Neemt toe.
C. Blijft onveranderd.
D. Kan toenemen of afnemen.
C is juist. Andere keuzes wijzen op het ontbreken van elementaire fysica – het behoud van impulsmoment.
12. Een bal rolt een hellend vlak naar beneden. De normaalkracht op de bal (de kracht loodrecht op het hellend valk)
A. Is gelijk aan mg.
B. Is altijd groter dan mg.
C. Kan groter of kleiner dan mg zijn.
D. is altijd kleiner dan mg.
D is juist, zoals een free-body diagram aantoont. Andere keuzes wijzen op een onvoldoende kennis van krachten
analyse.
13. Een bal rolt in een horizontale cirkelvormige baan binnen een kegeloppervlak. De normaalkracht op de bal
A. is mg.
B. is altijd groter dan mg
C. kan groter of kleiner dan mg zijn.
D. is altijd kleiner dan mg .
B is juist, zoals een krachtendiagram toont: de normaalvector heeft een grotere waarde dan zijn verticale
component (grootte mg). Het maatgetal van de normaalvector is ook groter dan de horizontale component, de
nettokracht gericht naar het centrum van de cirkelbeweging. De andere keuzes wijzen op een ontoereikende
kennis van krachten analyse.
14.
Een bal in rust is opgehangen is aan een enkele verticale koord, dan is de spankracht van de koord mg. Als men de
bal in een horizontale cirkel doet bewegen zodat de koord een kegel beschrijft, dan is de spankracht in de koord
A.
B.
C.
D.
Gelijk aan mg.
Altijd groter dan mg.
Altijd kleiner dan mg.
groter of kleiner dan mg afhankelijk van de balsnelheid.
B is juist. Net zoals in de voorgaande vraag, toont het krachtendiagram aan dat de spankrachtvector een grotere
waarde heeft dan zijn verticale component mg. Opnieuw tonen andere keuzes een gebrekkige kennis van de
krachten analyse in krachtdiagrammen.
15. Veronderstel dat je op het oppervlak van een inkrimpende planeet staat. Als de planeet inkrimpt tot een tiende
van zijn originele diameter zonder dat de massa verandert, zal je gewicht op het ingekrompen oppervlak
A. 1/100 meer bedragen.
B. 10 keer meer bedragen.
C. 100 keer meer bedragen.
D. 1000 keer meer bedragen.
E.
Geen enkel antwoord juist.
C is juist, zoals de analyse van Newton’s vergelijking voor de gravitatiewet aantoont. Keuze A wijst op
verwarring en keuze B vergeet de omgekeerde kwadratenwet (inverse-square law) . Keuzes D en E wijzen op
onzorgvuldigheid of gokken.
16. Dat de maan steeds met dezelfde kant naar de aarde wijst is een bewijs dat de maan rond haar as draait ongeveer
eenmaal
A.
B.
C.
D.
Per dag.
Per maand.
Per jaar.
Niets van dat alles, de maan draait niet om haar as.
B is juist. Keuze D wijst op een algemene misvatting die moet verdwijnen.
17. De maan is het meest verantwoordelijk voor de getijden op aarde. Wie oefent het meest trekkracht uit op aarde
en oceanen?
A. Maan.
B. Zon.
C. Allebei ongeveer evenveel
B is juist. Keuze A toont dat de leerling het verschil niet weet tussen kracht en verschil in kracht, het belangrijke
punt bij getijdenwerking. Keuze C is niet juist.
18. Een ruimtetuig op weg van de aarde naar de maan wordt evenveel aangetrokken door de aarde en de maan als het
A.
B.
C.
D.
Dichter bij het aardoppervlak is.
Dichter bij het maanoppervlak is.
Halfweg is tussen aarde en maan.
Op geen enkel punt, want de aarde trekt steeds het meest aan.
B is juist. Keuze A wijst op verwarring tussen de rol van de massa en die van de afstand, keuze C vergeet de
omgekeerde kwadratenwet (inverse-square law), en keuze D vergeet de universele gravitatiewet.
19. Aardsatellieten zoals de ruimteshuttle beschrijven hun baan op hoogtes die zich boven
A. De aardatmosfeer bevinden.
B. Het gravitatieveld bevinden
C. Beide
A is juist. Keuze C, een algemeen voorkomend onjuist antwoord, wijst op een belangrijk misverstand over de
reikwijdte van het aards gravitatieveld – dat moet aangepakt worden.
20. De massa van een klassiek atoom komt vooral van zijn ____ ; en zijn volume van zijn ______.
A. nucleonen; nucleonen (= kerndeeltjes).
B. elektronen; elektronen.
C. elektronen; nucleonen.
D. nucleonen; elektronen.
D is juist. Andere keuzes zijn gewoon gegokt.
21. Bekijk een houten blok die op water drijft. Als je het blok naar beneden duwt tot het volledig ondergedompeld is,
wordt de opwaartse kracht op het blok
A. Groter.
B. Kleiner.
C. Blijft gelijk.
D. Hangt af van hoever het blok onder water wordt geduwd.
A is juist. Andere keuzes missen het verband tussen grotere opwaartse kracht en grotere hoeveelheid verplaatst
water.
22. Een opgeblazen ballon vastgebonden aan een zware rotsblok is ondergedompeld in water. Naarmate de ballon
dieper zinkt, wordt de opwaartse kracht die op de ballon werkt
A. groter.
B. kleiner.
C. Blijft steeds gelijk.
D. Er is meer informatie nodig.
B is juist. Andere keuzes wijzen op het ontbreken van inzicht dat de ballon samengedrukt wordt door de
waterdruk – samendrukking wordt groter met toenemende diepte – waardoor minder waterverplaatsing. Omdat
hier meerdere concepten spelen, mag men meer onjuiste antwoorden verwachten.
23. De voornaamste bron voor de inwendige energie van de aarde is
A. getijdenwerking.
B. gravitatie druk.
C. radioactiviteit.
D. geothermische warmte.
C is juist (ook Lord Kelvin vergat dit bij zijn berekening van de ouderdom van de aarde, radioactiviteitwas nog
niet gekend). Keuzes A and B zijn kleinere enrgiebronnen, en keuze D verklaart niets.
24. Het oppervlak van de planeet aarde verliest vooral energie aan de ruimte door
A. geleiding.
B. Convectie
C. straling.
D. radioactiviteit.
C is juist, omdat het de enige keuze is waarbij rekening gehouden wordt met het ruimtevacuüm. De andere
keuzes doen dat niet.
25. De “broeikasgassen” die bijdragen tot de opwarming van de planeet absorberen
A. meer zichtbare straling dan infrarode.
C.
B. meer infrarode straling dan zichtbare
D
Zichtbare en infrarode straling ongeveer
evenveel.
Zeer weinig straling van om het even welke soort.
B is juist. Keuze A haalt de feiten door elkaar. Keuzes C en D zijn waardeloos.
26. In een mengsel van waterstof, zuurstof en stikstofgas bij een bepaalde temperatuur, zijn de moleculen die de
grootste gemiddelde snelheid hebben de moleculen van
A.
B.
C.
D.
waterstof.
zuurstof.
stikstof.
Alle moleculen hebben dezelfde gemiddelde snelheid.
A is juist. Andere keuzes houden ofwel geen rekening dat waterstof de kleinste massa heeft, ofwel dat voor
dezelfde KE de kleinste massa de grootste snelheid betekent – of zien niet de relatie tussen temperatuur en KE.
27. De elektrische aantrekkingskracht tussen een elektron en een proton is groter op
A. Het proton.
B. Het elektron.
C. Geen van beide, ze zijn allebei gelijk.
C is juist. Andere keuzes houden geen rekening met Newton's derde wet.
28. Onmiddellijk nadat twee aparte geladen deeltjes uit rust komen, krijgen beide een hogere snelheid. Daarvoor
hebben de deeltjes
A. Hetzelfde ladingsteken.
B. Tegengestelde ladingstekens.
C. Zowel hetzelfde als het tegengestelde ladingsteken.
D. Er is meer informatie nodig.
C is juist. Keuze A duidt op een overijld antwoord. Keuze B zou juist zijn als toename van versnelling in plaats
van snelheid het geval was. Keuze D heeft geen verdienste.
29. Vergeleken met de stroomsterkte in de withete gloeidraad van een gewone gloeilamp, is de stroomsterkte in de
verbindingsdraad
A. kleiner
B. groter.
C. dezelfde.
D. Er is meer informatie nodig.
C is juist. Andere keuzes wijzen op een algemene misvatting over stroomsterkte, die moet bijgewerkt worden.
30. Naarmate meer lampen aangesloten worden op een stroomkring in serie, wordt de stroom in de spanningsbron
A. groter.
B. kleiner.
C. Niet veranderd.
D. Er is meer informatie nodig.
B is juist. Andere keuzes wijzen op een gebrekkige kennis van de wet van Ohm in stroomkringen.
31. Naarmate meer lampen aangesloten worden op een stroomkring in parallel, wordt de stroom in de spanningsbron
A. groter.
C. Niet veranderd.
B. kleiner.
D. Er is meer informatie nodig.
A is juist. Meer uitdagend dan de vorige vraag, wijzen andere keuzes ook op een gebrekkige kennis van de wet
van Ohm in stroomkringen.
32. Een condensator verliest iedere seconde de helft van zijn lading. Als de lading na vijf seconden gelijk is aan q,
dan was de oorspronkelijke lading ?
A. 4q.
B. 8q.
C. 16q.
D. 32q.
E. Geen enkele van de waarden.
D is juist. Geen rekening houden met de exponentiële aard van het verval geeft de andere keuzes. Rekenfouten
kunnen verantwoordelijk zijn voor keuzes C of E.
33. De magnetische kracht op een bewegend geladen deeltje kan van het deeltje
A. De snelheid
veranderen.
B. De richting
veranderen.
C. Allebei veranderen. D. Geen van beide
veranderen.
B is juist. Keuzes A of C kunnen wijzen op verwarring tussen elektrische en magnetische krachten op deeltjes.
34. Een step-up transformator in een elektrische kring kan het volgende optransformeren
A. De spanning.
B. De energie.
C. allebei.
D. Geen van beiden.
A is juist. Keuze B is in erge tegenspraak met de wet van energiebehoud en net zoals voor keuze C—een oproep
voor remediëring.
35. De gemeenschappelijke inductie van elektrische en magnetische velden produceert
A. licht.
B. energie.
C. Allebei.
D. Geen van beiden.
A is juist. Een verkeerd antwoord voor deze vraag, vooral als het volgt op een verkeerd antwoord op de vorige
vraag, vereist serieuze remediëring.
36. Ieder van de volgende zijn elektromagnetische golven UITGEZONDERD
A.
B.
C.
D.
E.
radiogolven.
microgolven.
lichtgolven.
X-stralen.
Geen enkele is van een andere familie, het zijn allemaal elektromagnetische golven.
E is juist. Keuze A wijst op verwarring tussen geluids- en radiogolven. Andere keuzes wijzen op gebrek aan
kennis over het elektromagnetisch spectrum.
37. Je zwaait over en weer op een schommel. Als je rechtstaat in plaats van te zitten, wordt de tijd voor een over en
weer zwaai
A. langer.
B. korter.
C. ongewijzigd.
B is juist, omdat het zwaartepunt hoger ligt en zo effectief de slingerlengte korter maakt. Andere keuzes wijzen op
een onjuist begrip van de slingerbeweging.
38. Vergeleken bij het geluid dat je hoort van een stilstaande sirene van een brandweerauto, heeft het geluid dat je
hoort wanneer het voertuig dichterbij komt een toenemende
A. snelheid.
B. frequentie.
C. Allebei.
D. Geen van beiden.
B is juist. Keuze A wijst op onwetendheid over het Doppler effect, en keuze C op verwarring eerder dan
onwetendheid.
39. Terwijl een vliegtuig een geluidsknal veroorzaakt, is het vliegtuig
A. Door de geluidsmuur gebroken.
B. Uit een subsonische duik gekomen.
C.
D.
Sneller aan 't vliegen dan het geluid.
Ieder van deze produceert een geluidsknal.
C is juist. Keuze A illustreert de populaire misvatting dat een knal alleen optreedt als een vliegtuig sneller vliegt
dan het geluid. Keuze C is het meest algemeen en daarom het beste antwoord. Keuze B is onjuist wegens de
subsonische snelheid, die verward kan worden met supersonische snelheid, waardoor keuze D juist zou lijken.
40. Interferentie treedt op bij
A. geluidsgolven.
B. lichtgolven.
C. Allebei.
D. Geen van beiden.
C is juist. Andere keuzes schieten te kort in het herkennen van algemene karakteristieken van golven.
41. De geluidssnelheid in lucht hangt af van
A. frequentie.
B. golflengte.
C. luchttemperatuur.
D. Alle items.
E. Geen van alle.
C is juist. Andere keuzes wijzen op basismisvattingen over geluidsgolven.
42. Jouw vriend beweert dat onder gelijk welke voorwaarden, om het even welke radiogolf sneller beweegt dan
gelijk welke geluidsgolf.
A. Je bent akkoord met je vriend.
B. Je bent niet akkoord met je vriend.
A is juist. Keuze B, indien geen gok, kan wijzen op “gelijk welke voorwaarden” beschouwd als teveel
voorwaarden.
43. Het verschijnsel van zwevingen is het gevolg van geluidsA. reflectie.
B. breking.
C. interferentie.
D. Alle items.
E. Geen van alle.
C is juist. Andere keuzes wijzen op weinig tot geen enkel begrip over zwevingen.
44. Om je ganse gelaat te zien in een door damp beslagen spiegel, moet je vergeleken met de hoogte van je gelaat,
een plek wegvegen met een minimum hoogte van
A.
B.
C.
D.
Een kwart.
De helft
Dezelfde hoogte.
Hangt af van je afstand tot de spiegel.
B is juist. Keuze D, het antwoord dat veel leerlingen geven, illustreert de veel voorkomende misvatting over
spiegels en reflectie. Keuzes A en C zijn gissingen.
45. Licht dat weerkaatst op een glad oppervlak ondergaat een verandering in
A. frequentie.
B. snelheid.
C. golflengte.
D. Alle items.
E. Geen van alle.
E is juist. Andere keuzes zijn gissingen of onwetendheid over weerkaatsing.
46. Welke van de eigenschappen verandert als licht gebroken wordt doordat het verandert van medium
A. Snelheid.
B. golflengte.
C. Allebei.
D. geen van beiden.
C is juist. Keuze A is een populair antwoord, maar verliest uit het oog dat de golven samengedrukt worden bij
lagere snelheid. Leerlingen moeten weten dat de frequentie niet verandert.
47. Als wit licht door een prisma gaat, wordt groen licht meer afgebogen dan
A. blauw licht.
B. violet licht.
C. rood licht.
D. Twee van de keuzes zijn juist.
E. Geen van de items is juist.
C is juist. Andere keuzes wijzen op onwetendheid met het feit dat een prisma de hogere frequenties meer afbuigt
dan de lagere frequenties, of onzekerheid over de relatieve frequenties van de verschillende kleuren.
48. Als je kijkt naar de rode blaadjes van een roos, is de kleur van het licht dat je ziet
A. rood.
B. groen.
C. wit zonder rood.
D. Een mengsel van groen en geel.
E. cyaan.
A is juist. Andere keuzes illustreren het gezegde dat weinig weten soms meer nadelig is dan niets weten. Dit is
een no-brainer voor kinderen, maar kan verwarrend zijn voor diegenen die complexiteit verwachten waar er
geen is.
49. Als de gele kleur zichtbaar is op je TV-scherm, zijn de fosfordeeltjes die geactiveerd worden
A. Vooral de gele.
B. Blauw en rood.
C. groen en geel.
D. rood and groen.
D is juist. Andere keuzes wijzen op weinig kennis van kleuradditie.
50. De rode gloed in de neonbuis van een reclamebord is het resultaat van
A. fluorescentie.
B. gloeiverschijnsel.
C. polarisatie.
D. coherentie.
E is juist. Andere keuzes zijn louter gissingen, en zonder verdienste.
E. Spontane emissie.
51. Polarisatie is een eigenschap van
A. transversale golven.
B. longitudinale golven
C. alle golven.
D. Geen van alle.
A is juist. Andere keuzes wijzen op gebrek aan het feit dat polarisatie transversale onderscheidt van
longitudinale golven.
52. Astrofysici zijn in staat elementen in de buitenste lagen van een ster te identificeren door de studie van
A. Het Doppler effect.
B. De moleculaire structuur.
C. De temperatuur.
D. Het spectrum.
D is juist. Andere keuzes zijn gissingen.
53. Als de zon in elkaar klapt en een zwart gat wordt, zal de aardplaneet
A. Verder de huidige baan beschrijven.
B. Wegvliegen in een baan volgens de raaklijn.
C. Waarschijnlijk opgezogen in het zwarte gat.
D. Uit elkaar getrokken worden door
getijdenwerking.
E. Zowel C en D.
A is juist, omdat geen van de waarden in Newton's formule voor gravitatie verandert. Andere keuzes wijzen op
algemene misconcepties, tijd voor remediëring in de klas.
54. Elk atoom dat een alfa of beta deeltje uitzendt
A.
B.
C.
D.
Wordt steeds een atoom van een verschillend element.
Kan eventueel een atoom van een verschillende element worden.
Wordt een verschillend isotoop van hetzelfde element.
Neemt zijn massa toe.
A is juist. Andere keuzes betekenen onvoldoende kennis over radioactiviteit.
55. Veronderstel dat het aantal neutronen in een reactor die opgestart wordt, elke minuut verdubbeld zodat één
miljard neutronen bereikt worden in 10 minuten. Wanneer werd het aantal neutronen een half miljard?
A. 1 minuut.
B. 2 minuten.
C. 5 minuten.
D. 9 minuten.
E. Geen van deze items.
D is juist. Andere keuzes wijzen op verkeerd begrijpen van exponentiële groei of zijn misrekeningen.
56. Als een uraniumkern een fusie ondergaat, wordt de energie in eerste instantie vrijgemaakt in de vorm van
A. gamma straling.
B. kinetische energie van fusiefragmenten.
C.
D.
Kinetische energie van uitgestoten neutronen.
Alle items ongeveer in dezelfde hoeveelheid.
B is juist. Keuze A geeft een populaire misvatting over gamma straling in fusie weer. Keuze C kan beïnvloed zijn
door de grote hoeveelheid energie van neutronen bij fusiereacties, waarbij slechts twee deeltjes energie delen.
Keuze D is een gok.
57. Als een fusiereactie een paar waterstof isotopen omzet in een alfadeeltje en een neutron, wordt het grootste deel
van de energie vrijgemaakt in de vorm van
A. gamma straling.
B. kinetische energie van het alfadeeltje.
C. kinetische energie van het neutron.
D. Alle items ongeveer in dezelfde hoeveelheid.
C is juist, volgens behoud van impuls. Keuze A geeft een populaire misvatting over gamma straling in fusie weer.
Keuze B duidt op verwarring met fusie - of is een gok zoals keuze D waarschijnlijk is.
58. Aangezien er een bovenlimiet is voor de snelheid van deeltjes, is er ook een bovenlimiet voor
A. impuls.
B. kinetische energie.
C. temperatuur.
D. Alle items.
E. Geen van deze items.
E is juist, aangezien impuls en kinetische energie (en, mogelijk temperatuur) naar oneindig streven als snelheid
de lichtsnelheid benadert.
59. Relativistische vergelijkingen voor tijdsrek, lengtecontractie en relativistische impuls en energie blijven geldig
bij
A. Snelheden tegen die van het licht.
C. Alle snelheden.
B. Alledaagse lage snelheden.
D. Gelden alleen bij benadering.
C is juist. Keuze A is gesteund op de misvatting dat relativiteit alleen geldt bij hoge snelheden. Het geldt ook
voor lage snelheden waardoor klassieke voorspellingen gedupliceerd worden.
60. De vergelijking E = mc2 geeft weer dat de energie
A. Gelijk is aan het kwadraat van de massa die beweegt met lichtsnelheid.
B. Gelijk is aan de bewegende massa.
C. Fundamenteel verschilt van de massa.
D. En massa nauw verwant zijn.
D is juist. Keuze A wijst op verkeerd lezen van de formule, en keuzes B en C hebben geen waarde.
60 Vragen —Basiskennis fysica
Paul G. Hewitt (Arbor Scientific)
1. Er is geen luchtweerstand aanwezig, een bal wordt met massa m wordt omhoog gegooid tot 20 m hoogte. In de
10-m positie, op halve hoogte, is de netto kracht op de bal
A. 2mg.
B. mg.
C. mg/2.
D. mg/4.
2. Als je een bal laat vallen, versnelt hij naar beneden met 9.8 m/s2. Als je hem daarentegen naar omlaag gooit, dan
is zijn versnelling, onmiddellijk nadat de bal je hand verlaat en zonder luchtweerstand, gelijk aan
A.
B.
C.
D.
9.8 m/s2.
meer dan 9.8 m/s2.
minder dan 9.8 m/s2.
Kan net niet zeggen, tenzij de snelheid van de worp gegeven is.
3. Een zwaar rotsblok en een licht rotsblok hebben in vrije val (geen luchtweerstand) dezelfde versnelling. Het
zware rotsblok heeft geen grotere versnelling omdat de
A. Gravitatiekracht op beide rotsblokken dezelfde is.
B. De luchtweerstand bij vrije val nul is..
C. De traagheid (inertie) van beide rotsblokken gelijk is.
D. De verhouding kracht tot massa dezelfde is.
E. Geen enkel van bovenstaande antwoorden is juist.
4. Een kanonbal wordt vanaf een rotswand horizontaal weggeschoten met 10 m/s. Eén seconde na het afvuren is
zijn snelheid ongeveer
A. 10 m/s.
B. 14 m/s.
C. 16 m/s.
D. 20 m/s.
5. Ten opzichte van de grond, versnelt een vliegtuig als het met de wind mee vliegt, en vertraagt het wanneer het
wind tegen heeft. Wanneer de wind in een hoek van 90° op de vliegrichting blaast, zal de snelheid van het
vliegtuig ten opzichte van de grond
A. toenemen.
B. afnemen.
C. Gelijk blijven alsof er geen wind is.
D. Er is meer informatie nodig.
6. Een karate slag levert een kracht van 3000 N op een plank, die breekt. De kracht die de plank op de hand
uitoefent tijdens deze gebeurtenis is
A. kleiner dan 3000 N.
B. 3000 N.
C. groter dan 3000 N.
D. Er is meer informatie nodig.
7. Een wiskundeboek en een fysicaboek zijn aan elkaar vast gebonden met een koord van een bepaalde lengte.
Terwijl het koord gespannen blijft, wordt een van de boeken over de tafelrand geduwd. Terwijl dit boek valt,
wordt het andere boek horizontaal over het tafeloppervlak getrokken. Zonder wrijving, is de versnelling van de
boeken
A.
B.
C.
D.
E.
nul.
g/2.
g.
Een waarde tussen nul en g.
Een waarde die groter kan zijn dan g.
8. Als een toename van de snelheid de bewegingsghoeveelheid (impuls) van een bewegend lichaam verdubbbelt,
dan zal de kinetische energie
A. Toenemen, maar minder dan het dubbele.
C. Toenemen maar meer dan het dubbele.
B. verdubbelen.
D. Hangt af van niet gegeven factoren.
9. Als een toename in snelheid de kinetische energie van een bewegend lichaam verdubbelt, zal de
bewegingshoeveelheid
A. Toenemen, maar minder dan het dubbele.
B. verdubbelen.
C. Toenemen, maar meer dan het dubbele.
D. Hangt af van niet gegeven factoren.
10. Grote broer en kleine zus kunnen op de wip in evenwicht blijven door de uitgebalanceerde
A. krachten.
B. momenten.
C. Energieën.
D. A, B en C.
11. Als een roterend systeem ineenkrimpt zonder uitwendig moment, wordt zijn rotatiesnelheid groter en zijn
impulsmoment
A. Neemt af.
B. Neemt toe.
C. Blijft onveranderd.
D. Kan toenemen of afnemen.
12. Een bal rolt een hellend vlak naar beneden. De normaalkracht op de bal (de kracht loodrecht op het hellend valk)
A. Is gelijk aan mg.
B. Is altijd groter dan mg.
C. Kan groter of kleiner dan mg zijn.
D. is altijd kleiner dan mg.
13. Een bal rolt in een horizontale cirkelvormige baan binnen een kegeloppervlak. De normaalkracht op de bal
A. is mg.
B. is altijd groter dan mg
15.
C. kan groter or kleiner dan mg zijn.
D. is altijd kleiner dan mg .
Een bal in rust is opgehangen is aan een enkele verticale koord, dan is de spankracht van de koord mg. Als men de
bal in een horizontale cirkel doet bewegen zodat de koord een kegel beschrijft, dan is de spankracht in de koord
A.
B.
C.
D.
Gelijk aan mg.
Altijd groter dan mg.
Altijd kleiner dan mg.
groter of kleiner dan mg afhankelijk van de balsnelheid.
15. Veronderstel dat je op het oppervlak van een inkrimpende planeet staat. Als de planeet inkrimpt tot een tiende
van zijn originele diameter zonder dat de massa verandert, zal je gewicht op het ingekrompen oppervlak
A. 1/100 meer bedragen.
B. 10 keer meer bedragen.
C. 100 keer meer bedragen.
D. 1000 keer meer bedragen.
E.
Geen enkel antwoord juist.
16. Dat de maan steeds met dezelfde kant naar de aarde wijst is een bewijs dat de maan rond haar as draait ongeveer
eenmaal
A.
B.
C.
D.
Per dag.
Per maand.
Per jaar.
Niets van dat alles, de maan draait niet om haar as.
17. De maan is het meest verantwoordelijk voor de getijden op aarde. Wie oefent het meest trekkracht uit op aarde
en oceanen?
A. Maan.
B. Zon.
C. Allebei ongeveer evenveel
18. Een ruimtetuig op weg van de aarde naar de maan wordt evenveel aangetrokken door de aarde en de maan als het
A. Dichter bij het aardoppervlak is.
B. Dichter bij het maanoppervlak is.
C. Halfweg is tussen aarde en maan.
D. Op geen enkel punt, want de aarde trekt steeds het meest aan.
19. Aardsatellieten zoals de ruimteshuttle beschrijven hun baan op hoogtes die zich boven
A. De aardatmosfeer bevinden.
B. Het gravitatieveld bevinden
C. Beide
20. De massa van een klassiek atoom komt vooral van zijn ____ ; en zijn volume van zijn ______.
A. nucleonen; nucleonen (kerndeeltjes).
B. elektronen; elektronen.
C. elektronen; nucleonen.
D. nucleonen; elektronen.
21. Bekijk een houten blok die op water drijft. Als je het blok naar beneden duwt tot het volledig ondergedompeld is,
wordt de opwaartse kracht op het blok
A.
B.
C.
D.
Groter.
Kleiner.
Blijft gelijk.
Hangt af van hoever het blok onder water wordt geduwd.
22. Een opgeblazen ballon vastgebonden aan een zware rotsblok is ondergedompeld in water. Naarmate de ballon
dieper zinkt, wordt de opwaartse kracht die op de ballon werkt
A. groter.
B. kleiner.
C. Blijft steeds gelijk.
D. Er is meer informatie nodig.
23. De voornaamste bron voor de inwendige energie van de aarde is
A. getijdenwerking.
B. gravitatie druk.
C. radioactiviteit.
D. geothermische warmte.
24. Het oppervlak van de planeet aarde verliest vooral energie aan de ruimte door
A. geleiding.
B. Convectie
C. straling.
D. radioactiviteit.
25. De “broeikasgassen” die bijdragen tot de opwarming van de planeet absorberen
A. meer zichtbare straling dan infrarode.
C.
B. meer infrarode straling dan zichtbare
D
Zichtbare en infrarode straling ongeveer
evenveel.
Zeer weinig straling van om het even welke soort.
26. In een mengsel van waterstof, zuurstof en stikstofgas bij een bepaalde temperatuur, zijn de moleculen die de
grootste gemiddelde snelheid hebben de moleculen van
A.
B.
C.
D.
waterstof.
zuurstof.
stikstof.
Alle moleculen hebben dezelfde gemiddelde snelheid.
27. De elektrische aantrekkingskracht tussen een elektron en een proton is groter op
A. Het proton.
B. Het elektron.
C. Geen van beide, ze zijn allebei gelijk.
28. Onmiddellijk nadat twee aparte geladen deeltjes uit rust komen, krijgen beide een hogere snelheid. Daarvoor
hebben de deeltjes
A.
B.
C.
D.
Hetzelfde ladingsteken.
Tegengestelde ladingstekens.
Zowel hetzelfde als het tegengestelde ladingsteken.
Er is meer informatie nodig.
29. Vergeleken met de stroomsterkte in de withete gloeidraad van een gewone gloeilamp, is de stroomsterkte in de
verbindingsdraad
A. Kleiner
B. groter.
C. dezelfde.
D. Er is meer informatie nodig.
30. Naarmate meer lampen aangesloten worden op een stroomkring in serie, wordt de stroom in de spanningsbron
A. groter.
B. kleiner.
C. Niet veranderd.
D. Er is meer informatie nodig.
31. Naarmate meer lampen aangesloten worden op een stroomkring in parallel, wordt de stroom in de spanningsbron
A. groter.
C. Niet veranderd.
B. kleiner.
D. Er is meer informatie nodig.
32. Een condensator verliest iedere seconde de helft van zijn lading. Als de lading na vijf seconden gelijk is aan q,
dan was de oorspronkelijke lading ?
A. 4q.
B. 8q.
C. 16q.
D. 32q.
E. Geen enkele van de waarden.
33. De magnetische kracht op een bewegend geladen deeltje kan van het deeltje
A. De snelheid
veranderen.
B. De richting
veranderen.
C. Allebei veranderen. D. Geen van beide
veranderen.
34. Een transformator in een elektrische kring kan het volgende optransformeren
A. De spanning.
B. De energie.
C. allebei.
D. Geen van beiden.
35. De gemeenschappelijke inductie van elektrische en magnetische velden produceert
A. licht.
B. energie.
C. Allebei.
D. Geen van beiden.
36. Ieder van de volgende zijn elektromagnetische golven UITGEZONDERD
A.
B.
C.
D.
E.
radiogolven.
microgolven.
lichtgolven.
X-stralen.
Geen enkele is van een andere familie, het zijn allemaal elektromagnetische golven.
37. Je zwaait over en weer op een schommel. Als je rechtstaat in plaats van te zitten, wordt de tijd voor een over en
weer zwaai
A. langer.
B. korter.
C. ongewijzigd.
38. Vergeleken bij het geluid dat je hoort van een stilstaande sirene van een brandweerauto, heeft het geluid dat je
hoort wanneer het voertuig dichterbij komt een toenemende
A. snelheid.
B. frequentie.
C. Allebei.
D. Geen van beiden.
39. Terwijl een vliegtuig een geluidsknal veroorzaakt, is het vliegtuig
A. Door de geluidsmuur gebroken.
B. Uit een subsonische duik gekomen.
C.
D.
Sneller aan 't vliegen dan het geluid.
Ieder van deze produceert een geluidsknal.
40. Interferentie treedt op bij
A. Geluidsgolven.
B. lichtgolven.
C. Allebei.
D. Geen van beiden.
41. De geluidssnelheid in lucht hangt af van
A. frequentie.
B. golflengte.
C. luchttemperatuur.
D. Alle items.
E. Geen van alle.
42. Jouw vriend beweert dat onder gelijk welke voorwaarden, om het even welke radiogolf sneller beweegt dan
gelijk welke geluidsgolf.
A. Je bent akkoord met je vriend.
B. Je bent niet akkoord met je vriend.
43. Het verschijnsel van zwevingen is het gevolg van geluidsA. reflectie.
B. breking.
C. interferentie.
D. Alle items.
E. Geen van alle.
44. Om je ganse gelaat te zien in een door damp beslagen spiegel, moet je vergeleken met de hoogte van je gelaat,
een plek wegvegen met een minimum hoogte van
A.
B.
C.
D.
Een kwart.
De helft
Dezelfde hoogte.
Hangt af van je afstand tot de spiegel.
45. Licht dat weerkaatst op een glad oppervlak ondergaat een verandering in
A. frequentie.
B. snelheid.
C. golflengte.
D. Alle items.
E. Geen van alle.
46. Welke van de eigenschappen verandert als licht gebroken wordt doordat het verandert van medium
A. Snelheid.
B. golflengte.
C. Allebei.
D. geen van beiden.
47. Als wit licht door een prisma gaat, wordt groen licht meer afgebogen dan
A. blauw licht.
B. violet licht.
C. rood licht.
D. Twee van de keuzes zijn juist.
E. Geen van de items is juist.
48. Als je kijkt naar de rode blaadjes van een roos, is de kleur van het licht dat je ziet
A. rood.
B. groen.
C. wit zonder rood.
D. Een mengsel van groen en geel.
E. cyaan.
49. Als de gele kleur zichtbaar is op je TV-scherm, zijn de fosfordeeltjes die geactiveerd worden
A. Vooral de gele.
B. Blauw en rood.
C. groen en geel.
D. rood and groen.
50. De rode gloed in de neonbuis van een reclamebord is het resultaat van
A. fluorescentie.
B. gloeiverschijnsel.
C. polarisatie.
D. coherentie.
E. Spontane emissie.
51. Polarisatie is een eigenschap van
A. transversale golven.
B. Longitudinale golven
C. alle golven.
D. Geen van alle.
52. Astrofysici zijn in staat elementen in de buitenste lagen van een ster te identificeren door de studie van
A. Het Doppler effect.
B. De moleculaire structuur.
C. De temperatuur.
D. Het spectrum.
53. Als de zon in elkaar klapt en een zwart gat wordt, zal de aardplaneet
A. Verder de huidige baan beschrijven.
B. Wegvliegen in een baan volgens de raaklijn.
C. Waarschijnlijk opgezogen in het zwarte gat.
D. Uit elkaar getrokken worden door
getijdenwerking.
E. Zowel C en D.
54. Elk atoom dat een alfa of beta deeltje uitzendt
A.
B.
C.
D.
Wordt steeds een atoom van een verschillend element.
Kan eventueel een atoom van een verschillende element worden.
Wordt een verschillend isotoop van hetzelfde element.
Neemt zijn massa toe.
55. Veronderstel dat het aantal neutronen in een reactor die opgestart wordt, elke minuut verdubbeld zodat één
miljard neutronen bereikt worden in 10 minuten. Wanneer werd het aantal neutronen een half miljard?
A. 1 minuut.
B. 2 minuten.
C. 5 minuten.
D. 9 minuten.
E. Geen van deze items.
56. Als een uraniumkern een fusie ondergaat, wordt de energie in eerste instantie vrijgemaakt in de vorm van
A. gamma straling.
B. kinetische energie van fusiefragmenten.
C.
D.
Kinetische energie van uitgestoten neutronen.
Alle items ongeveer in dezelfde hoeveelheid.
57. Als een fusiereactie een paar waterstof isotopen omzet in een alfadeeltje en een neutron, wordt het grootste deel
van de energie vrijgemaakt in de vorm van
A. gamma straling.
C. kinetische energie van het neutron.
B. kinetische energie van het alfadeeltje.
D. Alle items ongeveer in dezelfde hoeveelheid.
58. Aangezien er een bovenlimiet is voor de snelheid van deeltjes, is er ook een bovenlimiet voor
A. impuls.
B. kinetische energie.
C. temperatuur.
D. Alle items.
E. Geen van deze items.
59. Relativistische vergelijkingen voor tijdsrek, lengtecontractie en relativistische impuls en energie blijven geldig
bij
A. Snelheden tegen die van het licht.
B. Alledaagse lage snelheden.
C. Alle snelheden.
D. Gelden alleen bij benadering.
60. De vergelijking E = mc2 geeft weer dat de energie
A. Gelijk is aan het kwadraat van de massa die beweegt met lichtsnelheid.
B. Gelijk is aan de bewegende massa.
C. Fundamenteel verschilt van de massa.
D. En massa nauw verwant zijn.