3p Vraag 11 Welke frequentie moet het door de vleermuis

Oefentoets Havo
’16-‘17
Periode 1
Woensdag 14 Oktober: 8:30 – 10:30
Natuurkunde
Leerstof :
Hoofdstukken 5, 6 en 7
Tijdsduur :
Versie :
Vragen:
Punten:
Hulpmiddelen: Niet grafische rekenmachine, BiNaS 6de druk.
Opmerking :
Schrijf je berekeningen duidelijk op en let op
significantie.
Lever de bijlage in.
Aantal ll:
VEEL SUCCES!
2p
3p
Opgave 1: Straling op lood.
Als straling op een stof valt neemt de intensiteit van de straling af. Voor β-straling
en α-straling spreken we daarbij ook over de “dracht”. Daarnaast wordt voor alle
deeltjes gesproken over de halveringsdikte.
Vraag 1 Leg uit waarom bij röntgen- en γ-straling het begrip dracht niet gebruikt
wordt.
De halveringsdikte van lood voor γ-straling is 1,2 cm.
Vraag 2 Hoe dik (ongeveer) moet de loden afscherming van een γ-bron zijn om de
intensiteit van de doorgelaten straling te verlagen tot 1% van de
invallende straling?
4p
De activiteit van de bron die de γ-straling uitzendt wordt met een GM-teller gemeten.
Op het tijdstip t = 0 s registreert de teller 655 tikken per 10 s. Na 2,8 uur is het aantal
tikken per 10 s teruggelopen tot 95. Bij het meten van de achtergrondstraling
registreert de GM-teller gemiddeld 15 tikken per 10 s.
Vraag 3 Bereken de halveringstijd van de radioactieve isotoop in de bron.
3p
De γ-straling komt vrij bij het verval van Fr-223.
Vraag 4 Geef de vervalvergelijking van dit deeltje.
3p
3p
4p
Opgave 2: Röntgenfoto
Een röntgenbuis zendt fotonen uit met een energie van 57 keV
(1eV = 1,6·10−19 J). Met deze straling wordt een röntgenopname
van een hand gemaakt. De opname is lichter op die plaatsen waar
de hand meer straling heeft geabsorbeerd. Zie de foto hiernaast.
In het diagram onder de foto is voor bot én weefsel de intensiteit I
van de doorgelaten straling uitgezet tegen de afstand d die de
straling in bot of weefsel heeft afgelegd.
Vraag 5 Leg uit of grafiek 1 in het diagram hoort bij bot of bij
weefsel.
Het vermogen van de uitgezonden röntgenstraling is 50 mW.
Vraag 6 Bereken het aantal fotonen dat de röntgenbuis per seconde uitzendt.
Bij het maken van de röntgenfoto werd de hand gedurende
8,0 ms bestraald. De hand heeft een massa van 0,35 kg en
absorbeerde 20% van de uitgezonden straling.
Vraag 7 Bereken de equivalente dosis die de hand heeft
opgelopen.
Opgave 3: Afkoelen van soep
Jan en Pietje maken een dynamisch model van het afkoelen van een kop soep.
Het model dat ze hebben opgesteld is te zien in de tabel hiernaast.
1
2
3
4
Model
ΔT := Tsoep – Tlucht
dTsoep := -k * ΔT
Tsoep := Tsoep + dTsoep
t := t + dt
Startwaarden
Tsoep = 67
Tlucht = 20
k = 0,05
t=0
dt = 0,1
In het model staat:
 ΔT voor het temperatuurverschil tussen de soep en de lucht rondom de soep.
 dTsoep geeft aan hoeveel de temperatuur van de soep verandert.
2p
Vraag 8
Leg uit wat de betekenis is van modelregel 3 in het model.
3p
Vraag 9
Reken uit welke temperatuur de soep heeft na de eerste 2 stappen.
2p
De tijdstap dt in het model kan groter en kleiner gemaakt worden.
Vraag 10 Leg uit welke invloed dit groter of kleiner maken van de tijdstap heeft.
3p
2p
Opgave 4: Vleermuizen
Vleermuizen gebruiken hun oren om hun voedsel (insecten) te
zien. Ze zenden korte geluidpulsen uit. Het uitgezonden geluid
kaatst terug tegen het insect. De ontvangen echo geeft informatie
over waar het insect zich bevindt.
Als het insect kleiner is dan de golflengte van het geluid, 'ziet' de
vleermuis niets. Want in dat geval 'spoelt' het geluid om het insect
heen, en wordt niet teruggekaatst. De afmeting van het insect is
ongeveer 3 mm. De temperatuur van de lucht is 20 0C.
Vraag 11 Welke frequentie moet het door de vleermuis
uitgezonden geluid minstens hebben om het insect te kunnen 'zien'?
Vraag 12 Op welke manier kan de vleermuis de afstand tot het insect schatten?
Opgave 5: wiskunde
𝑇1 −𝑇22
zodat je kan bereken T2 = ……
2p
Vraag 13 Schrijf de volgende formule om: 𝑛 =
1p
Jacqueline en Richard hebben een experiment gedaan waarbij ze bij voorwerpen
van hetzelfde materiaal, het volume en de massa hebben bepaald. Met deze
meetwaarden willen ze de dichtheid bepalen. Voor de dichtheid geldt: d = m/V.
Ze vinden een dichtheid die gelijk is aan 7,7 g/cm3
Vraag 14 Reken om 7,7 g/cm3 = ……… cg/dm3.
3p
Opgave 6: Bungeejump
Jim mag voor zijn verjaardag op kosten van zijn vrienden een bungeejump maken.
Een 15 m lang, elastisch koord is aan één kant vastgemaakt aan een platform en
aan de andere kant aan Jim. In het laagste punt van de ’sprong’ is het koord 20 m
uitgerekt. De totale afstand die tijdens de val afgelegd wordt is dus 35 m. Het
bungeekoord heeft een veerconstante van 140 N/m. De massa van Jim is 68 kg.
Vraag 15 Bereken de veerkracht in het onderste punt.
3p
3p
3p
𝑇3
Vraag 16 Bereken de frequentie waarmee Joop na de sprong op-en-neer gaat
bewegen.
Opgave 7: Orgelpijpen
In een aangeblazen orgelpijp bevindt zich een resonerende luchtkolom. Bij de
aanblaasopening vormt zich een buik B, zoals in figuur hiernaast. De
temperatuur van de lucht is 20°C.
Vraag 17 Bereken de lengte van de pijp die bij een frequentie van 440 Hz de
grondtoon laat klinken.
Vraag 18 Bereken de frequentie van de 13de boventoon van deze orgelpijp.
Opgave 8: Primary GSM900
De P-GSM900 band is een groep frequenties rondom de 900 MHz die is
toegewezen aan GSM verkeer. De gereserveerde frequenties zijn 890-915 MHz. De
groep is gereserveerd voor verkeer van je smartphone met een basisstation. Net als
bij de radio wordt het GSM verkeer verzonden over draaggolven. Zo is het dus
mogelijk om veel gesprekken tegelijkertijd te kunnen voeren. Binnen deze 25 MHz
brede banden kunnen meerdere draaggolven worden geplaatst. De draaggolven
liggen 200 kHz uit elkaar.
2p
Vraag 19 Bereken het maximum aantal kanalen in deze GSM band.
3p
Bij het verzenden is gebruik gemaakt van FM-modulatie.
Vraag 20 Leg kort uit wat FM-modulatie is en geef een reden waarom in deze
situatie daarvan gebruik wordt gemaakt.