A fizika középszintű szóbeli érettségi témakörei és a kapcsolódó mérések, kísérletek (Diák)

Átírás

1 1. Egyenes vonalú mozgások A fizika középszintű szóbeli érettségi témakörei és a kapcsolódó mérések, kísérletek (Diák) Az egyenes vonalú egyenletes mozgás vizsgálata Mikola-csővel A Mikola-csőben lévő buborék mozgását tanulmányozva igazolja az egyenes vonalú egyenletes mozgásra vonatkozó összefüggést! Rögzítse a Mikola-csövet a befogó segítségével az állványhoz, és állítsa pl. 20 -os dőlésszögre! Figyelje meg a buborék mozgását, amint az a csőben mozog! A stopperóra és a mérőszalag segítségével mérje meg, hogy mekkora utat tesz meg a buborék egy előre meghatározott időtartam (pl. 3 s) alatt! Ismételje meg a mérést még kétszer, és minden alkalommal jegyezze fel az eredményt! Utána mérje meg azt, hogy mennyi idő alatt tesz meg a buborék egy előre meghatározott utat (pl. 40 cm-t)! Ezt a mérést is ismételje meg még kétszer, eredményeit jegyezze fel! Utána növelje meg a Mikola-cső dőlésének szögét 45 -osra és az új elrendezésben ismét mérje meg háromszor, hogy adott idő alatt mennyit mozdul el a buborék, vagy azt, hogy adott távolságot mennyi idő alatt tesz meg! Mikola-cső állvánnyal és szögmérővel, mérőszalaggal, stopper, kréta.. 1

2 2. Newton törvényei A rugós ütközőkkel ellátott kocsik és a rájuk rögzíthető súlyok segítségével tanulmányozza a rugalmas ütközés jelenségét. A kocsikat helyezze sima felületű vízszintes asztalra, illetve sínre úgy, hogy a rugós ütközők egymás felé nézzenek! A két kocsira rögzítsen egyforma tömegű nehezékeket, és az egyik kocsit meglökve ütköztesse azt a másik, kezdetben álló kocsival! Figyelje meg, hogy a kocsik hogyan mozognak közvetlenül az ütközés után! Ismételje meg a kísérletet úgy, hogy a kocsik szerepét felcseréli! Változtassa meg a kocsikra rögzített tömegeket úgy, hogy az egyik kocsi lényegesen nagyobb tömegű legyen a másik kocsinál! Végezze el az ütközési kísérletet úgy, hogy a kisebb tömegű kocsit löki neki a kezdetben álló, nagyobb tömegűnek! Ismételje meg a kísérletet úgy is, hogy a nagyobb tömegű kocsit löki neki a kezdetben álló, kisebb tömegűnek! kiskocsik, hozzájuk tartozó különféle ütközők, sín, léggömb, Newton bölcső, nehezékek. 2

3 3. A súrlódás Szemléltesse kísérlettel a súrlódási erőt meghatározó paraméterek szerepét, valamint a tapadási és a csúszási súrlódás viszonyát! Végezzen mérést a súrlódási erő és az azt meghatározó mennyiségek közötti összefüggés jellegének szemléltetésére. Rugós erőmérő, dörzspapír, hasábok kampóval 3

4 4. A pontszerű test és a merev test egyensúlya, egyszerű gépek Erőmérővel kiegyensúlyozott karos mérleg segítségével tanulmányozza a merev testre ható forgatónyomatékokat és az egyszerű emelők működési elvét! Egy egyensúlyban lévő karos mérleg egyik oldalára akassza fel az ismert súlyú testet, és jegyezze fel a távolságot a rögzítési pont és a kar forgástengelye között! Rögzítse az erőmérőt a mérleg másik karján, a forgástengelytől ugyanekkora távolságra! Egyensúlyozza ki a mérleget függőleges irányú erővel, és a mért erőértéket jegyezze le! Változtassa meg az erőmérő rögzítési helyét (pl. a forgástengelytől fele-vagy harmadakkora távolságra, mint az első esetben), és ismét egyensúlyozza ki! A mért erőértéket és a forgástengelytől való távolságot ismét jegyezze fel! Készítsen értelmező rajzot, amely az elvégzett mérés esetében a mért erőértékek arányait és irányait magyarázza! 100 és 50 grammos nehezékek, lyukas karú emelő, állvány keresztrúddal, akasztóval 4

5 5. Periódikus mozgások Rugóra függesztett test rezgésének vizsgálata Különböző súlyok felhasználásával vizsgálja meg egy rugóra rögzített, rezgőmozgást végző test periódusidejének függését a test tömegétől. Rögzítse az egyik súlyt az állványról lelógó rugóra, majd függőleges irányban kissé kitérítve óvatosan hozza rezgésbe! Ügyeljen arra, hogy a test a mozgás során ne ütközzön az asztalhoz, illetve hogy a rugó ne lazuljon el teljesen! A rezgőmozgást végző test egyik szélső helyzetét alapul véve határozza meg a mozgás tíz teljes periódusának idejét, és ennek segítségével határozza meg a periódusidőt! A mérés eredményét jegyezze le, majd ismételje meg a kísérletet a többi súllyal is! A mérési eredményeket, valamint a kiszámított periódusidőket rögzítse táblázatban, majd ábrázolja a milliméterpapíron egy periódusidő-tömeg grafikonon! Tegyen kvalitatív megállapítást a rezgésidő tömegfüggésére! állvány, a rugó felfüggesztésére, rugó, 5 db azonos, ismert tömegű, felakasztható kis test, mérőszalag, stopper. 5

6 6. Munka, mechanikai energia Lejtőn leguruló kiskocsi, rugó, és ugró béka segítségével tanulmányozza a mechanikai energiák egymásba alakulását. Kis hajlásszögű (5-20 ) lejtőként elhelyezett sín végére rögzítünk a sínnel párhuzamosan szalagrugót. A kiskocsit három különböző magasságból engedje el, és figyelje meg a rugó összenyomódását! Keresse meg azt az indítási magasságot, amikor a kiskocsi éppen teljesen összenyomja a rugót! A nehezékek segítségével duplázza, illetve triplázza meg a kiskocsi tömegét, és a megnövelt tömegek esetén is vizsgálja meg, milyen magasságból kell elengedni a kiskocsit, hogy a rugó éppen teljesen összenyomódjon! 6

7 7. Szilárd anyagok, folyadékok és gázok hőtágulásának bemutatása A folyadékok, és levegő hőtágulásának vizsgálata A.) Fogja ujjai közé az alkoholos hőmérő folyadéktartályát, esetleg enyhén dörzsölje! Hogyan változik a hőmérő által mutatott hőmérsékletérték? B.) Fordítsa az üres lombikot a kivezetőcsővel lefelé, és merítse a kivezetőcsövet víz alá! Melegítse a kezével a lombik hasát! Mit tapasztal? Folyadékmanométerrel ellátott lombikban melegítse a levegőt. Mit tapasztal? A rendelkezésre álló eszközök segítségével szemléltesse különböző anyagok hőtágulását! levegő hőtágulását szemléltető eszközök, kálium-permanganát, víz, csepegtető, melegvízzel töltött kád, hőmérő. 7

8 8. Gázok állapotváltozásai Boyle-Mariotte törvény szemléltetése. Elzárt gázt összenyomva tanulmányozza a gáz térfogata és nyomása közti összefüggést állandó hőmérsékleten! A Boyle-Mariotte készülék segítségével szemléltesse az ideális gázok állapotváltozását állandó hőmérsékleten! Melyik törvény írja le ezt az állapotváltozást? Fogalmazza ezt meg! Igazolja mérésekkel e törvény helyességét! Legalább három különböző gázállapotra végezzen méréseket. Boyle-Mariotte eszköz, 8

9 9. Halmazállapot-változások Jég olvadáshőjének meghatározása Kísérlet leírása: Végezzen kísérletet olvadó jéggel, és határozza meg a jég olvadáshőjét! Tegyünk egy nagyobb, széles főzőpohárba aprított jeget, és kis gázlánggal lassan melegítsük a poharat! Mérjük azt a t időt, amíg a teljes jégmennyiség elolvad, majd folytassuk tovább a melegítést, változatlan körülmények között, még egyszer t ideig! A melegítést befejezve, mérjük meg a víz T hőmérsékletét! Számítsa ki a jég L0 olvadáshőjét, feltételezve, hogy a hőforrás azonos időtartamok alatt ugyanannyi energiát adott le. jégdarab, stopper, vízmelegítő, mérleg, borszeszégő, hőmérő, főzőpohár 9

10 10. Testek elektromos állapota Elektromos megosztás Különböző anyagok segítségével tanulmányozza a sztatikus elektromos töltés és a töltésmegosztás jelenségét! Dörzsölje meg az ebonitrudat a szőrmével (vagy műszálas textillel), és közelítse az egyik elektroszkóphoz úgy, hogy ne érjen hozzá az elektroszkóp fegyverzetéhez! Mit tapasztal? Mi történik akkor, ha a töltött rudat eltávolítja az elektroszkóptól? Ismételje meg a kísérletet papírral dörzsölt üvegrúddal! Mit tapasztal? b) Ismételje meg a kísérletet úgy, hogy a megdörzsölt ebonitrudat érintse hozzá az egyik elektroszkóphoz! Mi történik az elektroszkóp lemezkéivel? Dörzsölje meg az üvegrudat a bőrrel (vagy újságpapírral), és érintse hozzá a másik elektroszkóphoz! Mi történik az elektroszkóp lemezkéivel? A kapott videofelvételek alapján magyarázza mit történik, ha vezetővel összeköti a két elektroszkópot! elektrométer, műanyag rúd, üvegrúd, szőrme, bőr, laptop, videofelvételt tartalmazó CD 10

11 11. Soros kapcsolás és párhuzamos kapcsolás Egy áramforrás és két zseblámpaizzó segítségével tanulmányozza a soros, illetve a párhuzamos kapcsolás feszültség-és teljesítményviszonyait! Készítsen kapcsolási rajzot két olyan áramkörről, amelyben a két izzó sorosan, illetve párhuzamosan van kapcsolva! A rendelkezésre álló eszközökkel állítsa össze mindkét áramkört! Mérje meg a fogyasztókra eső feszültségeket és a fogyasztókon átfolyó áram erősségét mindkét kapcsolás esetén! Figyelje meg az izzók fényerejét mindkét esetben! 4,5V-os zsebtelep; két egyforma zsebizzó foglalatban; vezetékek; feszültségmérő műszer, áramerősség-mérő műszer (digitális multiméter). 11

12 12. Elektromágneses indukció Mozgási indukció vizsgálata Légmagos tekercs és mágnesek segítségével tanulmányozza az elektromágneses indukció jelenségét! Csatlakoztassa a tekercs két kivezetését az árammérőhöz! Dugjon be egy mágnest a tekercs hossztengelye mentén a tekercsbe! Hagyja mozdulatlanul a mágnest a tekercsben, majd húzza ki a mágnest körülbelül ugyanakkora sebességgel, mint amekkorával bedugta! Figyelje közben az áramerősség-mérő műszer kitérését! Ismételje meg a kísérletet fordított polaritású mágnessel is! Ismételje meg a kísérletet úgy, hogy gyorsabban (vagy lassabban) mozgatja a mágnest! Ezután fogja össze a két mágnest és a kettőt együtt mozgatva ismételje meg a kísérleteket! Ismételje meg a kísérletet kisebb és nagyobb menetszámú tekerccsel is! Röviden foglalja össze tapasztalatait! 2 db rúdmágnes, érzékeny árammérő, 300, 600, 1200 menetes transzformátortekercsek, röphuzalok, Lenz törvény bemutatására alkalmas eszköz 12

13 13. Az állandó mágneses mező tulajdonságai Mutassa be a rendelkezésre álló eszközökkel, hogy az állandó mágneses mezőben milyen alapkísérletek végezhetők. Vasreszelék, mágnes rudak, patkómágnes, szegek, acéllapocskák, mágneses eszközök. 13

14 14. Geometriai fénytan Az üveg törésmutatójának meghatározása Rögzítse a Hartl-korongra az üveg félkorongot úgy, hogy a 0 -nál beeső fénysugár a félkorong középpontján haladjon keresztül és irányváltoztatás nélkül lépjen ki. Ezután a korongot elforgatva, a kerületen lévő szögbeosztás segítségével olvasson le 5 összetartozó beesési és törési szögpárt! Méréseit foglalja táblázatba. Hartl-korong, üveg félkorong, fényforrás (lézerceruza) 14

15 15. A fény, mint elektromágneses hullám A polarizáció jelenségének bemutatása polárszűrővel Polárszűrőkkel tanulmányozza a fénypolarizáció jelenségét. Állapítsa meg az ismeretlen polárszűrőre jellemző polarizációs irányt. Helyezze egymásra a két polárszűrőt! A felső szűrőt lassan körbeforgatva figyelje meg, hogyan változik a két szűrőn átjutó fény intenzitása! Ennek segítségével állapítsa meg a felső polárszűrőre jellemző, ismeretlen polarizációs irányt! Két bekeretezett polárszűrő, melyek közül az egyik keretén meg van jelölve polarizációs irány, a másiknál nincsen; 15

16 16. A fény kettős természete A fényelektromos jelenség Negatív töltésekkel feltöltött cinklemezt UV fényforrással világítunk meg. Vizsgáljuk meg, hogyan hat a cinklemez töltéseire az UV-forrás (kvarclámpa) fénye. A rendelkezésre álló film, animáció segítségével ismertesse a fényelektromos jelenséget! laptop, fotoeffektus, fotocella kísérlet animáció, film 16

17 17. Az atommag összetétele, radioaktivitás A rendelkezésre álló táblázatok és diagramok alapján mutassa be a radioaktív sugárzás fajtáit és jellemző mennyiségeit! Elemezze és értelmezze a mellékelt ábrán feltüntetett bomlási sort. Szempontok az elemzéshez: Mit jelölnek a számok a grafikon vízszintes, illetve függőleges tengelyén? Mi a kiinduló elem és mi a végső (stabil) bomlástermék? Milyen bomlásnak felelnek meg a különböző irányú nyilak, hogyan változnak a jellemző adatok ezen bomlások során? Hány bomlás történik az egyik és hány a másik fajtából? Melléklet: az urán bomlási sora 17

18 18. Az atommagban lejátszódó jelenségek Az atommag stabilitása egy nukleonra jutó kötési energia Az alábbi grafikon segítségével elemezze, hogyan változik az atommagokban lévő nukleonok kötési energiája az atommag tömegszámának változásával! Értelmezze ennek hatását a lehetséges magátalakulásokra! Nevezze meg az a), b) és c) jelű nyilak által mutatott magátalakulásokat, valamint előfordulásukat a természetben és a technika világában! Melléklet: 18

19 19. A gravitációs mező gravitációs kölcsönhatás A nehézségi gyorsulás meghatározása fonálingával A fonálingát rögzítse az állványra, majd mérje meg a zsinór hosszát és jegyezze le! Kis kitérítéssel hozza az ingát lengésbe! Ügyeljen arra, hogy az inga maximális kitérése 20 foknál ne legyen nagyobb! Tíz lengés idejét stopperrel lemérve határozza meg az inga periódusidejét! Mérését ismételje meg még legalább négyszer! A mérést végezze el úgy is, hogy az inga hosszát megváltoztatja az új hosszal történő mérést is legalább ötször végezze el! állvány, fonal, 50 g-os test, mérőszalag, stopper 19

20 20. Naprendszer A Merkúr és a Vénusz összehasonlítása Az alábbi táblázatban szereplő adatok segítségével elemezze a Merkúr és a Vénusz közötti különbségeket, illetve hasonlóságokat! 1. ábra A Vénusz 2. ábra A Merkúr felszíne A feladat leírása: Tanulmányozza a Merkúrra és a Vénuszra vonatkozó adatokat! Mit jelentenek a táblázatban megadott fogalmak? Hasonlítsa össze az adatokat a két bolygó esetében, és értelmezze az eltérések okát a táblázatban található adatok felhasználásával! 20