Examen HAVO
2009
tijdvak 1
donderdag 28 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
tevens oud programma natuurkunde 1,2
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 26 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 77 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald kunnen
worden.
Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt, worden
aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring, uitleg, berekening
of afleiding ontbreekt.
Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee redenen,
dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
923-1023-a-HA-1-o
, Opgave 1 Lord of the Flies
Lees eerst de tekst in het kader.
Er bestaan twee soorten brillenglazen:
- bolle (met een positieve sterkte) en
- holle (met een negatieve sterkte).
In de figuren hiernaast is getekend hoe bol hol
brillen- brillen-
een evenwijdige lichtbundel door elk van glas glas
deze brillenglazen wordt gebroken.
Bijziende mensen, die zonder bril niet
scherp zien in de verte, hebben holle
brillenglazen.
Cynthia heeft het beroemde boek Lord of the Flies figuur 1
van William Golding gelezen. Daarin maken jongens
op een onbewoond eiland vuur door de bril van een
bijziende jongen als brandglas te gebruiken.
Volgens Cynthia kan dat niet!
2p 1 Leg uit dat Cynthia gelijk heeft.
In figuur 1 is getekend hoe een lichtstraal door (een
gedeelte van) een hol brillenglas gebroken wordt.
Figuur 1 staat vergroot op de uitwerkbijlage.
3p 2 Bepaal met behulp van de figuur op de
uitwerkbijlage de brekingsindex van de stof waarvan
het brillenglas gemaakt is.
Cynthia giet water op het brillenglas (zie figuur 2).
Ze denkt dat op die manier de negatieve lens positief
kan worden en dus toch als brandglas is te gebruiken. figuur 2
Voor lichtstralen die van water naar het brillenglas
gaan, is de brekingsindex nwater →bril > 1 maar kleiner
dan de brekingsindex die in vraag 2 is bepaald.
In figuur 2 is met een stippellijn getekend hoe de
water
invallende lichtstraal werd gebroken toen het glas
nog niet met water was gevuld.
In de figuur zijn bovendien drie lichtstralen, a, b en c,
getekend. Een van deze drie lichtstralen geeft op de
juiste wijze weer hoe de invallende lichtstraal door
het met water gevulde brillenglas wordt gebroken.
3p 3 Beantwoord de volgende vragen:
− Welke lichtstraal is juist getekend?
− Leg uit waarom de andere twee lichtstralen niet
a
juist zijn getekend.
b c
923-1023-a-HA-1-o 2 lees verder ►►►
, Cynthia neemt de proef op de som om te kijken of ze gelijk heeft. Ze laat een
evenwijdige lichtbundel op het met water gevulde brillenglas vallen.
Ze constateert dat de brandpuntsafstand gelijk is aan 67 cm.
2p 4 Bereken de sterkte van het met water gevulde brillenglas.
923-1023-a-HA-1-o 3 lees verder ►►►
, Opgave 2 Tsjernobyl, ruim 20 jaar later
In 1986 ontplofte in Tsjernobyl een kernreactor.
Grote hoeveelheden radioactieve stoffen werden bij dit ongeluk de lucht in
geblazen. Door de wind verspreidden de stoffen zich over een enorm gebied.
Een van die stoffen was Cs-137.
Cs-137 is een van de splijtingsproducten in een kernreactor.
Wanneer een U-235-kern een neutron invangt, kunnen er verschillende
kernreacties plaatsvinden.
Bij één zo’n reactie wordt Cs-137 gevormd en komen er vier neutronen vrij.
3p 5 Geef de reactievergelijking van deze kernreactie. (N.B. Niet alle isotopen in
deze reactie staan in Binas.)
Bij de ontploffing kwam een hoeveelheid Cs-137 vrij met een totale activiteit
15 3 2
van 85·10 Bq. In een gebied van 3,0·10 km (drieduizend vierkante kilometer)
in de directe omgeving van de centrale, de zogenoemde ‘verboden zone’,
veroorzaakte het neergeslagen cesium een gemiddelde activiteit
6 2
van 2,0·10 Bq/m .
3p 6 Bereken welk percentage van het vrijgekomen Cs-137 in dit gebied
terechtkwam.
In de verboden zone wonen nog steeds mensen. De stralingsbelasting die zij ten
gevolge van uitwendige bestraling oplopen, wordt voornamelijk bepaald door de
absorptie van γ-straling afkomstig van Cs-137; de β-straling van Cs-137 draagt
daar nauwelijks aan bij.
1p 7 Geef daarvan de reden.
Bij het verval van een Cs-137-kern komt een γ-deeltje (γ-foton) vrij met een
–13
energie van 1,06·10 J.
Voor de equivalente dosis (het dosisequivalent) die een persoon oploopt, geldt:
E
H =Q
m
Hierin is:
− H de equivalente dosis (in Sv);
− Q de zogenoemde weegfactor; Q = 1 voor een γ-deeltje;
− E de energie die het lichaam absorbeert (in J);
− m de massa van de persoon (in kg).
Het gebied wordt af en toe bezocht door wetenschappers die de invloed van
ioniserende straling op flora en fauna onderzoeken. Geschat wordt dat een
5
persoon van 75 kg in dit gebied 2,4·10 γ-deeltjes per seconde absorbeert.
4p 8 Bereken hoeveel dagen deze persoon maximaal in het gebied mag blijven
zonder de dosislimiet per jaar te overschrijden voor individuele leden van de
bevolking.
923-1023-a-HA-1-o 4 lees verder ►►►
2009
tijdvak 1
donderdag 28 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
tevens oud programma natuurkunde 1,2
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 26 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 77 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald kunnen
worden.
Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt, worden
aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring, uitleg, berekening
of afleiding ontbreekt.
Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee redenen,
dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
923-1023-a-HA-1-o
, Opgave 1 Lord of the Flies
Lees eerst de tekst in het kader.
Er bestaan twee soorten brillenglazen:
- bolle (met een positieve sterkte) en
- holle (met een negatieve sterkte).
In de figuren hiernaast is getekend hoe bol hol
brillen- brillen-
een evenwijdige lichtbundel door elk van glas glas
deze brillenglazen wordt gebroken.
Bijziende mensen, die zonder bril niet
scherp zien in de verte, hebben holle
brillenglazen.
Cynthia heeft het beroemde boek Lord of the Flies figuur 1
van William Golding gelezen. Daarin maken jongens
op een onbewoond eiland vuur door de bril van een
bijziende jongen als brandglas te gebruiken.
Volgens Cynthia kan dat niet!
2p 1 Leg uit dat Cynthia gelijk heeft.
In figuur 1 is getekend hoe een lichtstraal door (een
gedeelte van) een hol brillenglas gebroken wordt.
Figuur 1 staat vergroot op de uitwerkbijlage.
3p 2 Bepaal met behulp van de figuur op de
uitwerkbijlage de brekingsindex van de stof waarvan
het brillenglas gemaakt is.
Cynthia giet water op het brillenglas (zie figuur 2).
Ze denkt dat op die manier de negatieve lens positief
kan worden en dus toch als brandglas is te gebruiken. figuur 2
Voor lichtstralen die van water naar het brillenglas
gaan, is de brekingsindex nwater →bril > 1 maar kleiner
dan de brekingsindex die in vraag 2 is bepaald.
In figuur 2 is met een stippellijn getekend hoe de
water
invallende lichtstraal werd gebroken toen het glas
nog niet met water was gevuld.
In de figuur zijn bovendien drie lichtstralen, a, b en c,
getekend. Een van deze drie lichtstralen geeft op de
juiste wijze weer hoe de invallende lichtstraal door
het met water gevulde brillenglas wordt gebroken.
3p 3 Beantwoord de volgende vragen:
− Welke lichtstraal is juist getekend?
− Leg uit waarom de andere twee lichtstralen niet
a
juist zijn getekend.
b c
923-1023-a-HA-1-o 2 lees verder ►►►
, Cynthia neemt de proef op de som om te kijken of ze gelijk heeft. Ze laat een
evenwijdige lichtbundel op het met water gevulde brillenglas vallen.
Ze constateert dat de brandpuntsafstand gelijk is aan 67 cm.
2p 4 Bereken de sterkte van het met water gevulde brillenglas.
923-1023-a-HA-1-o 3 lees verder ►►►
, Opgave 2 Tsjernobyl, ruim 20 jaar later
In 1986 ontplofte in Tsjernobyl een kernreactor.
Grote hoeveelheden radioactieve stoffen werden bij dit ongeluk de lucht in
geblazen. Door de wind verspreidden de stoffen zich over een enorm gebied.
Een van die stoffen was Cs-137.
Cs-137 is een van de splijtingsproducten in een kernreactor.
Wanneer een U-235-kern een neutron invangt, kunnen er verschillende
kernreacties plaatsvinden.
Bij één zo’n reactie wordt Cs-137 gevormd en komen er vier neutronen vrij.
3p 5 Geef de reactievergelijking van deze kernreactie. (N.B. Niet alle isotopen in
deze reactie staan in Binas.)
Bij de ontploffing kwam een hoeveelheid Cs-137 vrij met een totale activiteit
15 3 2
van 85·10 Bq. In een gebied van 3,0·10 km (drieduizend vierkante kilometer)
in de directe omgeving van de centrale, de zogenoemde ‘verboden zone’,
veroorzaakte het neergeslagen cesium een gemiddelde activiteit
6 2
van 2,0·10 Bq/m .
3p 6 Bereken welk percentage van het vrijgekomen Cs-137 in dit gebied
terechtkwam.
In de verboden zone wonen nog steeds mensen. De stralingsbelasting die zij ten
gevolge van uitwendige bestraling oplopen, wordt voornamelijk bepaald door de
absorptie van γ-straling afkomstig van Cs-137; de β-straling van Cs-137 draagt
daar nauwelijks aan bij.
1p 7 Geef daarvan de reden.
Bij het verval van een Cs-137-kern komt een γ-deeltje (γ-foton) vrij met een
–13
energie van 1,06·10 J.
Voor de equivalente dosis (het dosisequivalent) die een persoon oploopt, geldt:
E
H =Q
m
Hierin is:
− H de equivalente dosis (in Sv);
− Q de zogenoemde weegfactor; Q = 1 voor een γ-deeltje;
− E de energie die het lichaam absorbeert (in J);
− m de massa van de persoon (in kg).
Het gebied wordt af en toe bezocht door wetenschappers die de invloed van
ioniserende straling op flora en fauna onderzoeken. Geschat wordt dat een
5
persoon van 75 kg in dit gebied 2,4·10 γ-deeltjes per seconde absorbeert.
4p 8 Bereken hoeveel dagen deze persoon maximaal in het gebied mag blijven
zonder de dosislimiet per jaar te overschrijden voor individuele leden van de
bevolking.
923-1023-a-HA-1-o 4 lees verder ►►►
