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Phys-GK-ET/Ma Signatur 5 7 /1 Seite 1 von 12
Sächsisches Staatsministerium Geltungsbereich:
für Kultus - allgemeinbildendes Gymnasium
- Abendgymnasium und Kolleg
Schuljahr 2021 / 22 - schulfremde Prüflinge
Schriftliche Abiturprüfung
Grundkursfach Physik
- E R S T T E R M I N -
Material für den Prüfling
Teil A
Allgemeine Arbeitshinweise
Tragen Sie auf den Seiten 2 und 3 des Materials für den Prüfling Teil A Ihre Schulchiffre
und Ihre Kennzahl ein.
Ihre Arbeitszeit für den Prüfungsteil A beträgt 60 Minuten.
Im Teil A sind 15 Bewertungseinheiten (BE) erreichbar.
Zugelassene Hilfsmittel:
Zeichengeräte
Wörterbuch der deutschen Rechtschreibung
Handelt es sich bei den Hilfsmitteln um Wörterbücher, sind jeweils nichtelektronische und
elektronische Wörterbücher zugelassen, sofern sie geschlossene Systeme ohne Möglichkeit
der Speichererweiterung sind. Internetfähige Hilfsmittel sind ausgeschlossen.
Prüflinge, deren Herkunftssprache nicht oder nicht ausschließlich Deutsch ist, können zusätz-
lich in allen Prüfungsfächern ein zweisprachiges Wörterbuch (Deutsch-Herkunftssprache/Her-
kunftssprache-Deutsch) verwenden.
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Prüfungsinhalt
Teil A
Bearbeiten Sie die nachfolgenden Aufgaben.
Beachten Sie, dass ein Aufgabenteil auf dem vorliegenden Aufgabenblatt bearbeitet werden
muss.
1 Mechanik - Energieerhaltung
Ein Körper befindet sich unmittelbar vor einer gespannten Feder und ruht (siehe Abbil-
dung). Die Feder ist auf der linken Seite fest eingespannt, der Körper ist nicht an der
Feder befestigt.
Der Körper wird freigegeben.
Er durchläuft eine kreisförmige, vertikale Loopingbahn, bewegt sich anschließend eine
geneigte Ebene hinauf und kommt am Ort C zur Ruhe.
Die Bewegung von der Feder bis zum Ort A verläuft horizontal. Der Ort A ist der tiefste,
der Ort B der höchste Punkt der Loopingbahn. Die Reibung wird nicht vernachlässigt.
1.1 Formulieren Sie allgemein das Gesetz von der Erhaltung der Energie.
Erreichbare BE-Anzahl: 01
1.2 Erläutern Sie für den gesamten Vorgang die ablaufenden Energieumwandlungen.
Erreichbare BE-Anzahl: 03
1.3 Der Reibungskoeffizient ist während der gesamten Bewegung des Körpers konstant,
die Reibungskraft jedoch nicht. Vergleichen Sie diese für die Bewegung des Körpers
auf der Horizontalen mit der für die Bewegung auf der geneigten Ebene.
Erreichbare BE-Anzahl: 01
1.4 Der Körper kommt am Ort C zur Ruhe.
Begründen Sie, dass es physikalisch möglich ist, dass der Körper die geneigte Ebene
nicht wieder nach unten gleitet.
Erreichbare BE-Anzahl: 01
Chiffre: ………………………… Kennzahl: …………………………
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- L E E R S E I T E -
Phys-GK-ET/Ma Signatur 5 7 /1 Seite 5 von 12
Sächsisches Staatsministerium Geltungsbereich:
für Kultus - allgemeinbildendes Gymnasium
- Abendgymnasium und Kolleg
Schuljahr 2021 /2 2 - schulfremde Prüflinge
Schriftliche Abiturprüfung
Grundkursfach Physik
- E R S T T E R M I N -
Material für den Prüfling
Teil B und Teil C
Allgemeine Arbeitshinweise
Ihre Arbeitszeit beträgt 180 Minuten.
Zur Auswahl der Aufgabe und zur Einrichtung des Experimentierplatzes stehen Ihnen zusätz-
lich 15 Minuten zur Verfügung.
Insgesamt sind 45 Bewertungseinheiten (BE) erreichbar, davon
30 BE im Teil B und
15 BE im Teil C.
Zugelassene Hilfsmittel:
entsprechend den getroffenen Festlegungen der Schule in den Prüfungsteilen B und C der
Prüfung entweder grafikfähiger, programmierbarer Taschenrechner mit beziehungsweise
ohne Computer-Algebra-System oder ein Computer-Algebra-System auf der Grundlage
einer anderen geschlossenen Plattform
Tabellen- und Formelsammlung
Zeichengeräte
Wörterbuch der deutschen Rechtschreibung
Handelt es sich bei den Hilfsmitteln um Wörterbücher, sind jeweils nichtelektronische und
elektronische Wörterbücher zugelassen, sofern sie geschlossene Systeme ohne Möglichkeit
der Speichererweiterung sind. Internetfähige Hilfsmittel sind ausgeschlossen.
Prüflinge, deren Herkunftssprache nicht oder nicht ausschließlich Deutsch ist, können zusätz-
lich in allen Prüfungsfächern ein zweisprachiges Wörterbuch (Deutsch-Herkunftssprache/Her-
kunftssprache-Deutsch) verwenden.
Phys-GK-ET/Ma Signatur 5 7 /1 Seite 7 von 12
2 Optik
Ein gerades Prisma mit rechtwinkligem Dreieck als Grundfläche besteht aus Glas der
Brechzahl 1,46. Ein schmales, paralleles Bündel monochromatischen Lichts trifft aus
Luft kommend senkrecht auf eine Seitenfläche des Prismas.
Die nachfolgende Abbildung zeigt das Prinzip.
2.1 Das Lichtbündel durchläuft das Prisma und tritt wieder in Luft aus.
2.1.1 Die Brechung von Licht lässt sich mit dem Huygens’schen Prinzip erklären.
Nennen Sie Grundaussagen dieses Prinzips.
Erreichbare BE-Anzahl: 02
2.1.2 Berechnen Sie die Geschwindigkeit, mit der sich das Licht im Glas ausbreitet.
Erreichbare BE-Anzahl: 02
2.1.3 Übernehmen Sie die Abbildung maßstäblich. Zeichnen Sie den weiteren Verlauf des
Lichtwegs ein. Geben Sie Ihren Lösungsweg einschließlich aller erforderlichen
Berechnungen an.
Erreichbare BE-Anzahl: 06
2.2 Eine Glühlampe sendet weißes Licht aus, dieses enthält alle Wellenlängen im Intervall
390 nm 780 nm
. Ein schmales paralleles Bündel dieses Lichts fällt senkrecht auf
ein optisches Gitter der Gitterkonstante 3,00 μm. Im Abstand 0,80 m ist parallel zur
Gitterebene ein Schirm angeordnet, auf dem links und rechts neben einem schmalen
weißen Streifen jeweils ein Band kontinuierlich verteilter Spektralfarben zu sehen ist.
Beide Farbbänder sind symmetrisch zum weißen Streifen angeordnet.
2.2.1 Erklären Sie die spektrale Zerlegung des weißen Lichts für das beschriebene
Experiment.
Erreichbare BE-Anzahl: 03
2.2.2 Berechnen Sie die Breite eines der Farbbänder.
Erreichbare BE-Anzahl: 04
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Prüfungsinhalt
Teil C
Wählen Sie eine der nachfolgenden Wahlaufgaben zur Bearbeitung aus.
Wahlaufgabe C 1: Bewegung einer Kugel
Bearbeiten Sie die nachfolgenden Aufgaben.
Führen Sie Untersuchungen zur Bewegung einer Kugel durch.
Die vollständig aufgebaute Experimentieranordnung sowie alle erforderlichen Geräte und
Hilfsmittel werden Ihnen vom Aufsicht führenden Lehrer übergeben.
Planen Sie das Experiment den folgenden Aufgabenstellungen gemäß.
Das planvolle und systematische Experimentieren wird bewertet.
Erreichbare BE-Anzahl: 01
Die Kugel wird zum Zeitpunkt t 0
im Punkt A freigegeben, sie bewegt sich auf der Ablauf-
schiene eine geneigte Ebene hinab und durchläuft an deren Ende den Punkt B.
Die Abbildung zeigt das Prinzip der Experimentieranordnung.
1 Die Kugel bewegt sich auf der geneigten Ebene geradlinig gleichmäßig beschleunigt.
Beschreiben Sie diese Bewegung bezüglich der Geschwindigkeit.
Erreichbare BE-Anzahl: 0 2
2 Die Kugel wird am Ort A freigegeben und legt auf der geneigten Ebene den Weg s
zurück.
2 .1 Geben Sie die Kugel am Ort A frei. Messen Sie den Weg
max
s ABsowie die Zeit, die
die Kugel zum Durchlaufen dieser Strecke benötigt.
Erreichbare BE-Anzahl: 02
2.2 Wiederholen Sie das Experiment für drei weitere verschiedene Wege
max
0 s s.
Erreichbare BE-Anzahl: 02
A
h
Ablaufschiene
B
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Wahlaufgabe C 2: Spule im Gleich- und Wechselstromkreis
Bearbeiten Sie die nachfolgenden Aufgaben.
Führen Sie Stromstärke- und Spannungsmessungen an einer Spule im Gleich- und Wechsel-
stromkreis durch.
Fordern Sie beim Aufsicht führenden Lehrer alle benötigten Geräte und Hilfsmittel an.
Planen Sie das Experiment den folgenden Aufgabenstellungen gemäß.
Das planvolle und systematische Experimentieren sowie das Anfordern der Geräte und Hilfs-
mittel werden bewertet.
Erreichbare BE-Anzahl: 02
1 Der Widerstand der Spule soll experimentell ermittelt werden.
Skizzieren Sie einen zugehörigen Schaltplan.
Erreichbare BE-Anzahl: 01
2 Widerstand im Gleichstromkreis
Erfragen Sie beim Aufsicht führenden Lehrer die Einstellung der Spannungsquelle.
Bauen Sie die Schaltung auf.
2.1 Die Spule hat keinen Eisenkern.
Messen Sie die Spannung über der Spule und die Stromstärke. Berechnen Sie den
Widerstand.
Erreichbare BE-Anzahl: 03
2.2 Die Spule hat einen geschlossenen Eisenkern.
Messen Sie die Spannung über der Spule und die Stromstärke. Berechnen Sie den
Widerstand.
Erreichbare BE-Anzahl: 03
3 Widerstand im Wechselstromkreis
Der Widerstand der Spule ohne und der Widerstand mit geschlossenem Eisenkern
sollen experimentell analog zu Aufgabe 2 ermittelt werden.
Erfragen Sie beim Aufsicht führenden Lehrer die Einstellung der Spannungsquelle.
Führen Sie alle erforderlichen Messungen durch und berechnen Sie die Widerstände.
Erreichbare BE-Anzahl: 04
Phys-GK-ET/Ma Signatur 5 7 /1 Seite 11 von 12
4 Vergleichen Sie das Verhältnis der Widerstände ohne und mit Eisenkern im
Gleichstromkreis mit dem entsprechenden Verhältnis im Wechselstromkreis.
Geben Sie die physikalische Ursache an.
Erreichbare BE-Anzahl: 02
