الموضوع النموذجي 4 · العلوم الفيزيائية

على نمط امتحان ختم التعليم الأساسي التقني: الحصّة ساعة، الضارب 1، ثلاثة تمارين على 20. المحاور: احتراق الميثان وخطر أحادي أكسيد الكربون · المرآة المسطّحة.

أنجز الموضوع في ساعة على ورقة، ثمّ افتح عناصر الإجابة.

التمرين 1: أسئلة متعدّدة الاختيارات

6 نقاط
5 N3,2 Nفي الهواءمغمور كلّيًّا في الماء

يحتوي كلّ سؤال من الأسئلة التالية على أربعة اقتراحات من بينها اقتراح واحد صحيح. عيّن الاقتراح الصحيح بكتابة رقم السؤال والحرف الموافق له.

  1. دور توتّر متناوب جيبي هو ⁦T = 20 ms⁩. تواتر هذا التوتّر هو:
    أ) 20 Hzب) 500 Hzج) 0,05 Hzد) 50 Hz
  2. العدد الذرّي للكلور ⁦Z = 17⁩. عدد الإلكترونات في الأنيون Cl− هو:
    أ) 16ب) 17ج) 18د) 34
  3. يرد شعاع ضوئي من الهواء على سطح قطعة زجاج بزاوية ورود ⁦i = 40⁩°. تكون زاوية الانكسار r:
    أ) أصغر من 40°.ب) مساوية لـ 40°.ج) أكبر من 40°.د) منعدمة لأنّ الضوء ينعكس كلّيًّا.
  4. يشير دينامومتر إلى 5 N عندما نعلّق به جسمًا صلبًا في الهواء، وإلى 3,2 N عندما نغمر الجسم كلّيًّا في الماء (الرسم). قيمة دافعة أرخميدس هي:
    أ) 8,2 Nب) 1,8 Nج) 3,2 Nد) 5 N
عناصر الإجابة
  • 1) د: ⁦N = 1 / T = 1 / 0,02 s = 50 Hz⁩.
  • 2) ج: الذرّة المتعادلة تحتوي على 17 إلكترونًا والأنيون Cl− اكتسب إلكترونًا: ⁦17 + 1 = 18⁩.
  • 3) أ: عند المرور من الهواء إلى وسط أشدّ انكسارًا (الزجاج) يقترب الشعاع المنكسر من العمود ⁦(r ≈ 25⁩° تقريبًا). الانعكاس الكلّي لا يحدث إلّا عند المرور نحو وسط أقلّ انكسارًا.
  • 4) ب: FA ⁦= 5 − 3,2 = 1,8 N (⁩الفرق بين الثقل في الهواء والثقل الظاهري في الماء).

التمرين 2: سخّان الماء في الحمّام

7 نقاط

ركّب أب سخّان ماء يشتغل بالغاز الطبيعي (الميثان CH4) داخل حمّام صغير بلا نافذة. بعد مدّة من الاشتغال، أصبح لون اللهب أصفر وشعر الابن بصداع ودوار.

  1. أ- سمّ الذرّات المكوّنة لجزيء الميثان، واكتب رمز كلّ منها.
    ب- كم عدد الذرّات في جزيء الميثان؟
  2. أ- أكمل معادلة الاحتراق التامّ للميثان: CH4 ⁦+ … O⁩2 → CO2 ⁦+ … H⁩2O
    ب- بيّن أنّ هذه المعادلة تحقّق انحفاظ الذرّات.
  3. فسّر تغيّر لون اللهب إلى الأصفر في الحمّام المغلق، واذكر نوع الاحتراق الحاصل.
  4. سمّ الغاز المسؤول عن أعراض الصداع والدوار، وبيّن لماذا يُعتبر خطيرًا جدًّا.
  5. اقترح ثلاثة احتياطات لتجنّب هذا الحادث.
  6. يتطلّب احتراق حجم من الميثان احتراقًا تامًّا ضعفَ حجمه من ثنائي الأكسجين. علمًا أنّ ثنائي الأكسجين يمثّل تقريبًا خُمس ⁦(1/5)⁩ حجم الهواء، احسب حجم الهواء اللازم للاحتراق التامّ لـ ⁦0,5 m³⁩ من الميثان.
عناصر الإجابة
  • 1) أ- ذرّة الكربون C وذرّات الهيدروجين H. ب- 5 ذرّات: ذرّة كربون واحدة و4 ذرّات هيدروجين.
  • 2) أ- CH4 ⁦+ 2 O⁩2 → CO2 ⁦+ 2 H⁩2O. ب- C: ⁦1 = 1⁩؛ H: ⁦4 = 2 × 2 = 4⁩؛ O: ⁦2 × 2 = 4 = 2 + 2⁩. عدد ذرّات كلّ نوع لا يتغيّر.
  • 3) في الحمّام المغلق تنقص كمّية الأكسجين (تُستهلك ولا تتجدّد) فيصبح الاحتراق غير تامّ: لهب أصفر وتكوّن الكربون وأحادي أكسيد الكربون.
  • 4) أحادي أكسيد الكربون CO: غاز سامّ عديم اللون والرائحة لا يُحسّ به، يتثبّت على الدم مكان الأكسجين فيؤدّي إلى الاختناق وقد يسبّب الموت.
  • 5) تركيز السخّان خارج الحمّام أو في مكان جيّد التهوئة مع مدخنة لإخراج الغازات، ترك فتحة لتجديد الهواء، الصيانة الدورية للسخّان، تركيز كاشف لأحادي أكسيد الكربون.
  • 6) حجم ثنائي الأكسجين: ⁦2 × 0,5 = 1 m³⁩؛ حجم الهواء: ⁦5 × 1 = 5 m³⁩.

التمرين 3: منظار الغوّاصة

7 نقاط
M₁M₂I₁جسمالعين

صنع تلميذ منظارًا (بيريسكوب) بأنبوب ومرآتين مسطّحتين M1 وM2 متوازيتين، تميل كلّ منهما بزاوية 45° على محور الأنبوب (الرسم). يرد شعاع ضوئي أفقي صادر عن جسم على المرآة M1 في النقطة I1.

  1. أكمل الفقرة: «الشعاع الوارد والشعاع … والعمود المقام على المرآة في نقطة الورود توجد في نفس …، وزاوية الانعكاس … زاوية الورود».
  2. أ- احسب زاوية الورود على المرآة M1.
    ب- استنتج زاوية الانعكاس، ثمّ الزاوية بين الشعاع الوارد والشعاع المنعكس.
  3. أتمم على الرسم مسار الضوء إلى عين الملاحظ، مبيّنًا العمود في كلّ نقطة ورود.
  4. قارن اتّجاه الشعاع الخارج من المنظار باتّجاه الشعاع الداخل إليه.
  5. يوجد الجسم على بعد 2 m من المرآة M1. أ- حدّد بعد صورته بالنسبة إلى M1. ب- اذكر خاصّيتين لصورة جسم في مرآة مسطّحة.
عناصر الإجابة
  • 1) «… المنعكس … مستوي … تساوي …» (قانونا الانعكاس).
  • 2) أ- الشعاع أفقي والمرآة مائلة بـ 45° فالعمود يصنع مع الشعاع زاوية ⁦i = 90⁩° ⁦− 45⁩° ⁦= 45⁩°. ب- زاوية الانعكاس ⁦= 45⁩°؛ الزاوية بين الشعاعين ⁦= 45⁩° ⁦+ 45⁩° ⁦= 90⁩°: ينعكس الشعاع عموديًّا نحو الأسفل.
  • 3) ينزل الشعاع المنعكس عموديًّا نحو M2 فيرد عليها بزاوية 45° وينعكس بزاوية 45° فيخرج أفقيًّا نحو عين الملاحظ.
  • 4) الشعاع الخارج يوازي الشعاع الداخل وله نفس الاتّجاه، لكنّه منزاح نحو الأسفل بطول المسافة بين المرآتين.
  • 5) أ- 2 m خلف المرآة (الصورة متناظرة مع الجسم بالنسبة إلى مستوي المرآة). ب- الصورة افتراضية (خلف المرآة)، لها نفس أبعاد الجسم، ومتناظرة معه (يمين الجسم يصبح يسار الصورة).

موضوع وعناصر إجابة من إعداد سكولار، ليس موضوعًا رسميًا.

راجع الدروس المعنيّة

لكلّ درس وثائق محلّلة وتمارين مصحّحة.

للأولياء

كيف ترافقون طفلكم في موضوع العلوم الفيزيائية

  • اطلبوا منه كتابة العلاقة (القانون) قبل التعويض بالأعداد، مع ذكر الوحدات.
  • ذكّروه بتحويل الوحدات إلى الوحدات المناسبة قبل الحساب.
  • في أسئلة التجارب: شجّعوه على وصف التجربة بالترتيب، ثمّ الملاحظة، ثمّ الاستنتاج.
  • اربطوا الدروس بالبيت: الدارة الكهربائية، الضغط، الكتلة الحجمية، دون تجارب خطرة.
  • شجّعوه على التحقّق من معقولية النتيجة ومن وحدتها.

بعد أن ينجز طفلكم الموضوع، اسألوه:

  • «ما العلاقة التي استعملتها؟ وما وحدة كلّ مقدار فيها؟»
  • «ماذا لاحظت في هذه التجربة، وماذا تستنتج؟»

مقالات أخرى في نصائح للأولياء.