الموضوع النموذجي 5 · العلوم الفيزيائية
على نمط امتحان ختم التعليم الأساسي التقني: الحصّة ساعة، الضارب 1، ثلاثة تمارين على 20. المحاور: القدرة والطاقة الكهربائية · الانعكاس الكلّي في الزجاج.
التمرين 1: أسئلة متعدّدة الاختيارات
6 نقاطيحتوي كلّ سؤال من الأسئلة التالية على أربعة اقتراحات من بينها اقتراح واحد صحيح. عيّن الاقتراح الصحيح بكتابة رقم السؤال والحرف الموافق له.
- نشغّل في منزل في نفس الوقت مكواة قدرتها 1200 W وغسّالة قدرتها 800 W ومصباحًا قدرته 60 W، وهي مركّبة على التوازي. القدرة الجملية التي يوفّرها العدّاد هي:أ) 1260 Wب) 2060 Wج) 1860 Wد) 800 W
- محلول مائي قيمة pH له 11. هذا المحلول:أ) حامضي، يحتوي على أيونات H+ أكثر من أيونات OH−.ب) متعادل، يحتوي على نفس العدد من أيونات H+ وOH−.ج) قلوي، يحتوي على أيونات OH− أكثر من أيونات H+.د) قلوي، لا يحتوي على أيّ أيون.
- العدد الذرّي للأكسجين Z = 8، وشحنة البروتون e = 1,6 × 10−19 C. شحنة نواة ذرّة الأكسجين هي:أ) +1,6 × 10−19 Cب) −12,8 × 10−19 Cج) 0 Cد) +12,8 × 10−19 C
- يحوّل اللوح الشمسي (الضوئي-الفولطي) المركّز على سطح منزل:أ) الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية.ب) الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية.ج) الطاقة الحرارية إلى طاقة كيميائية.د) الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية.
عناصر الإجابة
- 1) ب: في التركيب على التوازي تُجمع القدرات: 1200 + 800 + 60 = 2060 W.
- 2) ج: pH = 11 > 7: المحلول قلوي، فيه أيونات الهيدروكسيد OH− أكثر من أيونات H+.
- 3) د: النواة تحتوي على 8 بروتونات: q = 8 × 1,6 × 10−19 = +12,8 × 10−19 C (الذرّة متعادلة لأنّ الإلكترونات الثمانية تحمل شحنة معاكسة).
- 4) ب: اللوح الضوئي-الفولطي يحوّل الطاقة الضوئية مباشرة إلى طاقة كهربائية.
التمرين 2: مصباح ومحرّك
7 نقاطننجز الدارة الممثّلة بالرسم، وتتكوّن من مولّد للتيّار المستمرّ G يوفّر توتّرًا ثابتًا U = 12 V، مصباح L يحمل الدلالتين (12 V ; 6 W)، محرّك M يحمل الدلالتين (12 V ; 18 W)، أمبيرمتر A وقاطعة K. عند غلق القاطعة يشتغل المصباح والمحرّك بصفة عادية.
- أ- كيف رُكّب المصباح والمحرّك؟
ب- أعط المدلول الفيزيائي للدلالتين 12 V و6 W المسجّلتين على المصباح. - احسب شدّة التيّار IL المارّ في المصباح وشدّة التيّار IM المارّ في المحرّك.
- استنتج القيمة I التي يشير إليها الأمبيرمتر.
- احسب القدرة الكهربائية التي يوفّرها المولّد بطريقتين.
- أ- احسب الطاقة الكهربائية التي يستهلكها المحرّك خلال 15 دقيقة.
ب- إلى أيّ أشكال تتحوّل هذه الطاقة؟ - يحترق المصباح. هل يواصل المحرّك الدوران؟ علّل.
عناصر الإجابة
- 1) أ- على التوازي. ب- 12 V: التوتّر الاسمي (التوتّر الذي يجب تطبيقه ليشتغل المصباح بصفة عادية)؛ 6 W: القدرة الاسمية (القدرة التي يستهلكها عند اشتغاله العادي).
- 2) IL = PL / U = 6 / 12 = 0,5 A؛ IM = PM / U = 18 / 12 = 1,5 A.
- 3) الأمبيرمتر في الفرع الرئيسي: I = IL + IM = 0,5 + 1,5 = 2 A.
- 4) P = U × I = 12 × 2 = 24 W، أو P = PL + PM = 6 + 18 = 24 W.
- 5) أ- t = 15 × 60 = 900 s؛ E = PM × t = 18 × 900 = 16 200 J. ب- طاقة ميكانيكية (حركة الدوران) وجزء منها إلى طاقة حرارية.
- 6) نعم: في التركيب على التوازي يبقى فرع المحرّك مغلقًا ويبقى خاضعًا لنفس التوتّر 12 V.
التمرين 3: نصف أسطوانة من الزجاج
7 نقاطنوجّه شعاعًا ضوئيًّا (SI) نحو مركز I الوجه المسطّح لنصف أسطوانة من الزجاج، مرورًا بالوجه المقوّس وفي اتّجاه نصف قطر (الرسم). نغيّر زاوية الورود i في الزجاج ونقيس زاوية الانكسار r في الهواء:
| i (°) | 12 | 18 | 25 | 32 | 38 | 42 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| r (°) | 18 | 28 | 39 | 53 | 67 | 90 |
- علّل عدم انحراف الشعاع عند دخوله الزجاج عبر الوجه المقوّس.
- أ- سمّ الظاهرة التي تحدث في النقطة I.
ب- أيّ الوسطين أشدّ انكسارًا؟ علّل اعتمادًا على الجدول. - حدّد قيمة زاوية الانكسار الحدّي λ بالنسبة إلى الزجاج.
- نجعل زاوية الورود i = 50°.
أ- ماذا يحدث للضوء في النقطة I؟ علّل.
ب- حدّد زاوية الشعاع الناتج مع العمود، ثمّ ارسم مساره. - اذكر تطبيقًا تقنيًّا لهذه الظاهرة، واشرح مبدأه في جملة.
عناصر الإجابة
- 1) الشعاع يرد على الوجه المقوّس في اتّجاه نصف القطر، أي على العمود المقام على السطح (زاوية ورود منعدمة) فلا ينحرف.
- 2) أ- انكسار الضوء (من الزجاج إلى الهواء). ب- الزجاج أشدّ انكسارًا: في كلّ القياسات r > i فالشعاع المنكسر في الهواء يبتعد عن العمود.
- 3) λ = 42° (زاوية الورود التي تقابل r = 90°).
- 4) أ- انعكاس كلّي: الضوء يمرّ من الزجاج نحو الهواء (الأقلّ انكسارًا) وi = 50° > λ = 42°. ب- زاوية الانعكاس = 50°: ينعكس الشعاع داخل الزجاج متناظرًا مع (SI) بالنسبة إلى العمود، ويخرج عبر الوجه المقوّس دون انحراف.
- 5) الليف البصري: ينتشر الضوء داخل ليف رقيق من الزجاج بانعكاسات كلّية متتالية على جداره فيُنقل إلى مسافات بعيدة (الاتّصالات، المنظار الطبّي)؛ أو موشور الانعكاس الكلّي في المنظار.
موضوع وعناصر إجابة من إعداد سكولار، ليس موضوعًا رسميًا.
راجع الدروس المعنيّة
لكلّ درس وثائق محلّلة وتمارين مصحّحة.
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.