الموضوع النموذجي 1 · العلوم الفيزيائية

على نمط امتحان ختم التعليم الأساسي التقني: الحصّة ساعة، الضارب 1، ثلاثة تمارين على 20. المحاور: احتراق البوتان · الانكسار والانعكاس الكلّي.

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

التمرين 1: أسئلة متعدّدة الاختيارات

6 نقاط
NSI30°مرآة مسطّحة

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

  1. تركت ليلى ملعقة معدنية داخل كأس شاي ساخن، فلاحظت بعد مدّة أنّ طرفها الخارجي أصبح ساخنًا. انتقلت الحرارة على طول الملعقة عن طريق:
    أ) الحمل الحراري.ب) الإشعاع الحراري.ج) التوصيل الحراري.د) الحمل والإشعاع معًا.
  2. القيمة القصوى للتوتّر المتناوب الجيبي بين قطبي مأخذ منزلي هي Umax ⁦= 311 V⁩. يشير فولطمتر موضوع على وضع التيّار المتناوب إلى:
    أ) 311 Vب) 440 Vج) 155 Vد) 220 V
  3. نضيف كمّية من الماء المقطّر إلى محلول حامضي قيمة pH له 3. تصبح قيمة pH للمحلول:
    أ) أصغر من 3.ب) محصورة بين 3 و7.ج) مساوية لـ 7.د) أكبر من 7.
  4. يرد شعاع ضوئي (SI) على مرآة مسطّحة، ويصنع مع سطحها زاوية قيسها 30° (الرسم). قيس زاوية الانعكاس هو:
    أ) 30°ب) 60°ج) 90°د) 120°
عناصر الإجابة
  • 1) ج: انتقلت الحرارة داخل المعدن (جسم صلب ناقل للحرارة) من الطرف الساخن نحو الطرف البارد دون انتقال المادّة: توصيل حراري.
  • 2) د: الفولطمتر يقيس التوتّر المنتج Ueff ⁦= U⁩max⁦/√2 = 311/1,414 ≈ 220 V⁩.
  • 3) ب: بالتخفيف تنقص حموضة المحلول فترتفع قيمة pH وتقترب من 7 دون أن تبلغها (يبقى المحلول حامضيًّا).
  • 4) ب: زاوية الورود تُقاس بالنسبة إلى العمود (N): ⁦i = 90⁩° ⁦− 30⁩° ⁦= 60⁩°، وحسب قانون الانعكاس زاوية الانعكاس تساوي زاوية الورود: 60°.

التمرين 2: موقد التخييم

7 نقاط
12345

يستعمل سامي موقد تخييم يشتغل بغاز البوتان (C4H10) لتسخين الماء داخل قدر (الرسم). عندما كان ضابط الهواء مغلقًا لاحظ لهبًا أصفر اللون، وظهور طبقة سوداء أسفل القدر. بعد فتح ضابط الهواء أصبح اللهب أزرق اللون ولم تتكوّن طبقة سوداء جديدة.

  1. سمّ العناصر المرقّمة من 1 إلى 5.
  2. حدّد الجسم المحروق والجسم المحرِق في هذا الاحتراق.
  3. أ- حدّد نوع الاحتراق في كلّ حالة، وعلّل إجابتك.
    ب- سمّ المادّة السوداء.
  4. ينتج الاحتراق في الحالة الأولى غازًا عديم اللون والرائحة شديد السمّية. سمّ هذا الغاز، واقترح احتياطين لتجنّب خطره.
  5. أكمل معادلة الاحتراق التامّ للبوتان بوضع الأعداد المناسبة:
    … C4H10 ⁦+ … O⁩2 → … CO2 ⁦+ … H⁩2O
  6. اقترح تجربة تمكّن من الكشف عن أحد نواتج الاحتراق التامّ.
عناصر الإجابة
  • 1) 1: خرطوشة غاز البوتان · 2: ضابط الهواء (فتحات دخول الهواء) · 3: اللهب · 4: طبقة سوداء (سخام) أسفل القدر · 5: القدر.
  • 2) الجسم المحروق: غاز البوتان. الجسم المحرِق: غاز الأكسجين (ثنائي الأكسجين) الموجود في الهواء.
  • 3) أ- ضابط الهواء مغلق: احتراق غير تامّ (كمّية الأكسجين غير كافية: لهب أصفر وتكوّن الكربون). ضابط الهواء مفتوح: احتراق تامّ (أكسجين كافٍ: لهب أزرق دون رواسب سوداء). ب- الكربون (السخام أو الهباب).
  • 4) أحادي أكسيد الكربون CO. الاحتياطات: استعمال الموقد في مكان جيّد التهوئة (لا داخل خيمة مغلقة)، ضبط الهواء للحصول على لهب أزرق، تركيز كاشف لأحادي أكسيد الكربون.
  • 5) 2 C4H10 ⁦+ 13 O⁩2 → 8 CO2 ⁦+ 10 H⁩2O (التثبّت: C: ⁦8 = 8⁩؛ H: ⁦20 = 20⁩؛ O: ⁦26 = 16 + 10)⁩.
  • 6) نقلب فوق اللهب كأسًا مبلّلة جدرانها بماء الجير: يتعكّر ماء الجير فنكشف عن ثنائي أكسيد الكربون (أو كأسًا جافّة باردة فيتكاثف عليها بخار الماء ويزرقّ كبريتات النحاس اللامائي).

التمرين 3: من الماء إلى الهواء

7 نقاط
NN'SIiالهواءالماء

نضع مصدرًا ضوئيًّا ليزريًّا S داخل حوض ماء، ونوجّه شعاعًا ضوئيًّا (SI) نحو السطح الفاصل بين الماء والهواء (الرسم). نغيّر زاوية الورود i ونقيس في كلّ مرّة زاوية الانكسار r فنتحصّل على الجدول التالي:

i (°)152535424649
r (°)203450637390
  1. سمّ الظاهرة التي تحدث عند مرور الضوء من الماء إلى الهواء.
  2. باعتماد الجدول، قارن r و i. استنتج هل يقترب الشعاع المنكسر من العمود (NN') أم يبتعد عنه.
  3. أ- استخرج من الجدول قيمة زاوية الانكسار الحدّي λ بالنسبة إلى الماء.
    ب- علّل تسميتها «زاوية حدّية».
  4. نوجّه الشعاع بحيث تصبح زاوية الورود ⁦i = 60⁩°.
    أ- سمّ الظاهرة التي تحدث في النقطة I. علّل إجابتك.
    ب- حدّد قيس الزاوية التي يصنعها الشعاع الناتج مع العمود، ثمّ أتمم مسار الضوء على الرسم.
  5. اذكر تطبيقًا عمليًّا لهذه الظاهرة.
عناصر الإجابة
  • 1) انكسار الضوء: تغيّر اتّجاه انتشار الضوء عند مروره من وسط شفّاف (الماء) إلى وسط شفّاف آخر (الهواء).
  • 2) في كلّ القياسات ⁦r > i⁩: الشعاع المنكسر يبتعد عن العمود (الماء أشدّ انكسارًا من الهواء).
  • 3) أ- λ ⁦= 49⁩° (القيمة التي تقابل ⁦r = 90⁩°). ب- لأنّها أكبر زاوية ورود يحدث من أجلها الانكسار: يخرج الشعاع المنكسر مماسًّا للسطح الفاصل ⁦(r = 90⁩°)، وفوقها لا يحدث انكسار.
  • 4) أ- انعكاس كلّي: الضوء ينتقل من الماء (الأشدّ انكسارًا) نحو الهواء وزاوية الورود 60° > λ ⁦= 49⁩°، فلا يخرج الضوء إلى الهواء وينعكس كلّيًّا داخل الماء. ب- زاوية الانعكاس = زاوية الورود ⁦= 60⁩°: الشعاع المنعكس يبقى في الماء، متناظر مع (SI) بالنسبة إلى العمود (NN').
  • 5) الألياف البصرية (الاتّصالات، المنظار الطبّي)، أو موشور الانعكاس الكلّي في المنظار (البيريسكوب).

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.