الفيزياء: المستوى العادي
المجالات — المحور D
- 1.
اذكر قانون نيوتن للجذب العام، واستخدمه لشرح لماذا تنخفض قوة الجاذبية مع مربع المسافة الفاصلة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 2.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اذكر قانون نيوتن للجذب العام، واستخدمه لشرح لماذا تنخفض قوة الجاذبية مع مربع المسافة الفاصلة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «ذكر F = Gm₁m₂/r²، حيث G ثابت الجاذبية.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 3.
احسب شدة المجال الجاذبي عند سطح كوكب كتلته 4.0 × 10²⁴ kg ونصف قطره 5.0 × 10⁶ m. استخدم G = 6.67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻².
[3 درجة] - 4.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «احسب شدة المجال الجاذبي عند سطح كوكب كتلته 4.0 × 10²⁴ kg ونصف قطره 5.0 × 10⁶ m. استخدم G = 6.67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻².» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام g = GM/r².» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] - 5.
عرّف شدة المجال الكهربائي، وحدد اتجاهه بالنسبة لشحنة اختبار موجبة.
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 6.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «عرّف شدة المجال الكهربائي، وحدد اتجاهه بالنسبة لشحنة اختبار موجبة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تعريف شدة المجال الكهربائي بأنها القوة الكهربائية المؤثرة في وحدة الشحنة الموجبة عند نقطة معينة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 2 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 7.
شحنتان نقطيتان +3.0 μC و−3.0 μC تفصل بينهما مسافة 0.20 m. احسب مقدار القوة الكهربائية بينهما. استخدم k = 8.99 × 10⁹ N m² C⁻².
[3 درجة] - 8.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «شحنتان نقطيتان +3.0 μC و−3.0 μC تفصل بينهما مسافة 0.20 m. احسب مقدار القوة الكهربائية بينهما. استخدم k = 8.99 × 10⁹ N m² C⁻².» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام قانون كولوم F = kq₁q₂/r².» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] - 9.
اشرح لماذا لا تتعرض جسيمة مشحونة تتحرك موازية لمجال مغناطيسي منتظم لأي قوة مغناطيسية، بينما تتعرض لها إذا تحركت عمودياً على المجال.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 10.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح لماذا لا تتعرض جسيمة مشحونة تتحرك موازية لمجال مغناطيسي منتظم لأي قوة مغناطيسية، بينما تتعرض لها إذا تحركت عمودياً على المجال.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «ذكر أن القوة المغناطيسية على شحنة متحركة تُعطى بـ F = qvB sinθ، حيث θ الزاوية بين السرعة والمجال.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 11.
تتحرك جسيمة مشحونة في مسار دائري عمودي على مجال مغناطيسي منتظم. حدد اتجاه القوة المغناطيسية في أي لحظة، بالنسبة لسرعة الجسيمة.
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 12.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تتحرك جسيمة مشحونة في مسار دائري عمودي على مجال مغناطيسي منتظم. حدد اتجاه القوة المغناطيسية في أي لحظة، بالنسبة لسرعة الجسيمة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن القوة المغناطيسية عمودية دائماً على سرعة الجسيمة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 2 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 13.
عرّف طاقة الوضع الجاذبية في مجال شعاعي، واشرح لماذا تُعرَّف سالبة لكتلة عند مسافة محدودة من كتلة أخرى.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 14.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «عرّف طاقة الوضع الجاذبية في مجال شعاعي، واشرح لماذا تُعرَّف سالبة لكتلة عند مسافة محدودة من كتلة أخرى.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تعريف طاقة الوضع الجاذبية بأنها الشغل المبذول لجلب كتلة من اللانهاية إلى نقطة في المجال الجاذبي.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 15.
يدور قمر صناعي حول الأرض في مدار دائري نصف قطره r. أثبت أن دوره المداري T يحقق T² ∝ r³، باستخدام قانون نيوتن للجذب العام ومعادلة القوة المركزية.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 16.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يدور قمر صناعي حول الأرض في مدار دائري نصف قطره r. أثبت أن دوره المداري T يحقق T² ∝ r³، باستخدام قانون نيوتن للجذب العام ومعادلة القوة المركزية.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «معادلة قوة الجاذبية بالقوة المركزية اللازمة: GMm/r² = mv²/r (أو ما يعادلها mω²r).» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 17.
لمكثف لوحي متوازي مجال كهربائي منتظم مقداره 2000 V m⁻¹ بين لوحيه، اللذين تفصل بينهما مسافة 0.050 m. احسب فرق الجهد بين اللوحين.
[3 درجة] - 18.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «لمكثف لوحي متوازي مجال كهربائي منتظم مقداره 2000 V m⁻¹ بين لوحيه، اللذين تفصل بينهما مسافة 0.050 m. احسب فرق الجهد بين اللوحين.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام E = V/d لمجال منتظم بين لوحين متوازيين.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] - 19.
قارن اتجاه قوة الجاذبية بين كتلتين باتجاه القوة الكهربائية بين شحنتين متماثلتين (نفس الإشارة).
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 20.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «قارن اتجاه قوة الجاذبية بين كتلتين باتجاه القوة الكهربائية بين شحنتين متماثلتين (نفس الإشارة).» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن قوة الجاذبية بين كتلتين جاذبة دائماً.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 2 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 21.
احسب الجهد الكهربائي عند نقطة تبعد 0.30 m عن شحنة نقطية +5.0 μC. استخدم k = 8.99 × 10⁹ N m² C⁻².
[3 درجة] - 22.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «احسب الجهد الكهربائي عند نقطة تبعد 0.30 m عن شحنة نقطية +5.0 μC. استخدم k = 8.99 × 10⁹ N m² C⁻².» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام V = kQ/r.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] - 23.
عرّف السعة الكهربائية، واحسب سعة مكثف يخزن شحنة 6.0 × 10⁻⁴ C عندما يكون فرق الجهد بين طرفيه 12 V.
[3 درجة] - 24.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «عرّف السعة الكهربائية، واحسب سعة مكثف يخزن شحنة 6.0 × 10⁻⁴ C عندما يكون فرق الجهد بين طرفيه 12 V.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تعريف السعة بأنها الشحنة المخزنة لكل وحدة فرق جهد: C = Q/V.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] - 25.
احسب الطاقة المخزنة في مكثف سعته 5.0 × 10⁻⁵ F عند شحنه إلى فرق جهد 12 V.
[3 درجة] - 26.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «احسب الطاقة المخزنة في مكثف سعته 5.0 × 10⁻⁵ F عند شحنه إلى فرق جهد 12 V.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام الطاقة = ½CV².» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] - 27.
عرّف الجهد الجاذبي عند نقطة، واحسب الجهد الجاذبي عند سطح كوكب كتلته 6.0 × 10²⁴ kg ونصف قطره 6.4 × 10⁶ m. استخدم G = 6.67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻².
[4 درجة] - 28.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «عرّف الجهد الجاذبي عند نقطة، واحسب الجهد الجاذبي عند سطح كوكب كتلته 6.0 × 10²⁴ kg ونصف قطره 6.4 × 10⁶ m. استخدم G = 6.67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻².» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تعريف الجهد الجاذبي بأنه الشغل المبذول لكل وحدة كتلة لجلب كتلة اختبار صغيرة من اللانهاية إلى تلك النقطة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] - 29.
يحمل سلك مستقيم طوله 0.50 m تياراً مقداره 4.0 A عمودياً على مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.20 T. احسب القوة المغناطيسية المؤثرة على السلك.
[3 درجة] - 30.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يحمل سلك مستقيم طوله 0.50 m تياراً مقداره 4.0 A عمودياً على مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.20 T. احسب القوة المغناطيسية المؤثرة على السلك.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام F = BIL لسلك عمودي على المجال.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة]