الفيزياء: المستوى العادي
فيزياء النواة والكم — المحور E
- 1.
تتحلل نواة اليورانيوم-238 (₉₂²³⁸U) بإصدار جسيم ألفا. اكتب رمز النواة الناتجة (النواة البنت).
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 2.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تتحلل نواة اليورانيوم-238 (₉₂²³⁸U) بإصدار جسيم ألفا. اكتب رمز النواة الناتجة (النواة البنت).» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن جسيم ألفا يُزيل عدداً كتلياً مقداره 4 وعدداً ذرياً مقداره 2.» 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.
لنظير مشع عمر نصفي مقداره 5 أيام. يبدأ نشاط عينة منه بمعدل 800 عدّة في الدقيقة. احسب النشاط بعد 20 يوماً.
[3 درجة] - 4.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «لنظير مشع عمر نصفي مقداره 5 أيام. يبدأ نشاط عينة منه بمعدل 800 عدّة في الدقيقة. احسب النشاط بعد 20 يوماً.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تحديد أن 20 يوماً تعادل أربعة أعمار نصفية.» 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.
ميّز بين إشعاعات ألفا وبيتا وغاما من حيث قدرتها الاختراقية عبر المواد.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 6.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «ميّز بين إشعاعات ألفا وبيتا وغاما من حيث قدرتها الاختراقية عبر المواد.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن إشعاع ألفا يُوقفه بضعة سنتيمترات من الهواء أو ورقة (الأقل اختراقاً).» 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 - 7.
صِف تركيب الذرة من حيث النواة وترتيب الإلكترونات، متضمناً الحجم النسبي للنواة مقارنة بالذرة كلها.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 8.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «صِف تركيب الذرة من حيث النواة وترتيب الإلكترونات، متضمناً الحجم النسبي للنواة مقارنة بالذرة كلها.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن للذرة نواة صغيرة كثيفة موجبة الشحنة في مركزها، تحتوي على بروتونات ونيوترونات.» 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 - 9.
احسب طاقة فوتون ضوء طوله الموجي 500 nm. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s وc = 3.00 × 10⁸ m s⁻¹.
[3 درجة] - 10.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «احسب طاقة فوتون ضوء طوله الموجي 500 nm. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s وc = 3.00 × 10⁸ m s⁻¹.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام E = hc/λ.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] - 11.
اشرح التأثير الكهروضوئي، واذكر لماذا يقدّم دليلاً على الطبيعة الجسيمية (الفوتونية) للضوء.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 12.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح التأثير الكهروضوئي، واذكر لماذا يقدّم دليلاً على الطبيعة الجسيمية (الفوتونية) للضوء.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن التأثير الكهروضوئي هو انبعاث إلكترونات من سطح معدني عند سقوط ضوء بتردد كافٍ عليه.» 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 - 13.
ميّز بين الانشطار النووي والاندماج النووي، واذكر شرطاً واحداً مطلوباً لحدوث كل منهما.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 14.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «ميّز بين الانشطار النووي والاندماج النووي، واذكر شرطاً واحداً مطلوباً لحدوث كل منهما.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن الانشطار هو انقسام نواة كبيرة غير مستقرة إلى نواتين أصغر، وعادة ما يُحفَّز بامتصاص نيوترون.» 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.
اشرح كيف تُوسّع فرضية دي برولي ازدواجية الموجة-الجسيم لتشمل المادة، واحسب الطول الموجي لدي برولي لإلكترون يتحرك بسرعة 2.0 × 10⁶ m s⁻¹. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s وكتلة الإلكترون = 9.11 × 10⁻³¹ kg.
[4 درجة] - 16.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح كيف تُوسّع فرضية دي برولي ازدواجية الموجة-الجسيم لتشمل المادة، واحسب الطول الموجي لدي برولي لإلكترون يتحرك بسرعة 2.0 × 10⁶ m s⁻¹. استخدم h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s وكتلة الإلكترون = 9.11 × 10⁻³¹ kg.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن دي برولي اقترح أن المادة، كالضوء، تُظهر خصائص جسيمية وموجية كلتيهما، بطول موجي مرتبط بها.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] - 17.
أوجز الدليل الذي تقدّمه أطياف الانبعاث الخطي الذري على وجود مستويات طاقة إلكترونية منفصلة (مكماة) داخل الذرة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 18.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «أوجز الدليل الذي تقدّمه أطياف الانبعاث الخطي الذري على وجود مستويات طاقة إلكترونية منفصلة (مكماة) داخل الذرة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن الذرة المثارة تُصدر ضوءاً فقط عند أطوال موجية محددة ومنفصلة (طيف خطي)، بدلاً من مدى مستمر من الأطوال الموجية.» 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 - 19.
تخضع نواة النيتروجين-14 لتفاعل نووي، ممتصةً جسيم ألفا ومُصدرةً بروتوناً، منتجةً نظيراً للأكسجين. اكتب المعادلة النووية الموزونة لهذا التفاعل.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 20.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تخضع نواة النيتروجين-14 لتفاعل نووي، ممتصةً جسيم ألفا ومُصدرةً بروتوناً، منتجةً نظيراً للأكسجين. اكتب المعادلة النووية الموزونة لهذا التفاعل.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «كتابة المتفاعلات: ₇¹⁴N + ₂⁴He.» 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 - 21.
لنواة الهيليوم-4 كتلة 4.001505 u. تمتلك مكوّناتها من 2 بروتون (1.00728 u لكل منهما) و2 نيوترون (1.00867 u لكل منهما) كتلة كلية مقدارها 4.03190 u. احسب النقص الكتلي وطاقة الترابط لنواة الهيليوم-4. استخدم 1 u = 931.5 MeV/c².
[4 درجة] - 22.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «لنواة الهيليوم-4 كتلة 4.001505 u. تمتلك مكوّناتها من 2 بروتون (1.00728 u لكل منهما) و2 نيوترون (1.00867 u لكل منهما) كتلة كلية مقدارها 4.03190 u. احسب النقص الكتلي وطاقة الترابط لنواة الهيليوم-4. استخدم 1 u = 931.5 MeV/c².» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «حساب النقص الكتلي: Δm = 4.03190 − 4.001505 = 0.030395 u.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] - 23.
يخضع الكوبالت-60 (₂₇⁶⁰Co) لتحلل بيتا سالب. اكتب المعادلة النووية الموزونة لهذا التحلل، محدداً الجسيم المُصدَر.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 24.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يخضع الكوبالت-60 (₂₇⁶⁰Co) لتحلل بيتا سالب. اكتب المعادلة النووية الموزونة لهذا التحلل، محدداً الجسيم المُصدَر.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أنه في تحلل بيتا السالب، يتحول نيوترون في النواة إلى بروتون، مُصدِراً إلكتروناً (جسيم بيتا).» 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 - 25.
اشرح المقصود بالطبيعة العشوائية والتلقائية للتحلل الإشعاعي، واذكر لماذا يستحيل التنبؤ بموعد تحلل نواة فردية محددة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 26.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح المقصود بالطبيعة العشوائية والتلقائية للتحلل الإشعاعي، واذكر لماذا يستحيل التنبؤ بموعد تحلل نواة فردية محددة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن التحلل الإشعاعي تلقائي: لا يتأثر بظروف خارجية مثل درجة الحرارة أو الضغط أو الحالة الكيميائية.» 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 - 27.
يتحلل الصوديوم-22 (₁₁²²Na) بإصدار بيتا موجب (بوزيترون). اكتب المعادلة النووية الموزونة لهذا التحلل، واذكر ما يحدث للعدد الكتلي والعدد الذري.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 28.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يتحلل الصوديوم-22 (₁₁²²Na) بإصدار بيتا موجب (بوزيترون). اكتب المعادلة النووية الموزونة لهذا التحلل، واذكر ما يحدث للعدد الكتلي والعدد الذري.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أنه في تحلل بيتا الموجب، يتحول بروتون في النواة إلى نيوترون، مُصدِراً بوزيتروناً.» 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 - 29.
اذكر استخداماً طبياً واحداً لنظير مشع، واشرح لماذا تُفضَّل عموماً النظائر الباعثة لأشعة غاما ذات الأعمار النصفية القصيرة للاستخدام كمتتبعات طبية داخلية.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 30.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اذكر استخداماً طبياً واحداً لنظير مشع، واشرح لماذا تُفضَّل عموماً النظائر الباعثة لأشعة غاما ذات الأعمار النصفية القصيرة للاستخدام كمتتبعات طبية داخلية.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «ذكر استخدام صحيح، مثل كمتتبع لمراقبة وظيفة عضو، أو في علاج الأورام السرطانية.» 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