الفيزياء: المستوى العادي
طبيعة المادة الجسيمية — المحور B
- 1.
تستقبل كتلة معدنية مقدارها 0.50 kg طاقة حرارية قدرها 9000 J فترتفع حرارتها بمقدار 40°C. احسب سعتها الحرارية النوعية.
[3 درجة] - 2.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تستقبل كتلة معدنية مقدارها 0.50 kg طاقة حرارية قدرها 9000 J فترتفع حرارتها بمقدار 40°C. احسب سعتها الحرارية النوعية.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام Q = mcΔT.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] - 3.
تمتص عينة جليد كتلتها 0.20 kg عند 0°C طاقة قدرها 66800 J وتنصهر بالكامل. احسب الحرارة الكامنة النوعية لانصهار الجليد.
[3 درجة] - 4.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تمتص عينة جليد كتلتها 0.20 kg عند 0°C طاقة قدرها 66800 J وتنصهر بالكامل. احسب الحرارة الكامنة النوعية لانصهار الجليد.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام Q = mL.» 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.
اشرح، باستخدام نموذج الجسيمات الحركي، لماذا يزداد ضغط كتلة ثابتة من الغاز عند تسخينه بحجم ثابت.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 6.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح، باستخدام نموذج الجسيمات الحركي، لماذا يزداد ضغط كتلة ثابتة من الغاز عند تسخينه بحجم ثابت.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن التسخين يزيد متوسط الطاقة الحركية (السرعة) لجسيمات الغاز.» 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.
تشغل كتلة ثابتة من الغاز حجماً مقداره 2.0 m³ عند ضغط 1.0 × 10⁵ Pa. تُضغط عند درجة حرارة ثابتة إلى حجم 0.50 m³. احسب الضغط الجديد.
[3 درجة] - 8.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تشغل كتلة ثابتة من الغاز حجماً مقداره 2.0 m³ عند ضغط 1.0 × 10⁵ Pa. تُضغط عند درجة حرارة ثابتة إلى حجم 0.50 m³. احسب الضغط الجديد.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «ذكر قانون بويل: p₁V₁ = p₂V₂ عند درجة حرارة ثابتة.» 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.
يمر تيار مقداره 3.0 A عبر مقاومة لمدة 5 دقائق. احسب الشحنة التي تمر، ومع العلم أن مقاومة المقاوم 4.0 Ω، احسب القدرة المبددة.
[4 درجة] - 10.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يمر تيار مقداره 3.0 A عبر مقاومة لمدة 5 دقائق. احسب الشحنة التي تمر، ومع العلم أن مقاومة المقاوم 4.0 Ω، احسب القدرة المبددة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تحويل الزمن إلى ثوانٍ: 5 × 60 = 300 s.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] - 11.
تُوصل ثلاث مقاومات 4.0 Ω كل منها على التوالي مع بطارية 24 V. احسب التيار المار وفرق الجهد عبر كل مقاومة.
[4 درجة] - 12.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تُوصل ثلاث مقاومات 4.0 Ω كل منها على التوالي مع بطارية 24 V. احسب التيار المار وفرق الجهد عبر كل مقاومة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «حساب المقاومة الكلية لمقاومات التوالي: 4.0 + 4.0 + 4.0 = 12.0 Ω.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] - 13.
تُوصل مقاومتان 6.0 Ω على التوازي. احسب المقاومة المكافئة.
[2 درجة] - 14.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تُوصل مقاومتان 6.0 Ω على التوازي. احسب المقاومة المكافئة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام 1/R = 1/6.0 + 1/6.0.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 2 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[2 درجة] - 15.
صِف، من حيث ترتيب الجسيمات وحركتها، الفرق بين السائل والغاز.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 16.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «صِف، من حيث ترتيب الجسيمات وحركتها، الفرق بين السائل والغاز.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أنه في السائل، تكون الجسيمات متقاربة بقوى تجاذب بينية ضعيفة، قادرة على الانزلاق فوق بعضها دون الابتعاد كثيراً.» 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 - 17.
يبدد مقاوم مقاومته R قدرة P عند توصيله بجهد ثابت V. اشرح ما يحدث للقدرة المبددة إذا تضاعفت المقاومة، مع بقاء V دون تغيير.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 18.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يبدد مقاوم مقاومته R قدرة P عند توصيله بجهد ثابت V. اشرح ما يحدث للقدرة المبددة إذا تضاعفت المقاومة، مع بقاء V دون تغيير.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «ذكر العلاقة P = V²/R للقدرة بدلالة جهد ومقاومة ثابتين.» 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.
يشغل غاز عند درجة حرارة 27°C وضغط 1.0 × 10⁵ Pa حجماً مقداره 0.020 m³ في وعاء مغلق جامد. يُسخَّن إلى 127°C. احسب الضغط الجديد، بافتراض ثبات الحجم.
[4 درجة] - 20.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يشغل غاز عند درجة حرارة 27°C وضغط 1.0 × 10⁵ Pa حجماً مقداره 0.020 m³ في وعاء مغلق جامد. يُسخَّن إلى 127°C. احسب الضغط الجديد، بافتراض ثبات الحجم.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تحويل كلتا درجتي الحرارة إلى كلفن: 27°C = 300 K، 127°C = 400 K.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] - 21.
احسب عدد مولات غاز مثالي يشغل حجماً مقداره 0.0500 m³ عند ضغط 2.0 × 10⁵ Pa ودرجة حرارة 300 K. استخدم R = 8.31 J K⁻¹ mol⁻¹.
[4 درجة] - 22.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «احسب عدد مولات غاز مثالي يشغل حجماً مقداره 0.0500 m³ عند ضغط 2.0 × 10⁵ Pa ودرجة حرارة 300 K. استخدم R = 8.31 J K⁻¹ mol⁻¹.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «ذكر معادلة الغاز المثالي: PV = nRT.» 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.
تُوصل بطارية قوتها الدافعة الكهربائية 12 V ومقاومتها الداخلية 0.50 Ω بمقاوم خارجي 5.5 Ω. احسب التيار في الدائرة والجهد الطرفي للبطارية.
[5 درجة] - 24.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تُوصل بطارية قوتها الدافعة الكهربائية 12 V ومقاومتها الداخلية 0.50 Ω بمقاوم خارجي 5.5 Ω. احسب التيار في الدائرة والجهد الطرفي للبطارية.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «ذكر EMF = I(R + r)، حيث R المقاومة الخارجية وr المقاومة الداخلية.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 5 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[5 درجة] - 25.
تتكون دائرة مقسم جهد من مقاومتين، 20 Ω و30 Ω، موصولتين على التوالي عبر مصدر جهد 10 V. احسب فرق الجهد عبر المقاومة 30 Ω.
[3 درجة] - 26.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «تتكون دائرة مقسم جهد من مقاومتين، 20 Ω و30 Ω، موصولتين على التوالي عبر مصدر جهد 10 V. احسب فرق الجهد عبر المقاومة 30 Ω.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «استخدام صيغة مقسم الجهد: V_out = V_in × (R₂/(R₁ + R₂))، باعتبار R₂ المقاومة المطلوبة.» 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.
حدد المقصود بالصفر المطلق، وصِف ما يحدث لحركة جسيمات الغاز مع اقتراب درجة الحرارة من الصفر المطلق.
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 28.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «حدد المقصود بالصفر المطلق، وصِف ما يحدث لحركة جسيمات الغاز مع اقتراب درجة الحرارة من الصفر المطلق.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن الصفر المطلق (0 K، −273°C) هو درجة الحرارة النظرية التي تمتلك عندها المادة أدنى طاقة داخلية (حركية).» 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 - 29.
صِف تجربة لتحديد السعة الحرارية النوعية لكتلة معدنية باستخدام سخان كهربائي، مع ذكر القياسات اللازمة والمعادلة المستخدمة لحساب النتيجة.
[5 درجة] · بدون آلة حاسبة - 30.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «صِف تجربة لتحديد السعة الحرارية النوعية لكتلة معدنية باستخدام سخان كهربائي، مع ذكر القياسات اللازمة والمعادلة المستخدمة لحساب النتيجة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن سخاناً كهربائياً يُدخَل في حفرة بالكتلة المعدنية، مع استخدام مقياس حرارة لقياس درجة الحرارة الابتدائية.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 5 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[5 درجة] · بدون آلة حاسبة