امتحان الفيزياء الوزاري 2023، الدورة العامة، الكتاب القديم)، مع الإجابات

ثوابت فيزيائية: (شₑ = −١,٦ × ١٠⁻¹⁹ كولوم)

جُسيم مشحون بشحنة مقدارها (+ ٨) كولوم، هذا يعني أنّ الجُسيم:

في الشكل المجاور النقطة (د) تقع على الخط الواصل بين الشحنتين النقطيتين الموجبتين، إذا علمت أنّ المجال الكهربائي المحصل عند النقطة (د) يساوي (صفر)، فإنّ النسبة (ف₁ : ف₂) تساوي:

ثوابت فيزيائية: (أ = ٩ × ١٠⁹ نيوتن.م²/كولوم²)

إذا كان مقدار المجال الكهربائي الناشئ عن شحنة نقطية يساوي (٤٠٠٠) نيوتن/كولوم عند نقطة تقع في مجالها وعلى بُعد (٣٠) سم منها في الفراغ، فإنّ مقدار الشحنة الكهربائية بوحدة (كولوم) يساوي:

عندما يدخل بروتون متحرك بالاتجاه السيني الموجب إلى منطقة مجال كهربائي منتظم، كما يبين الشكل المجاور، فإنّ هذا البروتون يكتسب تسارعًا باتجاه محور:

يبين الشكل المجاور صفيحتين فلزيتين مشحونتين متوازيتين، ومقدار المجال الكهربائي في الحيّز بينهما (٥٠٠) نيوتن/كولوم. وُضع بين الصفيحتين جُسيم وزنه (٦ ×١٠⁻¹⁰) نيوتن فاتزن. مقدار شحنة الجُسيم بوحدة (كولوم) ونوعها على الترتيب:

معتمدًا على البيانات المثبتة في الشكل المجاور، والذي يبين نقطتين (أ، ب) تقعان في المجال الكهربائي لشحنة موجبة (ش)، النسبة بين مقداري الجهد الكهربائي الناشئ عن الشحنة عند النقطتين ($\frac{\text{ج}_{\text{أ}}}{\text{ج}_{\text{ب}}}$) تساوي:

يبين الشكل المجاور مجالًا كهربائيًا منتظمًا (هـ)، تزداد طاقة الوضع الكهربائية لإلكترون إذا انتقل في المجال الكهربائي من النقطة:

لنقل شحنة كهربائية نقطية موجبة مقدارها (٤) ميكروكولوم بين نقطتين فرق الجهد بينهما (−١٠٠) فولت، فإنّ الشغل الذي تبذله القوة الكهربائية بوحدة (جول) يساوي:

معتمدًا على البيانات المثبتة في الشكل المجاور، إذا علمت أنّ مقدار المجال الكهربائي (هـ) يساوي (٥) فولت/م، فإنّ فرق الجهد الكهربائي ($\text{ج}_{\text{هـ س}}$) بوحدة (فولت) يساوي:

وُضعت شحنة كهربائية مقدارها (٢) كولوم عند نقطة داخل مجال كهربائي، فاختزنت طاقة وضع كهربائية مقدارها (٨) جول، إنّ مقدار الجهد الكهربائي عند تلك النقطة بوحدة (فولت) يساوي:

ثوابت فيزيائية: (ε₀ = ٨,٨٥ × ١٠⁻¹² كولوم²/نيوتن.م²)

يبين الشكل المجاور التمثيل البياني للعلاقة بين جهد مواسع كهربائي ذي صفيحتين متوازيتين وشحنته، إذا علمت أنّ مساحة كل من صفيحتيه (٤٠) سم²، والوسط الفاصل بينهما هو الهواء، فإنّ البعد بين صفيحتيه بوحدة (مم) يساوي:

إذا توافرت لديك ثلاثة مواسعات متماثلة من النوع المبين في الشكل المجاور، وبطارية (٨) فولت، فإنّ الدارة الكهربائية التي توضح الطريقة السليمة لتوصيل المواسعات بحيث لا يتلف أيّ منها هي:

يبين الشكل المجاور دارة كهربائية تتكون من ثلاثة مواسعات متساوية في المواسعة، ومواسعة كل منها (٣) ميكروفاراد، ومصدر فرق جهد كهربائي (ج)، إذا علمت أنّ الطاقة المختزنة في المواسع (س₁) مقدارها (٦) ميكروجول وشحنة المواسع (س₃) تساوي (١٢) ميكروكولوم، أجب عن الفقرات (١٣، ١٤، ١٥) الآتية:

شحنة المواسع (س₂) بوحدة (ميكروكولوم) تساوي:

يبين الشكل المجاور دارة كهربائية تتكون من ثلاثة مواسعات متساوية في المواسعة، ومواسعة كل منها (٣) ميكروفاراد، ومصدر فرق جهد كهربائي (ج)، إذا علمت أنّ الطاقة المختزنة في المواسع (س₁) مقدارها (٦) ميكروجول وشحنة المواسع (س₃) تساوي (١٢) ميكروكولوم، أجب عن الفقرات (١٣، ١٤، ١٥) الآتية:

فرق جهد المصدر (ج) بوحدة (فولت) يساوي:

يبين الشكل المجاور دارة كهربائية تتكون من ثلاثة مواسعات متساوية في المواسعة، ومواسعة كل منها (٣) ميكروفاراد، ومصدر فرق جهد كهربائي (ج)، إذا علمت أنّ الطاقة المختزنة في المواسع (س₁) مقدارها (٦) ميكروجول وشحنة المواسع (س₃) تساوي (١٢) ميكروكولوم، أجب عن الفقرات (١٣، ١٤، ١٥) الآتية:

المواسعة المكافئة لمجموعة المواسعات بوحدة (ميكروفاراد) تساوي:

إذا وُصل طرفا موصل فلزي مع بطارية، فإنّ الإلكترونات الحرة داخله تتحرك بسرعات:

ثوابت فيزيائية: (شₑ = −١,٦ × ١٠⁻¹⁹ كولوم)

يمر تيار كهربائي (٧,٢) أمبير في موصل بسرعة انسياقية (١) مم/ث، إذا علمت أنّ عدد الإلكترونات الحرة في وحدة الحجوم من الموصل تساوي (٩ × ١٠²⁸) إلكترون/م³، فإنّ مساحة مقطع الموصل بوحدة (مم²) تساوي:

يبين الشكل المجاور دارتين كهربائيتين متماثلتين، إذا أردنا دمج مكوناتهما في دارة كهربائية واحدة فإنّ الدارة التي نحصل فيها على أكبر إضاءة ممكنة لكلٍ من المصباحين هي:

يوضّح الشكل المجاور العلاقة البيانية بين التيار الكهربائي المار في سلك فلزي وفرق الجهد بين طرفيه، إذا علمت أنّ درجة حرارة السلك بقيت ثابتة، أجب عن الفقرتين (١٩، ٢٠) الآتيتين:

إذا كان طول السلك (١٠) م ومساحة مقطعه (٨) مم²، فإنّ مقاومية مادة السلك بوحدة (Ω.م) تساوي:

يوضّح الشكل المجاور العلاقة البيانية بين التيار الكهربائي المار في سلك فلزي وفرق الجهد بين طرفيه، إذا علمت أنّ درجة حرارة السلك بقيت ثابتة، أجب عن الفقرتين (١٩، ٢٠) الآتيتين:

عندما يكون فرق الجهد بين طرفي السلك (٢٠) فولت، فإنّ القدرة المستهلكة في السلك بوحدة (واط) تساوي:

إنّ أثر زيادة درجة حرارة الموصل الفلزي على كلٍ من مقاومته والمقاومية الكهربائية لمادته على الترتيب:

يبين الشكل المجاور دارة كهربائية تتكون من ثلاثة مصابيح متماثلة وبطارية مقاومتها الداخلية مهملة، إذا احترق فتيل المصباح (١)، فإنّ ما يحدث لإضاءة كلٍ من المصباحين (٢) و(٣) على الترتيب:

معتمدًا على البيانات المثبتة في الشكل المجاور، إذا علمت أنّ قراءة الفولتميتر (V) تساوي (٨,١) فولت، وقراءة الأميتر (A) تساوي (٢,٩) أمبير، أجب عن الفقرات (٢٣، ٢٤، ٢٥) الآتية:

القدرة المستهلكة في المقاومة (٢Ω) بوحدة (واط) تساوي:

معتمدًا على البيانات المثبتة في الشكل المجاور، إذا علمت أنّ قراءة الفولتميتر (V) تساوي (٨,١) فولت، وقراءة الأميتر (A) تساوي (٢,٩) أمبير، أجب عن الفقرات (٢٣، ٢٤، ٢٥) الآتية:

مقدار القوة الدافعة الكهربائية (ق₂) بوحدة (فولت) يساوي:

معتمدًا على البيانات المثبتة في الشكل المجاور، إذا علمت أنّ قراءة الفولتميتر (V) تساوي (٨,١) فولت، وقراءة الأميتر (A) تساوي (٢,٩) أمبير، أجب عن الفقرات (٢٣، ٢٤، ٢٥) الآتية:

فرق الجهد ($\text{ج}_{\text{ب أ}}$) بوحدة (فولت) يساوي:

معتمدًا على البيانات المثبتة في الشكل المجاور، والذي يبين موصلين مستقيمين طويلين متوازيين يمرّ في كلٍ منهما تيار كهربائي (ت₁، ت₂)، إذا كان المجال المغناطيسي المحصل عند النقطة (و) يساوي صفرًا، فإنّ التيار الكهربائي (ت₂) بدلالة (ت₁):

ثوابت فيزيائية: (جا ٣٠° = ٠,٥ ، جتا ٣٠° = ٠,٨٧)

موصل مستقيم طوله (٢٥) سم، ويمر فيه تيار كهربائي (٨) أمبير، إذا وُضع الموصل في مجال مغناطيسي مقداره (٢,٥) تسلا، واتجاهه يصنع زاوية مقدارها (٣٠°) مع اتجاه مرور التيار، فإنّ الموصل يتأثر بقوة مغناطيسية مقدارها بوحدة (نيوتن) يساوي:

نصف قطر المسار الدائري الذي يسلكه جُسيم مشحون نتيجة حركته في المجال المغناطيسي المنتظم يتناسب:

ملف دائري نصف قطره (١٠) سم، وعدد لفاته (ن)، نشأ في مركزه مجال مغناطيسي مقداره (غ) تسلا عندما مرّ فيه تيار كهربائي مقداره (ت) أمبير. إذا مرّ التيار الكهربائي نفسه في ملف لولبي عدد لفاته (ن)، فإنّه يتولد عند نقطة داخله بعيدة عن طرفيه مجال مغناطيسي مقداره (غ) تسلا إذا كان طوله بوحدة (سم) يساوي:

دخل جُسيم شحنته (٢) ميكروكولوم مجالًا مغناطيسيًا منتظمًا (غ) بسرعة (١٠³) م/ث باتجاه عمودي على اتجاه المجال المغناطيسي فتأثّر بقوة مغناطيسية مقدارها (٤×١٠⁻³) نيوتن. مقدار المجال المغناطيسي (غ) بوحدة (تسلا) يساوي:

وحدة قياس ثابت النفاذية المغناطيسية هي:

معتمدًا على البيانات المثبتة في الشكل المجاور، يتولد تيار حثي (تَ) في الحلقة بالاتجاه الموضّح في أثناء تحريك المغناطيس باتجاه محور:

تنشأ قوة دافعة كهربائية حثية ذاتية طردية في ملف لولبي يمر فيه تيار كهربائي عند:

يكون التدفق المغناطيسي عبر سطحٍ مستوٍ مغمور في مجال مغناطيسي منتظم أكبر ما يمكن عندما يكون متجه المساحة:

معتمدًا على البيانات المثبتة في الشكل المجاور، والذي يبين التمثيل البياني للعلاقة بين متوسط القوة الدافعة الكهربائية الحثية والزمن في كل من الفترات الزمنية (س، ص، ع، ل). الفترة الزمنية التي حدث فيها تناقص في التدفق المغناطيسي هي:

سقط ضوء على مهبط خلية كهروضوئية فانبعثت منه إلكترونات ضوئية، عند زيادة شدة الضوء الساقط على المهبط، فإنّ الذي يحدث لكلٍ من تيار الخلية وفرق جهد القطع على الترتيب:

معتمدًا على البيانات المثبتة في الشكل المجاور، والذي يبين التمثيل البياني للعلاقة بين فرق الجهد (ج) في خلية كهروضوئية والتيار الكهروضوئي (ت)، أجب عن الفقرتين (٣٧، ٣٨) الآتيتين:

قيمة أقل فرق جهد بين طرفي الخلية الكهروضوئية بوحدة (فولت) عندما يصل التيار الكهروضوئي إلى قيمته العظمى تساوي:

معتمدًا على البيانات المثبتة في الشكل المجاور، والذي يبين التمثيل البياني للعلاقة بين فرق الجهد (ج) في خلية كهروضوئية والتيار الكهروضوئي (ت)، أجب عن الفقرتين (٣٧، ٣٨) الآتيتين:

النقطة التي تكون عندها الإلكترونات الضوئية جميعها المتحررة من المهبط قد وصلت إلى المصعد هي:

ثوابت فيزيائية: (شₑ = −١,٦ × ١٠⁻¹⁹ كولوم ، كₑ = ٩,١ × ١٠⁻³¹ كغ)

في تجربة الظاهرة الكهروضوئية إذا انبعثت إلكترونات ضوئية من خلية كهروضوئية بسرعة عظمى مقدارها (٨×١٠⁵) م/ث، فإنّ الجهد اللازم لإيقاف هذه الإلكترونات بوحدة (فولت) يساوي:

ثوابت فيزيائية: (س = ٣ × ١٠⁸ م/ث ، هـ = ٦,٦ × ١٠⁻³⁴ جول.ث)

معتمدًا على البيانات المثبتة في الجدول المجاور، والذي يبين قيم اقتران الشغل لبعض الفلزات، إذا سقط ضوء طول موجته (٣٠٠) نم على سطح كل من هذه الفلزات، فإنّ الفلز الذي تتحرر إلكترونات ضوئية من سطحه هو:

نواة عددها الكتلي (A) ونصف قطرها (نق)، فإنّ حجم هذه النواة (ح) يُعطى بالعلاقة:

اضمحلّت نواة أوزميوم ($^{191}_{76}\text{Os}$) فنتجت نواة إريديوم ($^{191}_{77}\text{Ir}$) بالطريقة الموضّحة في الشكل المجاور. معتمدًا على البيانات المثبتة في الشكل، أجب عن الفقرتين (٤٢، ٤٣) الآتيتين:

نوع الإشعاعات المنبعثة المشار إليها بالأرقام (١، ٢، ٣) على الترتيب هي:

اضمحلّت نواة أوزميوم ($^{191}_{76}\text{Os}$) فنتجت نواة إريديوم ($^{191}_{77}\text{Ir}$) بالطريقة الموضّحة في الشكل المجاور. معتمدًا على البيانات المثبتة في الشكل، أجب عن الفقرتين (٤٢، ٤٣) الآتيتين:

طاقة الإشعاع المنبعث والمشار إليها بالرمز (س) بوحدة (مليون إلكترون فولت) تساوي:

ثوابت فيزيائية: (نق₀ = ١,٢ × ١٠⁻¹⁵ م)

نواة ذرة عنصر عدد نيوتروناتها (٥) ونصف قطرها (٢,٤×١٠⁻¹⁵) م، إنّ العدد الذري للعنصر يساوي:

تمر نواة الثوريوم ($^{232}_{90}\text{Th}$) في إحدى سلاسل الاضمحلال الإشعاعي الطبيعي بسلسلة اضمحلالات إشعاعية لتنتج نواة أكتينيوم عددها الذري أقل بمقدار (١)، وعددها الكتلي أقل بمقدار (٤) من نواة الثوريوم، عدد كلٍ من دقائق ألفا ($\alpha$) وبيتا السالبة ($-\beta$) المنبعثة:

في حال توافر الظروف المناسبة فإنّه يمكن دمج النوى الخفيفة (A < ٥٠) لتكوين نوى:

عندما يتناول الشخص طعامًا ملوثًا بالإشعاع النووي فإنّ الأشعة النووية الأكثر خطورة هي:

عندما يتحلّل أحد بروتونات النواة المشعة، ينتج:

يوضّح الشكل المجاور علاقة طاقة الربط النووية لكل نيوكليون مع عدد النيوكليونات للنوى المختلفة. معتمدًا على البيانات المثبتة على الشكل، أجب عن الفقرتين (٤٩، ٥٠) الآتيتين:

يمكن شطر النواة (س) في حال توافرت ظروف مناسبة لتكوين نواتين أكثر استقرارًا، كتلة كل منهما أقرب إلى كتلة النواة:

يوضّح الشكل المجاور علاقة طاقة الربط النووية لكل نيوكليون مع عدد النيوكليونات للنوى المختلفة. معتمدًا على البيانات المثبتة على الشكل، أجب عن الفقرتين (٤٩، ٥٠) الآتيتين:

إذا كانت طاقة الربط النووية للنواة (هـ) تساوي (١٢٨) مليون إلكترون فولت، فإنّ عدد نيوكليوناتها يساوي: