ورقة وزارية رسمية

امتحان الفيزياء الوزاري فلسطين 2023، الدورة الأولى، الصناعي

أسئلة امتحان الفيزياء الوزاري توجيهي فلسطين 2023، الدورة الأولى، الصناعي: ٢٨ سؤالاً كما وردت في الورقة، ومفتاح الإجابة غير منشور بعد. حلّها بوقت محدد داخل TawjihiAI.

اقرأ المزيد

حلّها بوقت محدد داخل TawjihiAI.

حلّها بوقت محدد كل أوراق الفيزياء

السنة: 2023
الدورة: الدورة الأولى
الفرع: الصناعي
تاريخ الامتحان: 24 حزيران 2023
عدد الأسئلة: 28

الإجابة الصحيحة تحت 10 أسئلة من 28. الوزارة ما نشرت مفتاحاً لهذه الورقة، فحلّها فريقنا: حلّان مستقلّان اتفقا على كل إجابة، وراجعناها على الورقة. والباقي بلا حل مؤكّد بعد.

10 أسئلة بإجابة مؤكَّدة

السؤال الأول (20 علامة)يتكون هذا السؤال من (10) فقرات من نوع اختيار من متعدد، من أربعة بدائل، اختر البديل الصحيح، ثم انقله إلى دفتر الإجابة

إذا مُثلت العلاقة بيانياً بين الدفع المؤثر على جسم على محور الصادات والتغير في سرعته على محور السينات، فماذا يمثل ميل المنحنى؟

اعرض الحل

الإجابة الصحيحة: ج) (كتلة الجسم)

بنظرية الدفع - الزخم $I = \Delta P = m\Delta v$ ، فالعلاقة بين الدفع والتغير في السرعة خط مستقيم ميله $m$ ، أي كتلة الجسم.

أي العبارات الآتية غير صحيحة لجميع أنواع التَّصادمات في نظام معزول؟

اعرض الحل

الإجابة الصحيحة: ب) (الطاقة الحركية للنظام محفوظة)

الزخم الخطي يُحفظ في أي نظام معزول في كل أنواع التصادم، أما الطاقة الحركية فتُحفظ في التصادم المرن فقط وتنقص في غير المرن، فالعبارة الثانية هي غير الصحيحة.

أثرت قوة مماسية مقدارها $(40\,N)$ على حافة قرص نصف قطره $(20\,cm)$ ، إذا علمت أن التسارع الزاوي للقرص يساوي $(0.32\,rad/s^2)$ ، ما القصور الدوراني له بوحدة $(kg.m^2)$ ؟

اعرض الحل

الإجابة الصحيحة: ج) $(25)$

القوة مماسية فعزمها

\tau = rF = 0.2 \times 40 = 8\ N.m

. ومن القانون الثاني لنيوتن في الحركة الدورانية $\tau = I\alpha$ نجد

I = \frac{8}{0.32} = 25\ kg.m^{2}

كرتان متجانستان مصمتتان لهما الكتلة نفسها، نصف قطر الأولى مثلي نصف قطر الثانية، والقصور الدوراني حول محور مارّ من مركز كل منهما $(I_1, I_2)$ على الترتيب، فما قيمة $(I_2)$ ؟ علماً بأنّ القصور الدوراني للكرة $(I = \frac{2}{5}mr^2)$

اعرض الحل

الإجابة الصحيحة: أ) $(0.25I_1)$

للكرة المصمتة $I = \frac{2}{5}mr^{2}$ ، فمع تساوي الكتلتين يتناسب $I$ مع $r^{2}$ . وبما أن $r_1 = 2r_2$ فإن $I_1 = 4I_2$ أي $I_2 = 0.25I_1$ .

سلك فلزي مقاومته $(1\,\Omega)$ ، ما مقدار المقاومة لسلك مصنوع من نفس المادة ولكن بضعف الطول ونصف مساحة المقطع العرضي بوحدة $(\Omega)$ ؟

اعرض الحل

الإجابة الصحيحة: أ) $(4)$

مقاومة السلك $R = \frac{\rho L}{A}$ . بمضاعفة الطول $L$ وتنصيف المساحة $A$ تتضاعف المقاومة مرتين ثم مرتين:

R' = \frac{\rho (2L)}{A/2} = 4R = 4\ \Omega

عند غلق المفتاح $(S)$ في الدارة الكهربائية المجاورة، ماذا يحدث لقراءة كل من الأميتر $(A)$ ، والفولتمير $(V)$ ، على الترتيب؟

اعرض الحل

الإجابة الصحيحة: ب) (تزداد، تقل)

عند غلق $S$ تتوازى مقاومتان $R$ فتقل المقاومة المكافئة ويزداد التيار

I = \frac{\varepsilon}{R_{eq} + r}

فتزداد قراءة الأميتر. الفولتميتر يقيس فرق الجهد بين قطبي المصدر $V = \varepsilon - Ir$ فيقل بزيادة $I$ .

إذا مثلت العلاقة بين فرق الجهد الكهربائي بين طرفي موصل فلزي طوله $(L)$ وكثافة شدة التيار المار فيه كما في الشكل المجاور، فماذا يمثل ميل المنحنى؟

اعرض الحل

الإجابة الصحيحة: ب) $(\frac{1}{\rho L})$

من الكتاب $V = \rho L J$ ، أي $J = \frac{1}{\rho L}V$ . فالرسم خط مستقيم من نقطة الأصل وميله

\frac{J}{V} = \frac{1}{\rho L}

في الشكل المجاور، ما مقدار المقاومة المكافئة بين النقطتين $(a,b)$ ؟

اعرض الحل

الإجابة الصحيحة: ج) $(4)$

سلكا التوصيل يجعلان رأسي الشكل الأعلى والأسفل عند النقطة $a$ نفسها، فالمقاومتان $15\ \Omega$ و $10\ \Omega$ على التوازي وتكافئان $6\ \Omega$ ، وتتصلان مع $4\ \Omega$ على التوالي فتصبح $10\ \Omega$ . ثم $10$ و $8$ و $40$ على التوازي بين $a$ و $b$ :

\frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{10} + \frac{1}{8} + \frac{1}{40} = \frac{1}{4}

أي $4\ \Omega$ .

سلك فلزي طوله $(L)$ متر على شكل حلقة فلزية بلفة واحدة، مرّ فيها تيار كهربائي شدته $(I)$ أمبير، فكانت شدة المجال المغناطيسي في مركزها $(B)$ . إذا لُفّ نفس السلك لتكوين ملف دائري عدد لفاته (2 لفة)، ومرّ فيه نفس شدة التيار الكهربائي، فما شدة المجال المغناطيسي المتولدة في مركزه؟

اعرض الحل

الإجابة الصحيحة: د) $(4B)$

المجال في مركز الملف $B = \frac{\mu_0 I N}{2R}$ . طول السلك ثابت: $L = 2\pi R N$ فعند $N = 2$ يصبح نصف القطر $\frac{R}{2}$ ، فيكون

B' = \frac{\mu_0 I (2)}{2 (R/2)} = 4B

أي الآتية يمثل وحدة شدة المجال المغناطيسي؟

اعرض الحل

الإجابة الصحيحة: ج) $(J/A.m^2)$

وحدة المجال في الكتاب $N.s/C.m$ ، وبما أن $C/s = A$ فهي $\frac{N}{A.m}$ ، وبضرب البسط والمقام في $m$ تصبح

\frac{N.m}{A.m^{2}} = \frac{J}{A.m^{2}}

عرض باقي الأسئلة (١٨)

السؤال الثاني (20 علامة)أ)

وضّح المقصود بكل مما يأتي

قانون حفظ الزخم الزاوي
الهبوط في الجهد
قانون أمبير

(٦ علامات)

ب)

في الدارة الكهربائية المجاورة: احسب

شدة التيارات الكهربائية $(I_1, I_2)$ .
القوة الدافعة الكهربائية $(\varepsilon)$ .
القدرة الداخلة في الدارة.

(٩ علامات)

ج)

يمثل الشكل المجاور ثلاثة أسلاك مستقيمة طويلة جداً يسري في كل منها تيار كهربائي. احسب مقدار واتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة في وحدة الطول من السلك $(b)$ .

(٥ علامات)

السؤال الثالث (20 علامة)أ)

علّل ما يأتي

الزخم الخطي يكون محفوظاً في جميع أنواع التصادمات.
تضيء المصابيح الكهربائية بشكل سريع لحظة إغلاق الدارة الكهربائية رغم بعدها عن مصدر فرق الجهد.
خطوط المجال المغناطيسي لا تتقاطع.

(٦ علامات)

ب)

جسم سرعته $(55\,m/s)$ وكتلته $(m_1)$ تصادم تصادماً مرناً مع جسم آخر ساكن كتلته $(5\,kg)$ ، وبعد التصادم تحرك الجسم الأول في الاتجاه المعاكس بسرعة $(20\,m/s)$ ، احسب كلاً من

كتلة الجسم.
سرعة الجسم الثاني بعد التصادم مباشرة.

(٧ علامات)

ج)

أدخل جسيمان مشحونان مجالاً مغناطيسياً منتظماً، حيث كتلة الجسيم الثاني تساوي $(4)$ أمثال كتلة الجسيم الأول، وشحنة الجسيم الثاني تساوي مثلا شحنة الجسيم الأول، وذلك بتسريعهما بنفس الجهد، فما نسبة تردد حركة الجسيم الأول إلى تردد حركة الجسيم الثاني.

(٧ علامات)

السؤال الرابع (20 علامة)أ)

إذا تحرّك جزيء نيتروجين كتلته $(4.7 \times 10^{-26}\,kg)$ بسرعة $(550\,m/s)$ ، واصطدم عمودياً بجدار الإناء الذي يحتويه، وارتدّ بعد التصادم إلى الوراء بمقدار السرعة نفسها، احسب

الدفع الذي أثّر به الجدار على الجزيء.
متوسّط القوّة التي أثّر بها هذا الجزيء على الجدار إذا حدث $(1.5 \times 10^{23})$ تصادم كل ثانية.

(٧ علامات)

ب)

يُمثّل الشكل المجاور سلكاً يسري فيه تيار كهربائي شدته $(2\,A)$ في الاتجاه المبين. احسب: شدّة المجال المغناطيسي عند النقطة $(c)$ مقداراً واتجاهاً.

(٦ علامات)

ج)

فرن كهربائي مكتوب عليه: $(2000W, 200V)$ ، صُنِعَت مقاومته من سلك فلزي مساحة مقطعه العرضي $(0.2\,mm^2)$ ، وموصلية مادته $(5 \times 10^{7}\,\Omega^{-1}.m^{-1})$ ، إذا تمّ تشغيله على فرق جهد $(200V)$ احسب

أكبر تيار كهربائي يمرّ في مقاومة الفرن.
طول السلك الفلزي الذي صُنِعَت منه مقاومة الفرن.
تكاليف تشغيل الفرن الكهربائي لمدة شهر بمعدل $(3)$ ساعات يومياً، علماً بأن سعر الكيلو واط. ساعة $(10)$ قروش.

(٧ علامات)

السؤال الخامس (20 علامة)أ)

جسمان لهما نفس الكتلة ويسيران بنفس مقدار السرعة بحيث يصنعان بينهما زاوية، اصطدما وكونا جسماً واحداً وتحركا بنصف مقدار سرعتهما الأصلية، أوجد الزاوية المحصورة بينهما قبل الاصطدام مباشرة.

(٦ علامات)

ب)

في الشكل المجاور، إذا انعدمت قراءة الجلفانوميتر $(G)$ ، فما قراءة الفولتميتر $(V)$ ؟

(٩ علامات)

ج)

جسم ساكن كتلته $(2\,Kg)$ موضوع على سطح أفقي أملس، أثرت عليه قوة فأكسبته طاقة حركية مقدارها $(324)$ جول، ثم توقف تأثير القوة، فتابع الجسم حركته حتى التحم مع جسم آخر ساكن على نفس السطح كتلته $(3\,kg)$ ، وتحرك الجسمان معاً، جد

سرعة الجسمين بعد الالتحام مباشرة.
التغير في طاقة حركة النظام.

(٥ علامات)

السؤال السادس (20 علامة)أ)

أسطوانة مصمتة كتلتها $(2\,Kg)$ ونصف قطرها $(40\,cm)$ تدور حول المحور الطولي لها بسرعة زاوية مقدارها $(10\pi\,rad/s)$ ، علماً بأنّ $(I_{أسطوانة} = \frac{1}{2}MR^2)$ ، احسب

مقدار عزم الدوران اللازم لإيقافها خلال $(5\,s)$ .
طاقتها الحركية الدورانية الابتدائية.
عدد الدورات التي دارتها الأسطوانة خلال $(5\,s)$ .

(٨ علامات)

ب)

في الشكل المجاور الذي يمثل جزءاً من دارة كهربائية إذا كانت قراءة الأميتر $(A)$ تساوي $(0.5A)$ ، وقراءة الفولتميتر $(V)$ تساوي $(5.5V)$ ، احسب

معدّل الطاقة المستهلكة في المقاومة $(8\Omega)$ .
مقدار المقاومة المجهولة $(R)$ .

(٦ علامات)

ج)

قارن بين

كثافة شدة التيار الكهربائي وشدة التيار الكهربائي من حيث: المفهوم، ونوع الكمية: متجهة أم قياسية.
الزخم الخطي والزخم الزاوي من حيث: العوامل المؤثرة في كل منهما.

(٦ علامات)

السؤال السابع (20 علامة)أ)

من خلال دراستك للقوة المتبادلة بين سلكين متوازيين طويلين يحمل كل منهما تياراً كهربائياً، وضّح

أثر زيادة شدة التيار إلى الضعف في أحد الموصلين مع بقاء المسافة بينهما ثابتة.
أثر إنقاص المسافة بينهما إلى الثلث مع بقاء شدة التيار ثابتة.

(٦ علامات)

ب)

سلك لانهائي الطول يحمل تياراً كهربائياً شدته $(10A)$ نحو $(+z)$ ، ويؤثر عليه مجال مغناطيسي خارجي منتظم شدته $(3 \times 10^{-5}\,T)$ نحو $(-X)$ ، احسب

بعد النقطة عن السلك التي ينعدم عندها المجال المغناطيسي.
مقدار واتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة على جزء من السلك طوله $(1m)$ .

(٦ علامات)

ج)

ملف حلزوني يسري به تيار كهربائي شدته $(5\,A)$ ، أثر عليه مجال مغناطيسي خارجي شدته $(2 \times 10^{-5}\,T)$ نحو $(+X)$ ، فكانت محصلة المجال المغناطيسي عند النقطة $(a)$ التي تقع على محور الملف الحلزوني $(3 \times 10^{-5}\,T)$ نحو $(-X)$ ، أجب عما يأتي

عدد لفات الملف الحلزوني لكل وحدة طول.
إذا أُزيل المجال المغناطيسي الخارجي، فما مقدار واتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة على بروتون لحظة مروره من النقطة $(a)$ بسرعة $(4 \times 10^{5}\,m/s)$ باتجاه $(+Y)$ .