طرح سؤالات امتحانی 1

طرح سؤالات امتحانی همیشه یکی از کارهای وقت گیر بوده است. در عین حال که وجود سؤالات جالب و کاربردی ( مسائل واقعی ) در میان سؤالات می تواند برای دانش آموزان جالب باشد، اما این سؤالات باید مطابق مطالب  تدریس شده باشند.

اگر روش تدریس شما در طول ترم به گونه ای بوده است که به مسائل روزمره و زندگی واقعی اشاره داشته اید، می تواند به مسائل زیر هم توجه داشته باشید:

1- کدام سیب ها محکم تر به سر آقای نیوتن بر‌خورد می کنند؟ چرا؟

جواب: سیب 1 و 2. چون اختلاف ارتفاع این دو سیب از سر نیوتن بیش تر از سیب 3 است.

2- اجسامی با جرم های 20، 25 و 30 کیلوگرم، از بالای سطح شیب داری به ارتفاع 3 متر به پایین می‌لغزند. سرعت کدام یک در هنگام رسیدن به زمین، بیش تر است؟

M₁=20 kg

M₂=25 kg

M₃=30 kg

برای جسم اول داریم:

E نهایی = E اولیه

M₁.g.h=1/2M₁v² ====> g.h=1/2v²

یعنی سرعت اجسام، مستقل از جرم آن هاست. پس هر سه جسم با سرعت یکسان به پایین سطح می‌رسند.

3- سه گلوله ی یکسان و مشابه را مشاهده می‌کنید که با سرعت اولیه ی یکسان از یک سطح پرتاب می‌شوند. یکی از گلوله‌ها مستقیماً به بالا حرکت می‌کند. گلوله ی دیگر با زاویه ای بسیار کوچک نسبت به قائم پرتاب می‌شود و سومی روی سطح شیب دار بدون اصطکاکی پرتاب می‌شود. گلوله‌ها را به هنگام رسیدن به خط چین افقی، برحسب بیش ترین سرعت طبقه بندی کنید.

( این سؤال در واقع همان سؤال 7 کتاب درسی ( فصل انرژی)  است که به صورتی دیگر بیان شده است ).

برای هر گلوله طبق قانون بقای انرژی داریم:

انرژی نهایی = انرژی اولیه

چون v₀ و h برای هر سه گلوله یکسان است، پس v ( سرعت گلوله هنگام رسیدن به سطح افق ) نیز برای هر سه گلوله یکسان می باشد.

4- یک بسکتبالیست توپی را با سرعت اولیه ی 2m/s از ارتفاع70cm به زمین می‌کوبد. اگر فرض کنیم این برخورد هیچ اتلافی نداشته باشد، توپ تا چه ارتفاعی بالا می‌آید؟

از اصل بقای انرژی داریم:

E₁= E₂

E₁= m.g.h₁+1/2mv²

هم چنین توپ تا جایی بالا می‌رود که سرعت آن صفر شود، پس

E₂=m.g.h₂+1/2m(0)^2_===> m.g.h₁+1/2mv²= m.g.h₂

5- از آبشاری به ارتفاع 100 متر در هر ثانیه 1200m³ آب فرو می‌ریزد. مولدی که در پایین آبشار قرار گرفته است، 4/3 از انرژی آبشار را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. این مولد با چه آهنگی انرژی الکتریکی تولید می‌کند؟ ( هر متر مکعب آب 1000 کیلوگرم جرم دارد. ) آب در بالای آبشار انرژی پتانسیل دارد و هنگام سقوط این انرژی پتانسیل گرانشی، به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود. در واقع مولد انرژی جنبشی آب را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. پس باید انرژی آبشار را در هر ثانیه به دست آوریم. در هر ثانیه 1200 متر مکعب یعنی 1200000 کیلوگرم آب از ارتفاع 100 متری سقوط می‌کند.

6- با خوردن یک گرم گوشت پخته 4/9 کیلو ژول انرژی آزاد می‌شود. اگر کوه نوردی به جرم 50 کیلوگرم، 600 گرم گوشت بخورد و بدن او 4/1این انرژی را برای بالا رفتن از کوه استفاده کند، با این انرژی کوهنورد تا چه ارتفاعی می‌تواند صعود کند؟

7- گفته می شود که "برف لباس گرم زمین است و زمین را از سرما حفظ می‌کند." آزمایش‌ها هم نشان می‌دهند که دمای قسمت هایی از زمین که با برف پوشیده شده است، تقریباً 10 درجه سانتی گراد بیش تر از قسمت های بدون برف است. چرا؟ ( سؤال پایان فصل 2 کتاب درسی ). با توجه به این قسمت می‌توانید بگویید چگونه خانه های یخی اسکیموها، آن ها را از سرمای قطب حفظ می‌کند؟

برف و یخ عایق گرما هستند که مانند لایه ای روی سطح زمین قرا می گیرند و مانع انتقال گرمای زمین در روزهای سرد زمستان می شوند. خانه های یخی هم به همین ترتیب گرمای داخل خود را حفظ می‌کنند و اسکیموها را از سرما نجات می‌دهند.

8- اگر تا به حال فشفشه ای در دست خود گرفته باشید، می‌دانید که جرقه های آن دست شما را نمی سوزاند. جالب است بدانید که این جرقه‌ها دمایی حدود 2400 درجه ی سانتی گراد دارند. آیا می‌توانید بگویید چرا این جرقه های داغ که جرمی در حدود 1 میلی گرم دارند، دستان شما را نمی سوزانند؟

دمای این جرقه‌ها بسیار بالاست، اما به دلیل جرم بسیار کم آن ها، انرژی گرمایی بسیار کمی را به دستان ما منتقل می‌کنند. به همین دلیل است که دمای دست ما بالا نمی رود و نمی سوزد.

9- درکدام حالت پس از القا، بار دو کره با هم برابر است؟

در هر دو حالت بار دو کره پس از القا با هم برابر است. در این سؤال ممکن است دانش آموزان با توجه به آن چه درباره ی پتانسیل به خاطر دارند، حالت 1 را انتخاب کنند. در واقع تغییر اندازه ی دو کره در حالت 2، توجه آن ها را به کره های ناهم اندازه جلب می کند. اما بنابر قانون پایستگی بار الکتریکی، هر اندازه بار منفی در کره ی اول ایجاد شود، همان میزان بار مثبت در کره ی دیگر پدید آمده است. زیرا مجموع بار دو کره در ابتدا صفر بوده و صفر هم باقی خواهد ماند. دانش آموزان به دلیل ناآگاهی از اصل بر هم نهی، حضور میله با بار مثبت را نادیده می‌گیرند و تصور می‌کنند در حالت 2، پتانسیل دو کره با هم برابر نیست. در حالی که اگر این دو کره در این حالت، هم پتانسیل نبودند، بین آن ها جریان الکتریکی برقرار می‌شد تا زمانی که آن دو هم پتانسیل شوند.

10- با توجه به شکل‌ها، نقش سیم متصل به زمین را بیان کنید.

در حالتی که وسایل برقی سالم هستند، سیم متصل به زمین  نقشی ندارد. اما اگر در وسیله خرابی رخ دهد و مدار با بدنه ی رسانای وسیله تماس پیدا کند، در صورت تماس بدن با وسیله، بارهای روی وسیله به بدن منتقل شده و شخص دچار برق گرفتگی می شود. در این حالت سیم اتصال به زمین، بارهای روی وسیله را به زمین منتقل می کند و شخص از خطر برق گرفتگی محفوظ می ماند.

11-مدار زیر را با دقت نگاه کنید و بگویید در هر حالت چه اتفاقی می‌افتد.

- وقتی کلید 1 بالا و کلید 2 هم بالا است: لامپ خاموش است

- وقتی کلید 1 بالا و کلید 2 پایین است: لامپ روشن است

- وقتی کلید 1 پایین و کلید 2 بالا است: لامپ روشن است

- وقتی کلید 1 پایین و کلید 2 هم پایین است: لامپ خاموش است

- وقتی لامپ خاموش است، با تغییر هر کدام از کلیدها چه اتفاقی می‌افتد؟ روشن می‌شود.

- وقتی لامپ روشن است، با تغییر هر کدام از کلیدها چه اتفاقی می‌افتد؟ خاموش می‌شود.

آیا این مدار را جایی دیده اید؟

این مدار در واقع مدار معمولی لامپ اتاق هاست که دو کلید در دو جای مختلف اتاق دارند و با هر کدام از کلیدها می‌توان لامپ روشن را خاموش و لامپ خاموش را روشن کرد.

این سؤال در واقع باعث می‌شود دانش آموز در جلسه ی امتحان متوجه یک نکته ی جدید شود. در این سال‌ها نگرانی دانش آموزان از امتحان و نمره، مهم ترین عاملی است که معلم را از انجام فعالیت های خلاق باز می‌دارد. طرح این گونه سؤالات در امتحان، دانش آموز را مطمئن می‌سازد که کشف و درک مفاهیم و دقت در مسائل روزمره، اصلی ترین هدف معلم و کلاس درس است و نگرانی او را از امتحان و نمره کاهش می‌دهد.

12- سیم تنگستن درون یک لامپ 210 واتی که با برق 210 ولت کار می‌کند، بر اثر عبور جریان الکتریکی، در عرض 1 ثانیه از دمای 20 درجه سانتی گراد ( دمای اتاق ) به دمای 3020 درجه سانتی گراد می‌رسد. اگر جرم تنگستن 0.5 گرم باشد، ظرفیت گرمایی ویژه ی آن را پیدا کنید.

نویسنده: نازنین حسن نیا