docפיזיקה — שאלון חקר
download 
Report Transcription
פיזיקה — שאלון חקר
סוג הבחינה :בגרות לבתי–ספר על–יסודיים מדינת ישראל מועד הבחינה :קיץ תש"ע2010 , משרד החינוך סמל השאלון917555, 98 : נספח לשאלה 1 נספח: נתונים ונוסחאות בפיזיקה לחמש יח"ל מקום למדבקת נבחן פיזיקה — שאלון חקר לנבחנים ברמת חמש יחידות לימוד הוראות לנבחן א .משך הבחינה :שעתיים. ב .מבנה השאלון ומפתח הערכה :בשאלון זה שתים–עשרה שאלות .עליך לענות על כל השאלות ,10—1ועל שאלה אחת מבין השאלות .12—11 סה"כ — 100נקודות. ג. חומר עזר מותר לשימוש :מחשבון וסרגל. ד .הוראות מיוחדות: .1 מותר להשתמש בעיפרון לסרטוטים בלבד. .2 העמודים 15—14משמשים כטיוטה. .3 שאלון זה משמש כמחברת בחינה ויש להצמיד אותו לעטיפת המחברת. .4 הדבק מדבקת נבחן במקום המיועד לכך בדף השער ובעטיפת המחברת. בשאלון זה 15עמודים 4 ,עמודים של נספח ונוסחאון. ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר, אך מכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחד. בהצלחה! -2- פיזיקה — שאלון חקר ,קיץ תש"ע סמל 917555,98 השדה המגנטי של מגנט תאוריה קיימת תאוריה הקושרת בין עוצמת השדה המגנטי , BM ,הנוצר על–ידי מגנט בנקודה לאורך ציר המגנט (ראה איור )1ובין מרחקה , r ,של הנקודה ממרכז המגנט. לפי תאוריה זו ,השדה המגנטי , BM ,פרופורציוני ל– 1 1 r3 ,כלומר: . (1) BM ∝ r 3 הערה :הקשר מתקיים בהנחה שהמדידה נערכת בנקודה רחוקה מהמגנט ,כך שמתקיים , d << rכאשר dהוא עובי המגנט. מטרת הניסוי הניסוי שנערך נועד לבחון באיזו מידה המסקנות ממנו תואמות לתאוריה שלעיל .בניסוי נעשה שימוש בציוד הזה: .1 מגנט .2 מצפן .3 סרגל עריכת הניסוי המצפן הודבק לסרגל כך שהכיוון ( E–Wמזרח–מערב) שלו היה לאורך הקו האורכי של הסרגל. סובבו את הסרגל עם המצפן כך שהמחט המגנטית של המצפן התייצבה בכיוון ( N–Sצפון–דרום) של המצפן ,כמתואר באיור .1 המשך בעמוד 3 -3- 12 70 40 W 60 50 S 0 N 0 180 190 20 02 60 17 10 2 10 2 0 3 0 01 15 0 14 01 30 110 90 100 80 פיזיקה — שאלון חקר ,קיץ תש"ע סמל 917555,98 350 340 30 03 32 0 31 E 20 24 0 270 280 29 03 50 26 00 0 2 9 8 7 6 5 4 3 2 16 15 14 13 12 11 10 cm איור 1 המשך בעמוד 4 0 23 -4- ( 15נק') איור מספר .1 פיזיקה — שאלון חקר ,קיץ תש"ע סמל 917555,98 קירבו את המגנט באיטיות אל המצפן ,ומחט המצפן סטתה בזווית מסוימת. באיורים בנספח לשאלה 1מוצג המגנט במרחקים שונים מהמצפן .באיורים שבנספח מדוד את המרחקים של המגנט מן המצפן (קרא את הערכים של המרחקים מן הסרגל) ואת זוויות הסטייה המתאימות של מחט המצפן ,ורשום את תוצאות המדידות בטבלה שלהלן: המרחק, (במטרים) r הזווית, (במעלות) q tan q ערך הגודל המקיים קשר ישר עם tan q 1 2 3 4 5 6 7 8 טבלה :1התוצאות של המדידות והחישובים המשך בעמוד 5 -5- ( 10נק') .2 ( 8נק') .3 פיזיקה — שאלון חקר ,קיץ תש"ע סמל 917555,98 חשב את ערכי tan qורשום אותם בעמודה המתאימה של טבלה ( 1העמודה הרביעית מימין). ( 4נק') א .סרטט מערכת צירים והוסף תרשים של מחט המצפן ושל השדות המשפיעים עליה( .זכור כי BMמאונך לכיוון הרכיב האופקי של השדה המגנטי של כדור–הארץ). ( 4נק') ב .בעזרת התרשים שסרטטת ,ובלי להסתמך על תוצאות הניסוי, הוכח כי tan qפרופורציוני לעוצמת השדה המגנטי של המגנט. BM , כלומר;tan q ∝ BM : המשך בעמוד 6 -6- ( 10נק') .4 פיזיקה — שאלון חקר ,קיץ תש"ע סמל 917555,98 סרטט על–גבי הנייר המילימטרי שלפניך* דיאגרמת פיזור (נקודות במערכת צירים) של tan qכפונקציה של המרחק , r ,של המגנט מן המצפן. ______________________________________________________________________________ בעמוד 12יש נייר מילימטרי נוסף ,שתוכל להשתמש בו במקרה הצורך .תוכל להשתמש גם בגיליון אלקטרוני * על–פי הוראות הבוחן. אם אתה משתמש בגיליון אלקטרוני ,הדבק את מדבקת הנבחן שלך גם על תדפיס המחשב ,וצרף אותו לשאלון. המשך בעמוד 7 -7- פיזיקה — שאלון חקר ,קיץ תש"ע סמל 917555,98 בחינת ההתאמה בין ממצאי הניסוי לבין התאוריה ( 5נק') .5 על סמך קשר ) (1שבעמוד ,2בחר מבין הסעיפים שלהלן את הסעיף שבו מצוין הגודל המקיים קשר ישר עם . tan q א. r ב. 1 r ג. r 3 ד. 1 r3 ( 5נק') .6 הוסף לטבלה ( 1בטור האחרון) את ערכי הגודל המקיים קשר ישר עם . tan q ( 15נק') .7 ( 10נק') א .סרטט על–גבי הנייר המילימטרי שבעמוד *8גרף לינארי של ערכי tan qכפונקציה של הערכים שהוספת לטבלה ,1בטור האחרון. ( 5נק') ב .חשב את שיפוע הגרף שהתקבל .ציין את יחידות השיפוע. ______________________________________________________________________________ בעמוד 13יש נייר מילימטרי נוסף ,שתוכל להשתמש בו במקרה הצורך .תוכל להשתמש גם בגיליון אלקטרוני * על–פי הוראות הבוחן. אם אתה משתמש בגיליון אלקטרוני ,הדבק את מדבקת הנבחן שלך גם על תדפיס המחשב ,וצרף אותו לשאלון. המשך בעמוד 8 -8- פיזיקה — שאלון חקר ,קיץ תש"ע סמל 917555,98 המשך בעמוד 9 -9- פיזיקה — שאלון חקר ,קיץ תש"ע סמל 917555,98 ( 7נק') .8 לירח של כדור–הארץ אין שדה מגנטי .מה יקרה למחט המצפן אם הניסוי ייערך על–פני הירח? הסבר את תשובתך. ( 7נק') .9 תלמיד הציע שינוי קל בניסוי שנערך ,ולפיו עבור כל מרחק , r ,בין המגנט לבין המצפן ,יש לערוך שתי מדידות (במקום מדידה אחת) של הזווית :האחת — כאשר הקוטב הצפוני של המגנט מופנה לעבר המצפן ,והאחרת — כאשר הקוטב הדרומי של המגנט מופנה לעבר המצפן. ( 8נק') במה תורמת הצעתו של התלמיד לשיפור הניסוי? הסבר את תשובתך. .10נתון כי עוצמת (גודל) השדה המגנטי של כדור–הארץ ,באזור הגאוגרפי שבו ערכת את הניסוי ,היא . 3 ⋅ 10–5 Tחשב את עוצמת השדה המגנטי של המגנט שברשותך ,בנקודה הנמצאת לאורך ציר הסרגל ,במרחק 18ס"מ ממרכז המגנט. המשך בעמוד 10 - 10 - פיזיקה — שאלון חקר ,קיץ תש"ע סמל 917555,98 ענה על אחת משתי השאלות ( 12-11לכל שאלה — 10נקודות). שאלות אלה קשורות לניסויים המופיעים ברשימת ניסויי החובה שבחוזר המפמ"ר. ( 10נק') .11הניסוי :השדה המגנטי של סליל דק ( 3נק') א .האם הזרם המוזרם בלולאה במהלך הניסוי הוא זרם ישר או זרם חילופין? הסבר מדוע. ( 4נק') ב .כאשר מגדילים במהלך הניסוי את מספר הליפופים nשבלולאה ,יש להקפיד על כך שהליפופים יהיו באותה מגמה .הסבר מדוע. ( 3נק') ג .האם בניסוי זה זווית הסטייה של מחט המצפן יכולה להיות ? 90° הסבר מדוע. המשך בעמוד 11 - 11 - ( 10נק') פיזיקה — שאלון חקר ,קיץ תש"ע סמל 917555,98 .12הניסוי :האפקט הפוטואלקטרי ( 3נק') א .מערכת הניסוי כוללת גם מקור מתח של 1.5וולט (מלבד מקור המתח הנדרש להפעלת הנורה) .מהו תפקידו של מקור מתח זה? ( 3נק') ב .הסבר מהי משמעותה של נקודת החיתוך של הגרף עם ציר התדירות. ( 4נק') ג .כיצד אפשר לחשב את קבוע פלאנק לפי הגרף המתקבל בניסוי? המשך בעמוד 12 - 12 - פיזיקה — שאלון חקר ,קיץ תש"ע סמל 917555,98 המשך בעמוד 13 - 13 - פיזיקה — שאלון חקר ,קיץ תש"ע סמל 917555,98 המשך בעמוד 14 - 14 - פיזיקה — שאלון חקר ,קיץ תש"ע סמל 917555,98 טיוטה המשך בעמוד 15 - 15 - פיזיקה — שאלון חקר ,קיץ תש"ע סמל 917555,98 טיוטה בהצלחה! זכות היוצרים שמורה למדינת ישראל. אין להעתיק או לפרסם אלא ברשות משרד החינוך. ( 4עמודים) 40 10 2 0 3 0 10 2 0 3 0 S 0 N S N 0 40 35 03 3 03 32 0 E 260 270 280 290 250 240 23 0 3 11 11 10 10 9 9 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 cm 14 14 13 13 12 12 16 16 N 15 15 0 350 340 330 0 32 0 31 E 260 270 280 290 250 23 0 31 300 2 300 0 0 22 22 3 240 0 0 180 190 20 02 60 17 10 01 170 180 190 200 160 210 15 150 0 40 14 14 W 2 0 50 0 1 W 60 13 120 110 90 100 80 70 60 50 0 13 120 110 90 100 80 املمتحن مكان لالصقة َ المتحان 917555,98صيف 2010 לשאלון 917555,98קיץ תש"ע 70 ( 4صفحات) cm 20 18 19 17 20 18 19 N 17 S 21 S איור 1 الرسم التوضيحي 1 21 נספח לשאלה 1 ملحق للسؤال 1 מקום למדבקת נבחן איור 2 الرسم التوضيحي 2 המשך בעמוד 2 -2- נספח לשאלה 1 לשאלון ,917555,98קיץ תש"ע 40 40 10 2 0 3 0 10 2 0 3 0 S 0 N S N 0 40 35 03 3 03 32 260 270 280 290 0 14 S 14 13 12 12 cm cm N 13 N 0 350 340 330 0 32 0 31 300 E 260 270 280 290 250 240 0 0 31 300 E 250 240 23 11 10 10 9 9 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 0 23 0 14 22 0 22 170 180 190 200 160 210 170 180 190 200 160 210 150 150 0 0 W 14 W 50 0 50 11 90 100 80 70 60 13 120 110 90 100 80 70 60 2 13 120 110 ملحق للسؤال 1 رقم ،917555,98صيف 2010 20 19 18 17 16 21 21 20 19 18 17 16 15 איור 3 الرسم التوضيحي 3 15 S איור 4 الرسم التوضيحي 4 המשך בעמוד 3 -3- נספח לשאלה 1 לשאלון ,917555,98קיץ תש"ע 40 40 10 2 0 3 0 10 2 0 3 0 S 0 N S N 0 0 40 35 03 350 340 3 03 330 32 0 32 0 31 300 E 0 10 10 E 260 270 280 250 240 23 0 9 N N 260 270 280 290 23 0 31 290 300 0 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 250 170 180 190 200 160 210 22 0 22 240 14 150 170 180 190 200 160 210 0 150 0 0 50 14 W W 0 50 9 90 100 80 70 60 13 120 110 90 100 80 70 60 2 13 120 110 ملحق للسؤال 1 رقم ،917555,98صيف 2010 11 20 19 18 17 16 15 14 13 21 21 20 19 18 17 16 15 14 12 איור 5 الرسم التوضيحي 5 13 S 12 cm cm 11 S איור 6 الرسم التوضيحي 6 המשך בעמוד 4 -4- נספח לשאלה 1 לשאלון ,917555,98קיץ תש"ע 40 40 10 2 0 3 0 10 2 0 3 0 S 0 N S N 0 0 40 35 03 350 340 3 03 330 32 0 32 0 31 260 270 280 290 E 260 270 280 250 240 23 0 3 5 5 4 4 7 7 6 N N 8 9 9 20 19 18 17 16 15 14 13 21 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 איור 7 الرسم التوضيحي 7 12 cm 11 11 10 10 8 S cm S 300 E 250 240 0 0 31 290 300 2 3 0 23 0 14 22 0 22 170 180 190 200 160 210 170 180 190 200 160 210 150 150 0 0 50 14 W W 0 6 90 100 80 70 60 13 120 110 90 100 80 70 60 50 2 13 120 110 ملحق للسؤال 1 رقم ،917555,98صيف 2010 איור 8 الرسم التوضيحي 8
