حل تشریحی سوالات سؤالات امتحان شبه‌نهایی درس فیزیک (1) دهم اردیبهشت 1403 نوبت صبح - امتحان شبه‌نهایی دهم اردیبهشت 1403 (تجربی)

الف) نام ساده‌ترین و رایج‌ترین دماسنج‌‌‌ها را بنویسید. (دو مورد) (0/5)

ب) انرژی درونی جسم را تعریف کنید. (0/5)

با استفاده از مدل‌سازی می‌توان پیچیدگی‌‌های تحلیل حرکت توپ بسکتبال پرتاب شده را کاهش دهیم. در مدل‌سازی این حرکت، چه فرض‌هایی برای هر یک از موارد زیر در نظر می‌گیریم؟ (0/75)

الف) توپ یک کره کامل نیست و حین حرکت به دور خود می‌چرخد.

ب) باد و مقاومت هوا بر حرکت توپ اثر دارد.

پ) وزن توپ با تغییر فاصلۀ آن از مرکز زمین تغییر می‌کند.

با توجه به شکل‌‌های زیر، دقت اندازه‌گیری ترازو و خط‌کش را بنویسید. (0/5)

گزینۀ درست را انتخاب کنید و در پاسخ‌نامه بنویسید. (0/75)

الف) کدام کمیت نرده‌ای و فرعی است؟

(1) طول

(2) سرعت

(3) مساحت

ب) یکای نیرو (نیوتون) برحسب یکا‌‌های اصلی کدام است؟

(1) $kg.m/s^2$

(2) $kg/m.s^2$

(3) $kg.m^2/s^2$

پ) کدام گزینه جرم یک گیرۀ کاغذ $(0/00010kg)$ را به‌صورت نمادگذاری علمی درست بیان می‌‌کند؟

(1) $1\times {10}^{-5}kg$

(2) $1\times {10}^{-4}kg$

(3) $1\times {10}^{+3}kg$

طول جزیرۀ قشم حدود 12 کیلومتر است. طول این جزیره را به روش تبدیل زنجیره‌ای برحسب ذرع بنویسید. (هر ذرع، 104 سانتی‌متر است.) (0/75)

جرم یک سوزن ته‌گرد را چگونه می‌توان با ترازوی آشپزخانه اندازه‌گیری کرد؟ (0/5)

حجم‌‌‌های مساوی از سه مایع مخلوط نشدنی $A$، $B$ و $C$ را در یک استوانه شیشه‌ای ریخته‌ایم. کدام مایع بیشترین جرم را دارد ؟ چرا؟ (0/75)

برای هر یک از گزاره‌‌‌های زیر، واژه مناسب را انتخاب کنید و در پاسخ‌نامه بنویسید. (یک مورد اضافه است.) (1)

پلاسما - مایع - هوا - جامد بلورین - جامد بی‌شکل

الف) الماس مثالی از ............ است.

ب) کشش سطحی ناشی از هم‌چسبی مولکول‌‌های سطح ............ است.

پ) مادۀ درون ستارگان و آذرخش از ............ تشکیل شده است.

ت) پدیدۀ پخش در ............، سریع‌تر از آب رخ می‌دهد.

یک ستون به سطح مقطع $A=1m^2$ در نظر بگیرید که از سطح دریای آزاد تا بالاترین بخش جوّ زمین ادامه می‌‌یابد. (شکل روبه‌رو) اگر فشار هوا در سطح دریا $P_0={10}^{5}Pa$ باشد چند کیلوگرم هوا در این ستون فرضی وجود دارد؟ $(g=10m/s^2)$ (0/75)

به سؤالات زیر پاسخ کوتاه دهید. (0/75)

الف) نام یک نوع فشارسنج که معمولاً برای اندازه‌گیری فشار باد لاستیک وسایل نقیله به‌کار می‌رود را بنویسید.

ب) نیروی بالاسوی خالصی که از طرف شاره به جسم غوطه‌ور درون شاره وارد می‌شود، چه نام دارد؟

پ) کمیت دماسنجی در دماسنج ترموکوپل چیست؟

در ظرف شکل روبه‌رو، اگر چگالی مایع $3000kg/m^3$ باشد، فشار گاز محبوس درون لوله چند پاسکال است؟ $(g=10m/s^2,P_0={10}^{5}Pa)$ (0/75)

شاره‌ای تراکم‌ناپذیر با جریان لایه‌ای در لوله‌ای با دو سطح مقطع متفاوت و در امتداد افق از چپ به راست در حرکت است. اگر $A_1=10c{m}^2$، $v_1=2m/s$ و $v_2=5m/s$ باشد؛

الف) سطح مقطع قسمت باریک $(A_2)$ چند سانتی‌متر مربع است؟ (0/75)

ب) فشار شاره در کدام قسمت این لوله، کمتر است؟ چرا؟ (0/5)

درستی یا نادرستی هر یک از گزاره‌‌‌های زیر را با واژه‌‌‌های «درست» یا «نادرست» در پاسخ‌نامه مشخص کنید. (1/5)

الف) اگر چند لولۀ مویین شیشه‌ای را وارد آب کنیم هر چه قطر لولۀ مویین کوچک‌تر باشد ارتفاع آب در آن کمتر است.

ب) فشار در یک عمق معیّن از مایع به جهت‌گیری سطحی که فشار به آن وارد می‌شود، بستگی دارد.

پ) در خلأ نسبی و شاره‌ای که فشار آن کمتر از فشار جوّ است، فشار پیمانه‌ای منفی است.

ت) نیروی دگرچسبی بین مولکول‌‌های آب و شیشۀ تمیز از نیروی هم‌چسبی بین مولکول‌‌های آب بیشتر است.

ث) مقدار انرژی جنبشی جسم به جهت حرکت آن وابسته است.

ج) انرژی پتانسیل گرانشی یک سامانه می‌‌تواند منفی باشد.

شکل روبه‌رو ورزشکاری را در حال پرتاب توپ بسکتبالی به جرم $600g$ از ارتفاع 2 متری به طرف سبد در ارتفاع 3 متری نشان می‌دهد. کار نیروی وزن توپ هنگام رسیدن به دهانۀ سبد چند ژول است؟ $(g=10m/s^2)$ (1)

شکل زیر، دو مسیر متفاوت (1) و (2) برای حرکت جسمی نشان می‌دهد. در هر دو مسیر، جسم از حالت سکون از نقطۀ $A$ روی مسیر بدون اصطکاک و رو به پایین حرکت می‌کند. با ذکر دلیل، انرژی جنبشی جسم را در نقطۀ $B$ برای هر دو مسیر مقایسه کنید. (1)

برای آنکه نیروی خالصی بتواند تندی جسم را از $v$ به $2v$ برساند باید مقدار $60J$ کار روی آن انجام دهد. اگر قرار باشد، تندی جسم از $v$ به $4v$ برسد، کاری که روی این جسم باید انجام شود چند ژول است؟ (1)

هر یک از دو موتور جت یک هواپیمای مسافربری، پیشرانه‌ای (نیروی جلوبر هواپیما) برابر $2\times {10}^{5}N$ ایجاد می‌‌کند. اگر هواپیما در هر 20 ثانیه، $5km$ در امتداد این نیرو حرکت کند، توان متوسط هر یک از موتور‌های هواپیما چند مگاوات است؟ (1/25)

مساحت یک ورقۀ مسی $200c{m}^2$ است. اگر دمای این ورقه 40 کلوین افزایش یابد، مساحت آن چند سانتی‌متر مربع افزایش خواهد یافت؟ (0/75)

(ضریب انبساط طولی مس: $17\times {10}^{-6}1/K$)

در چه دمایی برحسب درجه سلسیوس، دماسنج‌های سلسیوس و فارنهایت عدد یکسانی را نشان می‌دهند؟ (0/75)

الف) چرا در دماسنج نواری دوفلزه با کاهش یا افزایش دما، نوار دوفلزه خم می‌شود؟ (0/5)

ب) دمای مقداری آب را از $4{}^{\circ }C$ به $0{}^{\circ }C$ کاهش می‌دهیم. توضیح دهید تغییر چگالی آب در این بازۀ دمایی چگونه است؟ (0/5)

پ) در یک کلاس درس؛ صندلی، دانش‌آموز، تخته و شیشه پنجره و... وجود دارد. در یک روز زمستانی دمای کدام‌یک از آن‌‌ها با دمای هوای اتاق تقریباً برابر است؟ (شیشه پنجره در تماس با هوای سرد بیرون است.) (0/5)

ت) دو گوی هم‌اندازه با جرم‌های یکسان از جنس‌های آلومینیوم و برنج را به‌وسیله ریسمان‌‌هایی در داخل ظرف آب در حال جوشیدن قرار می‌دهیم و پس از مدتی گوی‌‌ها را بیرون آورده و روی یک ورقه پارافین قرار می‌دهیم. گوی آلومینیومی پارافین بیشتری ذوب می‌کند. علت آن چیست؟ (0/5)

جسمی به جرم $0/2kg$ و دمای $5{}^{\circ }C$ را درون ظرف عایقی حاوی $0/4kg$ آب $20{}^{\circ }C$ می‌اندازیم. پس از چند دقیقه دمای تعادل را اندازه می‌گیریم. دمای تعادل $18{}^{\circ }C$ می‌شود. گرمای ویژۀ جسم را حساب کنید. از تبادل گرما بین ظرف و سایر اجسام چشم‌پوشی شود. (گرمای ویژه آب: $4200J/kg.{}^{\circ }C$) (1/25)