حل امتحان الفيزياء - الشهادة الثانوية السودان 2025
الزمن: 3 ساعات - المجموع: 100 درجة
القسم الأول (14 درجة)
السؤال أ:
1- ظواهر تدل على قوة الطرد المركزي:
- (i) انحناء الجسم المتحرك في مسار دائري نحو الخارج.
- (ii) دوران السوائل في جهاز الطرد المركزي.
2- معادلة عجلة الجذب المركزي:
عجلة الجذب المركزي = (السرعة²) ÷ (نصف القطر)
3- ميلان الطرق السريعة عند المنعطفات:
لتوفير مركبة من الوزن تساعد على الاحتفاظ بالاتزان ومنع الانزلاق بسبب قوة الطرد المركزي.
4- ترتيب ألوان الطيف حسب الطول الموجي (من الأطول إلى الأقصر):
الأصفر ← الأخضر ← الأزرق ← البنفسجي
5- موجة ترددها 500 هرتز وسرعتها 3000 سم/ث:
- (i) الطول الموجي = السرعة ÷ التردد = 3000 ÷ 500 = 6 سم
- (ii) معادلة الموجة: \( y = A \sin(2\pi(500t - \frac{x}{6})) \)
6- سرعة الضوء في وسط شفاف:
معامل الانكسار \( n = \frac{c}{v} = \frac{3 \times 10^8}{2 \times 10^8} = 1.5 \)
7- تعليل:
- (i) السيزيوم: لأنه ذو دالة شغل منخفضة، مما يسهل انبعاث الإلكترونات عند سقوط الضوء عليه.
- (ii) الفضة في المرايا: بسبب عكسيتها العالية للضوء.
8- طول قصبة النظار الفلكي:
\( L = f_o + f_e \)
السؤال ب:
1- مقارنة بين الموجة المستعرضة والطولية:
- البنية: في المستعرضة تهتز الجزيئات عمودياً على اتجاه الانتشار، أما في الطولية فتهتز في نفس اتجاه الانتشار.
- المثال: الموجة على حبل (مستعرضة) – الموجة الصوتية (طولية).
2- حركة توافقية: \( a = -25y \)
- (i) التردد الزاوي \( \omega = \sqrt{25} = 5 \) راد/ث
- (ii) العجلة القصوى عند \( y = A \) (أقصى إزاحة).
3- اختيار الإجابة الصحيحة:
- مركبة وزن كرة البندول: ب- الشد في الخيط
- فشل نظرية هيجنز في تفسير: أ- الظاهرة الكهروضوئية
- زاوية الانعكاس الكلي الداخلي: أ- مساوية للزاوية الحرجة
- المرآة المقعرة: د- عائداً إلى مركز التكور
4- مجهر بسيط:
- (i) بعد الجسم: \( \frac{1}{f} = \frac{1}{v} + \frac{1}{u} \) → \( u = 6.67 \) سم
- (ii) التكبير: \( M = \frac{v}{u} = \frac{20}{6.67} \approx 3 \)
5- الطول الموجي لشعاع ضوئي:
\( \lambda = \frac{c}{f} = \frac{3 \times 10^8}{1.5 \times 10^{15}} = 2 \times 10^{-7} \) م
القسم الثاني (86 درجة)
السؤال الأول (15 درجة):
1-1 دراجة في منعطف:
- (i) زاوية الميل: \( \theta = \tan^{-1}(\frac{v^2}{rg}) = \tan^{-1}(\frac{25}{10 \times 10}) \approx 14^\circ \)
- (ii) قوة الجذب: \( F = \frac{mv^2}{r} = \frac{80 \times 25}{10} = 200 \) نيوتن
1-2 جسم في مسار دائري:
- (i) الزاوية: \( \theta = \frac{s}{r} = \frac{5}{0.1} = 50 \) راديان
- (ii) عدد الدورات في 30 ثانية: \( n = \frac{50}{2\pi} \times \frac{30}{5} \approx 47.7 \) دورة
2-1 تأثير كهروضوئي:
- (i) التردد العتبي: \( f_0 = \frac{W}{h} = \frac{3.2 \times 10^{-19}}{6.6 \times 10^{-34}} \approx 4.85 \times 10^{14} \) هرتز
- (ii) الطاقة الحركية: \( K = hf - W = (6.6 \times 10^{-34} \times 1.5 \times 10^{15}) - 3.2 \times 10^{-19} \approx 6.7 \times 10^{-19} \) جول
2-2 وسطان شفافان:
- (i) الزاوية الحرجة: \( \theta_c = \sin^{-1}(\frac{1}{1.7}) \approx 36^\circ \)
- (ii) الزاوية الحرجة بينهما: \( \theta_c = \sin^{-1}(\frac{n_2}{n_1}) \)
3- بندول بسيط:
- خطوات إيجاد عجلة الجاذبية:
- قياس طول الخيط \( L \)
- قياس الزمن لـ 20 ذبذبة \( T \)
- حساب \( g = \frac{4\pi^2 L}{T^2} \)
4- مجهر مركب:
- (i) التكبير الكلي: \( M = M_o \times M_e = \frac{20}{1.1} \times \frac{25}{5} \approx 90 \)
- (ii) طول المجهر: \( L = v_o + u_e \approx 20 + 5 = 25 \) سم
السؤال الثاني (15 درجة):
1-1 مصباح ضوئي:
عدد الفوتونات في الثانية: \( N = \frac{P}{hf} = \frac{6.6}{6.6 \times 10^{-34} \times 2 \times 10^{15}} \approx 5 \times 10^{18} \) فوتون/ث
1-2 عدسة محدبة:
- (i) بعد الصورة: \( m = \frac{v}{u} = 3 \) → \( v = 3u = 3 \times 15 = 45 \) سم
- (ii) بعد الجسم: \( u = 15 \) سم
- (iii) البعد البؤري: \( \frac{1}{f} = \frac{1}{45} + \frac{1}{15} \) → \( f = 11.25 \) سم
- (iv) العدسة محدبة لأنها تعطي صورة معتدلة مكبرة عندما يوضع الجسم بين البؤرة ومركز التكور.
2- موجة متحركة:
- تردد الموجة: \( f = \frac{1}{T} = \frac{1}{5} = 0.2 \) هرتز
- طول الموجة: \( \lambda = 20 \) م
- الاتساع: \( A = 2 \) م
- السرعة: \( v = f\lambda = 0.2 \times 20 = 4 \) م/ث
- عدد الذبذبات في 20 ثانية: \( n = f \times t = 0.2 \times 20 = 4 \) ذبذبات
السؤال الثالث (15 درجة):
1-1 تعريفات:
- الفيض المغناطيسي: عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تعبر سطحًا ما. وحدته: ويبر.
- كثافة الفيض الكهربي: مقدار الفيض الكهربي عبر وحدة المساحة. وحدتها: نيوتن.م/كولوم.
1-2 مقاومة سلك:
\( R = \rho \frac{L}{A} \) → \( R_2 = R_1 \times \frac{A_1}{A_2} = 3 \times \frac{3}{5} = 1.8 \) أوم
2- دائرة كهربية:
- (i) شدة التيار: \( I = \frac{\sum E}{\sum R} = \frac{35+10}{0.5+1+2+3} \approx 6.92 \) أمبير
- (ii) فرق الجهد: \( V = E - Ir = 10 - (6.92 \times 0.5) \approx 6.54 \) فولت
3- قاعدة فلمنج لليد اليسرى:
- الإبهام: اتجاه القوة
- السبابة: اتجاه المجال المغناطيسي
- الوسطى: اتجاه التيار
4- قوة على شحنة متحركة:
\( F = qvB \sin\theta = 20 \times 10^{-6} \times 60 \times 1 = 1.2 \times 10^{-3} \) نيوتن
السؤال الرابع (15 درجة):
1-1 تعليل:
- (i) كتلة نواتي الهيدروجين أكبر من نواة الهيليوم بسبب نقص الكتلة (الكتلة المفقودة تتحول إلى طاقة).
- (ii) يصعب انشطار اليورانيوم بدون النيوترونات البطيئة لضمان استمرارية التفاعل المتسلسل.
1-2 فرق الجهد للأشعة السينية:
\( V = \frac{hf}{e} = \frac{6.6 \times 10^{-34} \times 10^{18}}{1.6 \times 10^{-19}} \approx 4125 \) فولت
2- ذرة X:
- عدد الإلكترونات = 6
- عدد النيوترونات = 6
3- خواص أشعة الليزر:
- اتساقية عالية
- شدة عالية
- أحادية اللون
تم الحل بإذن الله - مع تمنياتنا بالنجاح والتفوق
