طرح سؤالات امتحانی

نازنین حسن نیا

طرح سؤالات امتحانی همیشه یکی از کارهای وقت گیر برای معلم هاست؛ در عین حال که وجود سؤالات جالب و کاربردی ( یا به قولی مسایل واقعی ) در میان سوالات امتحانی، باعث شادابی دانش آموزان بعد از امتحان می‌شود، اما این سؤالات باید مطابق شیوه و روش تدریس باشد. در این صورت دانش آموز از پس آنها برمی آید و به خاطر تطابقی که با نحوه تدریس دارد، به روش تدریس معلم اعتماد بیشتری پیدا می‌کند.
اگر روش تدریس شما در طول ترم به گونه ای بوده است که به مسایل روزمره و زندگی واقعی اشاره داشته اید، و به عنوان مثال و تمرین کلاسی، مسایلی واقعی را برای دانش آموزان تان حل کرده اید، نگاهی هم به سوالات زیر بیندازید:

1- کدام سیب محکم تر به سر آقای نیوتن می‌خورد؟ چرا؟

جواب: سیب 1 و 2. چون اختلاف ارتفاع این دو سیب از سر نیوتن با هم برابر و بیشتر از سیب 3 است.

2- بچه هایی با جرم های 20، 25 و 30 کیلوگرم، از بالای سرسره ای به ارتفاع 3 متر پایین می‌لغزند. وقتی به زمین می‌رسند، سرعت کدام یک بیشتر است؟
M1=20kg
M2=25kg
M3=30kg
برای کودک اول داریم:
E نهایی = E اولیه
M₁.g.h=1/2m1v² ====> g.h=1/2v²
یعنی سرعت کودکان، مستقل از جرم آنهاست. پس هر سه کودک با سرعت یکسان به پایین سرسره می‌رسند.

3- سه گلوله یکسان و مشابه را مشاهده می‌کنید که با سرعت اولیه یکسان از یک سطح پرتاب می‌شوند. یکی از گلوله‌ها مستقیماً به بالا حرکت می‌کند. گلوله دیگر با زاویه ای بسیار کوچک نسبت به قائم پرتاب می‌شود و سومی روی سطح شیبدار بدون اصطکاکی پرتاب می‌شود. گلوله‌ها را به هنگام رسیدن به خط چین افقی، برحسب بیشترین سرعت طبقه بندی کنید.
( این سؤال در واقع همان سؤال 7 کتاب درسی، فصل انرژی است، اما به صورتی دیگر. )

برای هر گلوله از قانون بقای انرژی داریم:
انرژی نهایی = انرژی اولیه
1/2mv0²=1/2mv²+mh
1/2v0²-gh=1/2v²
چون v0 و h برای هر سه گلوله یکسان است، پس v نیزکه سرعت گلوله‌ها هنگام رسیدن به خط چین است، با هم برابر می‌باشد.

4- یک بسکتبالیست توپی را با سرعت اولیه 2m/s از ارتفاع 70cm 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
همچنین 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

10*0/7+1/2*4=10*h₂

7+2=10h₂====> h₂=0/qm یا نود سانتی متر

5- از آبشاری به ارتفاع 100 متر در هر ثانیه 1200m³ آب فرو می‌ریزد. مولدی که در پایین آبشار قرار گرفته است، سه چهارم 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 حساب کنیم. در هر ثانیه 1200 متر مکعب یعنی 1200000 کیلوگرم آب از ارتفاع 100 متری سقوط می‌کند. پس

1200000100¹⁰=1/2*10⁹j	= انرژی آبشار در هر ثانیه
1/210⁹j/s=1/210⁹w	= توان آبشار
	= توان مولد

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

7- قدیمی‌ها می‌گفتند که " برف لباس گرم زمین است و زمین را از سرما حفظ می‌کند. " آزمایش‌ها هم نشان می‌دهد که دمای قسمت هایی از زمین که با برف پوشیده شده است، تقریباً 10 درجه سانتی گراد بیشتر از قسمت های بدون برف است. چرا؟ ( سوال پایان فصل 2 کتاب درسی ).
با توجه به این قسمت می‌توانید بگویید چگونه خانه های یخی اسکیموها، آنها را از سرمای قطب حفظ می‌کند؟

چون برف و یخ عایق گرماست و باعث می‌شود گرمای زمین در روزهای سرد زمستانی از دست نرود.
خانه های یخی هم به همین ترتیب گرمای داخل شان را حفظ می‌کنند و اسکیموها را از سرما نجات می‌دهند.

8- اگر تا به حال فشفشه ای در دست تان گرفته باشید، می‌دانید که جرقه های آن دست شما را نمی سوزاند. جالب است بدانید که این جرقه‌ها دمایی حدود 2400 درجه 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 شان، انرژی گرمایی بسیار کمی را به دستان ما منتقل می‌کند. به همین دلیل است که دستان ما، به دمای بالایی نمی رسد و نمی سوزد.

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

در هردو حالت بار دو کره الف و ب پس از القا با هم برابر است.
در این سوال دانش آموزان ممکن است، به خاطر آنچه درباره پتانسیل دیده اید، به خطا بگویند فقط حالت 1. در واقع تغییر اندازه دو کره در حالت 2. آنها را به یاد پتانسیل کره های ناهم اندازه می‌اندازد. اما بنابراین قانون پایستگی بار الکتریکی، هر چه قدر بار منفی در کره اول ایجاد شود، همان قدر بار مثبت در کره دیگر پدید آمده است. زیرا مجموع بار دو کره از ابتدا صفر بوده و باز هم صفر خواهد ماند. دانش آموزان به دلیل ناآگاهی از اصل بر هم نهی ، حضور میله با بار مثبت را نادیده می‌گیرند و گمان می‌کنند در حالت زیر هم، پتانسیل دو کره با هم برابر نیست. در حالیکه اگر این دو کره در این حالت، هم پتانسیل نبودند، بین آنها جریان الکتریکی برقرار می‌شد تا زمانی که هم پتانسیل شوند.

10- با توجه به شکل‌ها بگویید سیم اتصال زمین به چه درد می‌خورد؟

در حالتی که وسایل برقی سالم هستند، سیم زمین هیچ نقشی ندارد. اما اگر در وسیله خرابی رخ دهد و مدار با بدنه رسانای وسیله تماس پیدا کند، وسیله باز هم کار می‌کند، ولی اگر به بدنه آن دست بزنیم، دچار برق گرفتگی می‌شویم. در این حالت سیم اتصال به زمین، به کمک ما می‌آید و باعث می‌شود، با وجود اتصالی در مدار برق ما را نگیرد.

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

- وقتی کلید 1 بالا و کلید 2 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 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 معمول 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 امتحان یک نکته جدید را خودش کشف کند. در این سال‌ها نگرانی دانش آموزان از امتحان و نمره، مهمترین عاملی است که معلم را از انجام فعالیت های خلاق باز می‌دارد. این گونه سؤالات برای امتحان، دانش آموز را مطمئن می‌سازد که کشف و درک مفاهیم و دقت در مسایل روزمره، اصلی ترین هدف معلم و کلاس درس است و خود به خود 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 آن را پیدا کنید.