فيزياء 3 ثانوي - 25 سؤالاً صعباً

سؤال 1 ⚡ تيار كهربائي ⭐ صعب

جهاز كهربائي قدرته 1000 W يعمل على جهد 200 V. ما مقدار التيار المار فيه؟ وإذا تم توصيله بمصدر جهد 100 V، فما القدرة التي يستهلكها؟ (افترض أن المقاومة ثابتة)

أ) 5 A ، 250 W

ب) 5 A ، 500 W

ج) 10 A ، 250 W

د) 10 A ، 500 W

✅ الإجابة الصحيحة: أ) 5 A ، 250 W

الشرح:

I = P / V = 1000 / 200 = 5 A

المقاومة: R = V / I = 200 / 5 = 40 Ω

عند جهد 100 V:

P' = V'² / R = 100² / 40 = 10000 / 40 = 250 W

🧠 نقطة صعبة: العلاقة بين القدرة والجهد ليست خطية عند تغيير الجهد لأن المقاومة ثابتة. خطأ شائع: استخدام P = VI مع التيار الجديد دون حساب المقاومة.

سؤال 2 ⚡ تيار كهربائي ⭐ صعب

ثلاث مقاومات R₁ = 2 Ω، R₂ = 3 Ω، R₃ = 5 Ω موصلة على التوالي بمصدر جهد 20 V. احسب فرق الجهد عبر R₂.

أ) 4 V

ب) 6 V

ج) 8 V

د) 10 V

✅ الإجابة الصحيحة: ب) 6 V

R total = 2 + 3 + 5 = 10 Ω

I = V / R total = 20 / 10 = 2 A

V₂ = I \times R₂ = 2 \times 3 = 6 V

🧠 نقطة صعبة: في التوصيل على التوالي، التيار ثابت، وفرق الجهد يتوزع حسب المقاومة. تذكر: V = IR.

سؤال 3 ⚡ تيار كهربائي ⭐ صعب

مقاومتان R₁ = 6 Ω و R₂ = 12 Ω موصلتان على التوازي بمصدر جهد 24 V. احسب التيار الكلي.

أ) 2 A

ب) 4 A

ج) 6 A

د) 8 A

✅ الإجابة الصحيحة: ج) 6 A

R eq = (6 \times 12) / (6 + 12) = 72 / 18 = 4 Ω

I total = V / R eq = 24 / 4 = 6 A

🧠 نقطة صعبة: في التوازي، التيار الكلي = مجموع التيارات في كل فرع، أو باستخدام المقاومة المكافئة. خطأ شائع: جمع المقاومات مباشرة.

سؤال 4 ⚡ تيار كهربائي ⭐ صعب جداً

مصدر جهد قوته الدافعة 12 V ومقاومته الداخلية 2 Ω، وصل مع مقاومة خارجية R. إذا كان التيار المار في الدائرة 2 A، فاحسب قيمة R.

أ) 2 Ω

ب) 4 Ω

ج) 6 Ω

د) 8 Ω

✅ الإجابة الصحيحة: ب) 4 Ω

I = E / (R + r)

2 = 12 / (R + 2) \Rightarrow R + 2 = 6 \Rightarrow R = 4 Ω

🧠 نقطة صعبة: المقاومة الداخلية تقلل الجهد الفعلي. المعادلة: V = E − Ir ، والتيار = E / (R+r).

سؤال 5 ⚡ تيار كهربائي ⭐ صعب جداً

في قنطرة ويتستون، المقاومات الأربعة هي P = 10 Ω، Q = 20 Ω، R = 15 Ω، S غير معروفة. إذا كانت القنطرة متزنة، فاحسب S.

أ) 20 Ω

ب) 30 Ω

ج) 40 Ω

د) 10 Ω

✅ الإجابة الصحيحة: ب) 30 Ω

P / Q = R / S \Rightarrow 10 / 20 = 15 / S

0.5 = 15 / S \Rightarrow S = 30 Ω

🧠 نقطة صعبة: عند الاتزان، حاصل ضرب المقاومات المتقابلة متساوٍ: P×S = Q×R. خطأ شائع: عكس النسبة.

سؤال 6 🧲 حث كهرومغناطيسي ⭐ صعب

ملف مساحة مقطعه 0.04 m² وعدد لفاته 50 لفة. يتغير التدفق المغناطيسي من 0.02 Wb إلى 0.06 Wb خلال 0.2 s. احسب متوسط القوة الدافعة المستحثة.

أ) 5 V

ب) 10 V

ج) 20 V

د) 50 V

✅ الإجابة الصحيحة: ب) 10 V

emf = - N \times (ΔΦ / Δt)

ΔΦ = 0.06 - 0.02 = 0.04 Wb

emf = 50 \times (0.04 / 0.2) = 50 \times 0.2 = 10 V

🧠 نقطة صعبة: التغير في التدفق = Φ_final − Φ_initial. تجاهل الإشارة السالبة عند حساب المقدار. عدم نسيان عدد اللفات.

سؤال 7 🧲 حث كهرومغناطيسي ⭐ صعب جداً

ملف حثه الذاتي 2 H يمر فيه تيار يتغير بمعدل 3 A/s. احسب القوة الدافعة المستحثة الذاتية.

أ) 1.5 V

ب) 3 V

ج) 6 V

د) 9 V

✅ الإجابة الصحيحة: ج) 6 V

emf = - L \times (ΔI / Δt)

emf = 2 \times 3 = 6 V

🧠 نقطة صعبة: الحث الذاتي يعتمد على معدل تغير التيار. القانون: emf = − L (dI/dt). خطأ شائع: عدم ضرب L في معدل التغير.

سؤال 8 🧲 حث كهرومغناطيسي ⭐ صعب

إذا تحرك مغناطيس شمالي نحو ملف دائري، فما اتجاه التيار المستحث في الملف (من منظور راصد أمام الملف)؟

أ) مع عقارب الساعة

ب) عكس عقارب الساعة

ج) لا يتولد تيار

د) يتغير اتجاهه باستمرار

✅ الإجابة الصحيحة: ب) عكس عقارب الساعة

الشرح: عند اقتراب القطب الشمالي، يتزايد التدفق نحو اليمين (نحو الملف). حسب قانون لينز، التيار المستحث يولد مجالاً معاكساً (نحو اليسار). باستخدام قاعدة اليد اليمنى، يكون اتجاه التيار عكس عقارب الساعة.

🧠 نقطة صعبة: قانون لينز: التيار المستحث يعاكس التغير في التدفق. اتجاه المجال المعاكس يتحدد بالقطب الشمالي المتولد.

سؤال 9 💡 بصريات ⭐ صعب

شعاع ضوئي ينتقل من الماء (n = 1.33) إلى الزجاج (n = 1.5) بزاوية سقوط 30°. احسب زاوية الانكسار.

أ) 18.3°

ب) 26.4°

ج) 34.2°

د) 42.1°

✅ الإجابة الصحيحة: ب) 26.4°

n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂

1.33 \times sin 30° = 1.5 \times sin θ₂

1.33 \times 0.5 = 0.665 = 1.5 sin θ₂

sin θ₂ = 0.665 / 1.5 = 0.4433

θ₂ = arcsin(0.4433) \approx 26.4°

🧠 نقطة صعبة: قانون سنيل: n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂. تذكر أن الضوء ينكسر نحو العمودي عندما ينتقل إلى وسط أكبر معامل انكسار.

سؤال 10 💡 بصريات ⭐ صعب

احسب الزاوية الحرجة للضوء عند الانتقال من الماء (n = 1.33) إلى الهواء (n = 1).

أ) 41.8°

ب) 48.8°

ج) 56.2°

د) 62.5°

✅ الإجابة الصحيحة: ب) 48.8°

sin θ c = n₂ / n₁ = 1 / 1.33 \approx 0.7519

θ c = arcsin(0.7519) \approx 48.8°

🧠 نقطة صعبة: الزاوية الحرجة θ_c = arcsin(n₂/n₁) حيث n₁ > n₂. خطأ شائع: عكس النسبة (n₁/n₂).

سؤال 11 💡 بصريات ⭐ صعب جداً

عدسة محدبة بعدها البؤري 10 cm. إذا وضع جسم على بعد 30 cm من العدسة، فاحسب بعد الصورة وصفها.

أ) 15 cm ، حقيقية مقلوبة

ب) 7.5 cm ، خيالية معتدلة

ج) 20 cm ، حقيقية مقلوبة

د) 25 cm ، خيالية معتدلة

✅ الإجابة الصحيحة: أ) 15 cm ، حقيقية مقلوبة

1/f = 1/u + 1/v

1/10 = 1/30 + 1/v

1/v = 1/10 - 1/30 = (3-1)/30 = 2/30 = 1/15

v = 15 cm

الصورة حقيقية (v موجبة) ، مقلوبة (للعدسة المحدبة).

🧠 نقطة صعبة: إشارة u سالبة إذا كان الجسم أمام العدسة (اتجاه الضوء). في القانون المصري، u تؤخذ موجبة، v موجبة لصورة حقيقية.

سؤال 12 💡 بصريات ⭐ صعب

جسم طوله 2 cm وضع على بعد 20 cm من عدسة محدبة بعدها البؤري 15 cm. احسب طول الصورة.

أ) 2 cm

ب) 4 cm

ج) 6 cm

د) 8 cm

✅ الإجابة الصحيحة: ج) 6 cm

1/f = 1/u + 1/v

1/15 = 1/20 + 1/v \Rightarrow 1/v = 1/15 - 1/20 = (4-3)/60 = 1/60 \Rightarrow v = 60 cm

m = v / u = 60 / 20 = 3

طول الصورة = m \times طول الجسم = 3 \times 2 = 6 cm

🧠 نقطة صعبة: التكبير m = v/u. الصورة مكبرة 3 مرات. خطأ شائع: استخدام m = u/v.

سؤال 13 ⚛️ فيزياء حديثة ⭐ صعب

إذا كان تردد العتبة لمعدن هو 5 × 10¹⁴ Hz، فاحسب دالة الشغل بوحدة eV. (h = 4.14 × 10⁻¹⁵ eV·s)

أ) 1.07 eV

ب) 2.07 eV

ج) 3.07 eV

د) 4.14 eV

✅ الإجابة الصحيحة: ب) 2.07 eV

Φ = h \times f c

Φ = (4.14\times10⁻¹⁵) \times (5\times10¹⁴) = 4.14 \times 0.5 = 2.07 eV

🧠 نقطة صعبة: دالة الشغل = الطاقة اللازمة لتحرير إلكترون. Φ = h f_c. خطأ شائع: استخدام f_c في المعادلة دون ضرب في h.

سؤال 14 ⚛️ فيزياء حديثة ⭐ صعب جداً

سقط ضوء طوله الموجي 200 nm على معدن دالة شغله 3.0 eV. هل يحدث تأثير كهروضوئي؟ إذا حدث، فاحسب الطاقة الحركية القصوى للإلكترونات. (h = 4.14×10⁻¹⁵ eV·s ، c = 3×10⁸ m/s)

أ) لا يحدث

ب) يحدث ، K_max = 3.21 eV

ج) يحدث ، K_max = 1.50 eV

د) يحدث ، K_max = 0.50 eV

✅ الإجابة الصحيحة: ب) يحدث ، K_max = 3.21 eV

E photon = h c / λ

E photon = (4.14\times10⁻¹⁵ \times 3\times10⁸) / (200\times10⁻⁹) = (1.242\times10⁻⁶) / (2\times10⁻⁷) = 6.21 eV

K max = E photon - Φ = 6.21 - 3.0 = 3.21 eV

🧠 نقطة صعبة: تحويل الطول الموجي إلى متر، واستخدام E = hc/λ. مقارنة طاقة الفوتون بدالة الشغل لتحديد حدوث التأثير.

سؤال 15 ⚛️ فيزياء حديثة ⭐ صعب

إلكترون يتحرك بسرعة 2 × 10⁶ m/s. احسب طول موجة دي برولي له. (h = 6.626 × 10⁻³⁴ J·s ، m_e = 9.11 × 10⁻³¹ kg)

أ) 3.64 × 10⁻¹⁰ m

ب) 1.82 × 10⁻¹⁰ m

ج) 7.28 × 10⁻¹⁰ m

د) 9.11 × 10⁻¹⁰ m

✅ الإجابة الصحيحة: أ) 3.64 × 10⁻¹⁰ m

λ = h / (m v)

λ = (6.626\times10⁻³⁴) / (9.11\times10⁻³¹ \times 2\times10⁶) = 6.626\times10⁻³⁴ / (1.822\times10⁻²⁴) \approx 3.64 \times 10⁻¹⁰ m

🧠 نقطة صعبة: علاقة دي برولي: λ = h/p ، حيث p = m v. استخدام الوحدات الصحيحة.

سؤال 16 ☢️ فيزياء نووية ⭐ صعب

عينة مشعة كتلتها 100 g وعمر النصف 8 أيام. بعد 24 يوماً، ما الكتلة المتبقية؟

أ) 25 g

ب) 12.5 g

ج) 6.25 g

د) 3.125 g

✅ الإجابة الصحيحة: ب) 12.5 g

n = 24 / 8 = 3 فترات

m = 100 \times (1/2)³ = 100 \times 1/8 = 12.5 g

🧠 نقطة صعبة: عدد فترات عمر النصف = الزمن الكلي / عمر النصف. ثم m = m₀ (1/2)ⁿ.

سؤال 17 ☢️ فيزياء نووية ⭐ صعب جداً

عمر النصف لعينة مشعة هو 5 سنوات. احسب ثابت التحلل (λ) بوحدة s⁻¹. (1 year = 3.15 × 10⁷ s)

أ) 1.38 × 10⁻⁹ s⁻¹

ب) 4.39 × 10⁻⁹ s⁻¹

ج) 2.77 × 10⁻⁹ s⁻¹

د) 5.54 × 10⁻⁹ s⁻¹

✅ الإجابة الصحيحة: ب) 4.39 × 10⁻⁹ s⁻¹

T₁/₂ = ln(2) / λ

T₁/₂ = 5 \times 3.15\times10⁷ = 1.575\times10⁸ s

λ = ln(2) / T₁/₂ = 0.693 / (1.575\times10⁸) \approx 4.40 \times 10⁻⁹ s⁻¹

🧠 نقطة صعبة: تحويل الزمن إلى ثوانٍ، واستخدام λ = 0.693 / T₁/₂. خطأ شائع: نسيان تحويل السنوات إلى ثوانٍ.

سؤال 18 ☢️ فيزياء نووية ⭐ صعب جداً

نواة كتلتها 4.0015 u وكتلة مكوناتها (2 بروتون + 2 نيوترون) هي 4.0320 u. احسب طاقة الربط بوحدة MeV. (1 u = 931.5 MeV/c²)

أ) 28.4 MeV

ب) 24.5 MeV

ج) 20.2 MeV

د) 16.8 MeV

✅ الإجابة الصحيحة: أ) 28.4 MeV

Δm = 4.0320 - 4.0015 = 0.0305 u

E = Δm \times 931.5 = 0.0305 \times 931.5 \approx 28.4 MeV

🧠 نقطة صعبة: النقص في الكتلة يتحول إلى طاقة ربط. E = Δm c². خطأ شائع: عكس الطرح (كتلة النواة − كتلة المكونات).

سؤال 19 🌊 موجات ⭐ صعب

مصدر صوت تردده 400 Hz يتحرك بسرعة 30 m/s بعيداً عن راصد ساكن. سرعة الصوت 340 m/s. احسب التردد الذي يسمعه الراصد.

أ) 367 Hz

ب) 377 Hz

ج) 387 Hz

د) 397 Hz

✅ الإجابة الصحيحة: أ) 367 Hz

f' = f \times (v / (v + v s))

f' = 400 \times (340 / (340 + 30)) = 400 \times (340/370) \approx 400 \times 0.9189 \approx 367.6 Hz \approx 367 Hz

🧠 نقطة صعبة: عندما يتحرك المصدر بعيداً، نضيف سرعة المصدر لسرعة الصوت في المقام (المقام أكبر ← تردد أقل).

سؤال 20 🌊 موجات ⭐ صعب

راصد يتحرك بسرعة 10 m/s نحو مصدر صوت ساكن تردده 500 Hz. سرعة الصوت 340 m/s. احسب التردد الذي يسمعه الراصد.

أ) 485 Hz

ب) 515 Hz

ج) 525 Hz

د) 535 Hz

✅ الإجابة الصحيحة: ب) 515 Hz

f' = f \times ((v + v o) / v)

f' = 500 \times ((340 + 10) / 340) = 500 \times (350/340) \approx 500 \times 1.0294 \approx 514.7 Hz \approx 515 Hz

🧠 نقطة صعبة: الراصد يتحرك نحو المصدر → نجمع سرعة الراصد مع سرعة الصوت في البسط (تردد أعلى).

سؤال 21 🌊 موجات ⭐ صعب

موجة ترددها 50 Hz وسرعتها 200 m/s. احسب الطول الموجي.

أ) 2 m

ب) 4 m

ج) 6 m

د) 8 m

✅ الإجابة الصحيحة: ب) 4 m

v = f \times λ

200 = 50 \times λ \Rightarrow λ = 200 / 50 = 4 m

🧠 نقطة صعبة: العلاقة الأساسية v = f λ. خطأ شائع: استخدام λ = f / v.

سؤال 22 🌊 موجات ⭐ صعب جداً

شدة الصوت عند نقطة هي 10⁻⁴ W/m². احسب مستوى شدة الصوت بوحدة dB. (شدة العتبة I₀ = 10⁻¹² W/m²)

أ) 40 dB

ب) 60 dB

ج) 80 dB

د) 100 dB

✅ الإجابة الصحيحة: ج) 80 dB

β = 10 log(I / I₀)

β = 10 log(10⁻⁴ / 10⁻¹²) = 10 log(10⁸) = 10 \times 8 = 80 dB

🧠 نقطة صعبة: لوغاريتم الأساس 10. log(10ⁿ) = n. خطأ شائع: نسيان الضرب في 10.

سؤال 23 🔄 حركة دورية ⭐ صعب

جسيم في حركة توافقية بسيطة (SHM) اتساعه 0.1 m وتردده 1 Hz. احسب السرعة عندما يكون الإزاحة 0.05 m.

أ) 0.54 m/s

ب) 0.72 m/s

ج) 0.89 m/s

د) 1.02 m/s

✅ الإجابة الصحيحة: أ) 0.54 m/s

ω = 2πf = 2π \times 1 = 2π \approx 6.283 rad/s

v = ω \sqrt(A² - x²) = 6.283 \times \sqrt(0.1² - 0.05²) = 6.283 \times \sqrt(0.01 - 0.0025) = 6.283 \times \sqrt0.0075

v = 6.283 \times 0.0866 \approx 0.544 m/s \approx 0.54 m/s

🧠 نقطة صعبة: السرعة في SHM = v = ω√(A² − x²). خطأ شائع: استخدام v = ωx (وهذا للسرعة الزاوية وليس السرعة الخطية).

سؤال 24 🔄 حركة دورية ⭐ صعب

جسيم يتحرك SHM بتردد 2 Hz. احسب التسارع عندما يكون عند أقصى إزاحة (الاتساع 0.05 m).

أ) 3.95 m/s²

ب) 5.92 m/s²

ج) 7.90 m/s²

د) 9.48 m/s²

✅ الإجابة الصحيحة: ج) 7.90 m/s²

ω = 2πf = 2π \times 2 = 4π \approx 12.566 rad/s

a max = ω² A = (12.566)² \times 0.05 = 157.91 \times 0.05 \approx 7.90 m/s²

🧠 نقطة صعبة: التسارع الأقصى = ω² A. عند أقصى إزاحة، السرعة = 0 والتسارع أقصى.

سؤال 25 🔋 كهرباء ساكنة ⭐ صعب جداً

مكثف سعته 10 μF مشحون بفرق جهد 100 V. ثم تم توصيله بمكثف آخر غير مشحون سعته 20 μF على التوازي. احسب الطاقة المفقودة.

أ) 0.0167 J

ب) 0.0333 J

ج) 0.0500 J

د) 0.0667 J

✅ الإجابة الصحيحة: أ) 0.0167 J

الشرح:

الطاقة الابتدائية:

U i = ½ C₁ V₁² = ½ \times 10\times10⁻⁶ \times (100)² = ½ \times 10⁻⁵ \times 10⁴ = 0.05 J

بعد التوصيل على التوازي، السعة الكلية = 10 + 20 = 30 μF ، والشحنة الكلية = Q₁ = C₁V₁ = 10×10⁻⁶ × 100 = 10⁻³ C. الجهد المشترك = Q / C_total = 10⁻³ / (30×10⁻⁶) = 33.33 V.

U f = ½ C total V² = ½ \times 30\times10⁻⁶ \times (33.33)² = ½ \times 30\times10⁻⁶ \times 1111 \approx 0.01667 J

الطاقة المفقودة = U i - U f = 0.05 - 0.01667 = 0.0333 J

لكن الخطأ الشائع: بعض الطلاب يحسبون ΔU = 0.05 − 0.01667 = 0.0333 J وهذا هو المفقود. الخيار الصحيح هو 0.0333 J.

❗ تصويب: الطاقة المفقودة = 0.0333 J ، وليس 0.0167 J. الخيار (ب) هو الصحيح.

🧠 نقطة صعبة: عند توصيل المكثفات على التوازي، الشحنة الكلية محفوظة لكن الطاقة تقل بسبب فقدان جزء منها على شكل حرارة في الأسلاك. المعادلة: U_lost = ½ (C₁C₂/(C₁+C₂)) (V₁−V₂)².

⚡ 25 سؤالاً صعباً · فيزياء 3 ثانوي