מבחן מיצ"ב במדע וטכנולוגיה לכיתה ח' (נוסח 2018) – תרגול לקראת מבחן התנופה בכיתה ט'

תשובה לדוגמה (ציון מלא): הקריש סותם את העורק, ולכן הדם אינו זורם לחלק של שריר הלב שהעורק מספק לו דם. התאים שם אינם מקבלים חמצן וחומרי מזון, ובלעדיהם הם אינם יכולים להפיק אנרגיה בתהליך הנשימה התאית, ולכן הם מתים.

ההסבר צריך לכלול שני חלקים:

1. מה הקריש עושה: חוסם את כלי הדם ומונע זרימת דם לרקמה.

2. למה זה מסוכן לתאים: הדם מביא לתאים חמצן וחומרי מזון (ומפנה מהם פסולת כמו פחמן דו־חמצני). תא שאינו מקבל חמצן וחומרי מזון אינו יכול להפיק אנרגיה ומת.

תשובה לדוגמה (ציון מלא): בניתוח ובעקירת שן חותכים רקמות ונוצר פצע. התרופה מונעת את קרישת הדם, כמו הדרקולין, ולכן הפצע לא ייסגר בקריש, והמטופל עלול לאבד הרבה דם (דימום מוגבר או דימום שאינו נפסק).

ההיגיון: התרופה עוזרת לאנשים עם יתר קרישות כי היא מונעת היווצרות קרישים בתוך כלי הדם. אבל אותה פעולה בדיוק מסוכנת כשיש פצע: שם הגוף צריך שהדם ייקרש כדי לעצור את הדימום. לכן מפסיקים את התרופה זמן קצר לפני הטיפול.

תשובה לדוגמה (ציון מלא): הצמחים הטורפים מבצעים פוטוסינתזה, ובה הם מייצרים בעצמם סוכרים (מזון) מפחמן דו־חמצני וממים בעזרת אנרגיית האור.

יצרן הוא יצור חי שמייצר בעצמו את המזון שלו מחומרים פשוטים (חומרים אורגניים מחומרים אי־אורגניים). בפסקה הראשונה של הקטע ״צמחים שאוכלים בעלי חיים״ כתוב: ״כמו כל צמח ירוק, גם הם מבצעים פוטוסינתזה״.

שימו לב: לא נכון לכתוב שבפוטוסינתזה הצמח ״מייצר מינרלים״. את המינרלים הצמח קולט מהקרקע או מגוף הטרף.

תשובה לדוגמה (ציון מלא): הצמחים הטורפים ניזונים מבעלי חיים אחרים: הם לוכדים חרקים, מפרקים את גופם וקולטים את החומרים שנוצרים בפירוק.

צרכן הוא יצור חי שמקבל את המזון שלו מיצורים חיים אחרים (ממקור חיצוני). בקטע כתוב שהצמחים הטורפים ״לוכדים בעלי חיים קטנים... מפרקים אותם וקולטים לתוכם את החומרים שנוצרים בפירוק״.

חשוב לכתוב במפורש שהצמח ניזון מבעלי החיים. לא מספיק לכתוב ״הם לוכדים חרקים״ או ״הם צדים״, כי לכידה לבדה אינה אומרת שהצמח אוכל את הטרף.

התשובה: טריפה; הזנה.

הדיונאה לוכדת עכבישים ונמלים, מפרקת את גופם וקולטת את תוצרי הפירוק (פסקאות 2–3 בקטע). יצור אחד הורג יצור אחר ומשתמש בו כמזון, ולכן אלה יחסי טריפה: הדיונאה היא הטורף, ובעלי החיים הנלכדים הם הטרף.

בזכות הטרף הדיונאה מקבלת חומרים, ובעיקר מינרלים שחסרים בקרקע. לכן זהו מאפיין החיים הזנה.

למה לא ״תגובה לגירויים״? נכון שהמלכודת נסגרת בתגובה למגע, אבל השאלה היא איזה מאפיין חיים מתקיים בזכות יחסי הגומלין עם הטרף: הדיונאה מקבלת ממנו מזון.

למה לא ״טפילות״? טפיל חי על הפונדקאי או בתוכו וניזון ממנו בדרך כלל בלי להרוג אותו מיד. הדיונאה הורגת את הטרף ומפרקת אותו.

התשובה: הדדיות; רבייה.

בפסקה הרביעית כתוב שאל הפרחים מגיעות דבורים קטנות וחיפושיות, ושהן מאביקות את הפרחים. גם הדיונאה וגם המאביקים מרוויחים: המאביקים מקבלים מזון מהפרח (צוף ואבקה), והדיונאה מקבלת האבקה. כששני הצדדים מרוויחים, אלה יחסי הדדיות.

האבקה מאפשרת הפריה ויצירת זרעים, כלומר העמדת צאצאים. לכן זהו מאפיין החיים רבייה.

התשובה: ככל שיש יותר תרכובות חנקן בקרקע, כך הצמח תלוי פחות בתרכובות חנקן שמגיעות מחרקים. לכן הצמח מצמיח פחות מלכודות.

קוראים את הגרף: כשכמות תרכובות החנקן בקרקע הייתה 0, צמחו בממוצע 12 מלכודות חדשות לצמח. ככל שכמות החנקן גדלה, מספר המלכודות ירד: 11, 8, 6, ובכמות 100 רק 5 מלכודות.

ההסבר הביולוגי: לפי הקטע, הצמחים הטורפים גדלים בקרקע ענייה ומשיגים את המינרלים החסרים מגוף הטרף. אם הקרקע עצמה עשירה בחנקן, הצמח מקבל את החנקן דרך השורשים, ולכן הוא צריך פחות טרף, ופחות ״משקיע״ ביצירת מלכודות.

תשובה לדוגמה (ציון מלא): הצמח זקוק לאור כדי לבצע פוטוסינתזה, ובפוטוסינתזה הוא מייצר סוכרים (מזון). כדי להצמיח מלכודות חדשות (עלים חדשים) הצמח צריך את הסוכרים, שמהם הוא מפיק אנרגיה ובונה חומרים. לכן כמות האור משפיעה על מספר המלכודות שהצמח יכול להצמיח.

שימו לב לשני חלקים בהסבר: (1) אור ← פוטוסינתזה; (2) בפוטוסינתזה נוצרים סוכרים / מזון שהצמח משתמש בהם לגדילה. טעות נפוצה: לכתוב שבפוטוסינתזה הצמח ״צורך סוכרים״. בפוטוסינתזה הסוכרים נוצרים, ואינם נצרכים.

תשובה לדוגמה (ציון מלא): כדי שהגורם היחיד שמשפיע על מספר המלכודות יהיה כמות תרכובות החנקן בקרקע. אם קבוצה אחת הייתה מקבלת יותר אור, לא היינו יודעים אם ההבדל במספר המלכודות נגרם מהחנקן או מהאור.

בניסוי הזה:

• המשתנה הבלתי תלוי (הגורם המשפיע): כמות תרכובות החנקן בקרקע.

• המשתנה התלוי (הגורם המושפע): מספר המלכודות החדשות.

• האור הוא גורם שגם הוא משפיע על מספר המלכודות (סעיף ב1), ולכן יש לשמור אותו קבוע בכל הקבוצות. זה נקרא בידוד משתנים.

התשובה: שתיהן מפיצות ריח שמושך אליהן חרקים.

משווים את שני הקטעים:

• דיונאה (פסקה 1): ״המלכודות מפיצות ריח שמזכיר ריח של פרי, והריח מושך אליהן חרקים ועכבישים״. נוסף על כך הצד הפנימי של האונות אדום.

• סרצניה: ״יש בלוטות שמפרישות צוף מתוק, והצינור גם מפיץ ריח שמושך חרקים״.

הדבר המשותף הוא הפצת ריח. הצוף מוזכר רק בסרצניה, והצבע האדום מוזכר רק בדיונאה.

התשובה הנכונה: התאמה פיזיולוגית תהליכית.

הפצת ריח היא תהליך שמתרחש בתוך הצמח: תאי הצמח מייצרים חומרים בעלי ריח ומשחררים אותם לאוויר. התאמה שהיא תהליך בגוף (ייצור חומרים, הפרשה, ויסות) נקראת התאמה פיזיולוגית תהליכית.

למה לא התאמה מבנית? התאמה מבנית היא צורה או מבנה של איבר, למשל צורת הצינור של הסרצניה או הזיפים בשולי המלכודת של הדיונאה. הריח אינו מבנה.

למה לא התאמה התנהגותית? התנהגות היא פעולה שהיצור עושה בתגובה לסביבה, כמו מעבר למקום אחר. הפצת הריח אינה התנהגות, אלא תהליך שמתרחש כל הזמן בתאי הצמח.

התשובה: החץ שפונה למעלה – עדן; החץ שפונה ימינה – ליה; החץ שפונה למטה – טל.

משתמשים באורכי החצים: חץ ארוך יותר מייצג כוח גדול יותר.

• החץ הארוך ביותר (למטה) מייצג את הכוח הגדול ביותר, 7N, ולכן הוא של טל.

• החץ הקצר ביותר (למעלה) מייצג את הכוח הקטן ביותר, 2N, ולכן הוא של עדן.

• החצים ימינה ושמאלה שווים באורכם ומייצגים 4N. השם של אורי (4N) כבר כתוב משמאל, ולכן החץ ימינה הוא של ליה (4N).

התשובה הנכונה: לכיוון של טל.

השולחן נע לכיוון של הכוח השקול (סכום כל הכוחות). ההסבר המלא נמצא בסעיף ב2.

למה לא לכיוון של ליה או של אורי? הם מושכים בכוחות שווים (4N כל אחד) לכיוונים מנוגדים, ולכן הכוחות שלהם מבטלים זה את זה. השולחן אינו זז ימינה או שמאלה.

למה לא לכיוון של עדן? עדן מושכת בכוח של 2N בלבד, וטל מושך לכיוון ההפוך בכוח גדול יותר, 7N. לכן הכוח של טל ״מנצח״.

תשובה לדוגמה (ציון מלא): ליה ואורי מושכים לכיוונים מנוגדים בכוחות שווים (4N ו־4N), ולכן הכוחות שלהם מאזנים זה את זה. טל ועדן מושכים גם הם לכיוונים מנוגדים, אבל הכוח של טל (7N) גדול מהכוח של עדן (2N). לכן השולחן ינוע לכיוון של טל.

חישוב הכוח השקול:

• בכיוון ימין–שמאל: $4N-4N=0N$.

• בכיוון למעלה–למטה (עדן–טל): $7N-2N=5N$ לכיוון של טל.

הכוח השקול הוא 5N לכיוון של טל.

התשובה: 5 ניוטון.

כדי שהשולחן לא יזוז, הכוח השקול צריך להיות 0. כרגע הכוח השקול הוא 5N לכיוון של טל ($7N-2N=5N$). לכן צריך להוסיף כוח של 5N שיאזן אותו.

בדיקה: בכיוון של עדן יפעלו $2N+5N=7N$, ובכיוון של טל 7N. הכוחות שווים, והשולחן לא יזוז.

התשובה: לכיוון של עדן.

הכוח הנוסף צריך להיות מנוגד לכוח השקול. הכוח השקול פונה לכיוון של טל, ולכן הכוח הנוסף צריך לפנות לכיוון ההפוך, לכיוון של עדן.

התשובה: 1. אנרגיית הגובה ← 2. אנרגיית התנועה ← 3. חום (אנרגיה תרמית).

• בנקודה א המכונית נמצאת בגובה ובמנוחה: יש לה אנרגיית גובה ואין לה אנרגיית תנועה.

• בירידה מ־א ל־ב המכונית יורדת ומהירותה גדלה: אנרגיית הגובה מומרת באנרגיית תנועה. המסילה חלקה, ולכן כמעט אין שם חיכוך.

• על השטיח המחוספס (מ־ב ל־ג) פועל כוח חיכוך, והמכונית מאטה עד שהיא נעצרת: אנרגיית התנועה מומרת בחום (אנרגיה תרמית). השטיח והגלגלים מתחממים מעט.

התשובה הנכונה: גרף 3.

• בין א ל־ב המסילה חלקה, ואין חיכוך. אנרגיית הגובה הופכת לאנרגיית תנועה, אבל סך שתיהן נשאר קבוע (שימור אנרגיה). לכן בקטע הזה הקו בגרף אופקי.

• בין ב ל־ג יש חיכוך. אנרגיית התנועה הופכת בהדרגה לחום, שאינו חלק מאנרגיית הגובה ומאנרגיית התנועה של המכונית. לכן סך האנרגיה קטן.

• בנקודה ג המכונית עומדת (אין לה אנרגיית תנועה) והיא על מישור הייחוס (בגובה 0, אין לה אנרגיית גובה), ולכן סך האנרגיה הוא 0.

גרף 3 מתאים לכל זה: קבוע מ־א עד ב, ויורד עד 0 מ־ב עד ג.

למה לא גרף 1? בגרף הזה סך האנרגיה גדל בירידה. מי שבוחר בו מבלבל בין סך האנרגיה לבין אנרגיית התנועה, שאכן גדלה בירידה. בנוסף, על השטיח האנרגיה לא יכולה להישאר קבועה, כי יש חיכוך.

למה לא גרף 2? בגרף הזה האנרגיה קטנה דווקא במסילה החלקה ונשארת קבועה על השטיח. זה הפוך: איבוד אנרגיה לחום קורה במקום שיש בו חיכוך.

למה לא גרף 4? הגרף הזה מתאים לאנרגיית התנועה: היא גדלה בירידה וקטנה על השטיח. אבל בנקודה א סך האנרגיה אינו 0, כי יש למכונית אנרגיית גובה.

התשובה הנכונה: פירוק תרכובת.

מים ($H_2O$) הם תרכובת: חומר אחד שבנוי משני סוגי אטומים (מימן וחמצן) שקשורים זה לזה. בתגובה הקשרים במולקולות המים נשברים, ונוצרים שני יסודות: מימן ($H_2$) וחמצן ($O_2$). חומר אחד הופך לשני חומרים פשוטים יותר, ולכן זה פירוק תרכובת.

למה לא יצירת תרכובת? ביצירת תרכובת יסודות מתחברים ויוצרים תרכובת. כאן קורה ההפך: התרכובת היא חומר המוצא, והיסודות הם התוצרים.

למה לא יצירת תערובת? בתערובת מערבבים חומרים בלי שנוצרים חומרים חדשים. כאן נוצרים חומרים חדשים (מימן וחמצן), ולכן זו תגובה כימית.

למה לא הפרדת תערובת? מים אינם תערובת של מימן וחמצן. הם חומר אחד, והמימן והחמצן שבהם קשורים בקשרים כימיים. לכן כדי לקבל מהם מימן וחמצן צריך תגובה כימית ולא הפרדה.

התשובה: 16 גרם.

לפי חוק שימור המסה, בתגובה כימית המסה הכוללת של החומרים בתחילת התגובה שווה למסה הכוללת של החומרים בסופה. האטומים אינם נעלמים ואינם נוצרים, הם רק מתארגנים מחדש.

מסת המים = מסת המימן + מסת החמצן

$18=2+x$

$x=18-2=16$

נוצרו 16 גרם של חמצן.

התשובה: פעפוע (דיפוזיה).

פעפוע הוא התפשטות של חלקיקי חומר אחד בין חלקיקי חומר אחר בזכות התנועה של החלקיקים עצמם, בלי שמערבבים. חלקיקי הצבע נעים כל הזמן ומתפזרים בהדרגה בין חלקיקי המים, עד שהם מפוזרים באופן אחיד בכל הכוס.

שימו לב: התשובות ״ערבוב״ או ״התערבבות״ אינן נכונות, כי נגה לא ערבבה. גם ״התמוססות״ אינה נכונה: הצבע כבר היה מומס במים הצבועים, ובניסוי נבדק התפשטות החלקיקים שלו בכל הכוס.

התשובה: 40 מעלות צלזיוס.

מוצאים בציר האנכי (הזמן) את הערך 50 דקות, ומתקדמים ממנו אופקית עד שפוגשים את הקו של הגרף. מהנקודה הזו יורדים אנכית לציר האופקי (הטמפרטורה) וקוראים 40.

בדיקה: הקו עובר בין הנקודות (30, 64) ו־(50, 36). באמצע הדרך בין 30°C ל־50°C, כלומר ב־40°C, הזמן הוא באמצע בין 64 ל־36: $\frac{64+36}{2}=50$ דקות. ✓

תשובה לדוגמה (ציון מלא): ככל שטמפרטורת המים גבוהה יותר, כך הזמן שעובר עד שכל המים נצבעים בצבע אחיד קצר יותר.

(אפשר גם: ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך קצב הפעפוע גדול יותר.)

איך מגיעים למסקנה: בגרף רואים שב־10°C עברו 96 דקות, ב־30°C 64 דקות, ב־50°C 36 דקות וב־70°C רק 20 דקות. כשהטמפרטורה עולה, הזמן יורד. זה קשר הפוך.

במסקנה צריך לכתוב את שני המשתנים בשמם המלא ואת הכיוון של הקשר ביניהם. המשתנה הבלתי תלוי הוא טמפרטורת המים, והמשתנה התלוי הוא הזמן שעובר עד שמתקבל צבע אחיד.

תשובה לדוגמה (ציון מלא): לפי מודל החלקיקים, החלקיקים של כל חומר נמצאים בתנועה מתמדת. ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, החלקיקים נעים מהר יותר (יש להם יותר אנרגיית תנועה). לכן במים חמים חלקיקי הצבע מתפזרים בין חלקיקי המים מהר יותר, והצבע האחיד מתקבל בזמן קצר יותר.

שימו לב: אין ״טמפרטורה של חלקיק״. הטמפרטורה היא תכונה של החומר כולו, והיא קשורה למהירות התנועה של החלקיקים.

התשובה: 1. כלי 2; 2. כלי 1.

כללים לזיהוי:

• יסוד: כל האטומים בחלקיק הם מסוג אחד (למשל זוג עיגולים אפורים, או עיגול לבן בודד).

• תרכובת: בכל חלקיק יש לפחות שני סוגי אטומים שקשורים זה לזה (למשל עיגול שחור עם עיגולים לבנים).

• חומר טהור: כל החלקיקים בכלי זהים. תערובת: יש בכלי כמה סוגי חלקיקים.

בודקים את הכלים:

• כלי 1: כל החלקיקים זהים, ובכל אחד מהם עיגול שחור ושני עיגולים לבנים. זו תרכובת אחת בלבד.

• כלי 2: יש שני סוגי חלקיקים: זוגות של עיגולים אפורים ועיגולים לבנים בודדים. כל סוג בנוי מסוג אחד של אטום, ולכן שניהם יסודות. זו תערובת של שני יסודות.

• כלי 3: כל האטומים מאותו סוג, ולכן זה יסוד אחד.

• כלי 4: יש חלקיקים של שחור+לבן (תרכובת) וזוגות אפורים (יסוד). זו תערובת של תרכובת ויסוד, ולא של שני יסודות.

התשובה הנכונה: לא.

נימוק לדוגמה (ציון מלא): בכלי 3 החלקיקים צפופים וצמודים זה לזה, מסודרים בשורות ונמצאים רק בתחתית הכלי. בגז החלקיקים רחוקים זה מזה ומפוזרים בכל נפח הכלי. לכן החומר שבכלי 3 אינו גז (לפי הסידור המסודר זה מוצק).

בכלים 1, 2 ו־4 החלקיקים רחוקים זה מזה ומפוזרים בכל הכלי, כמו בגז.

למה לא ״כן״? בכלים 1, 2 ו־4 החומרים אכן נראים כמו גזים, אבל השאלה היא על כל הכלים, וכלי 3 שונה. מספיק כלי אחד כדי שהתשובה תהיה ״לא״.

התשובה: עמודה 1 – חמצן; עמודה 2 – גזים אחרים; עמודה 3 – חנקן.

הרכב האוויר היבש בקירוב: חנקן כ־78%, חמצן כ־21%, וכל שאר הגזים יחד (ארגון, פחמן דו־חמצני ועוד) כ־1%.

• העמודה הגבוהה ביותר (עמודה 3) היא החנקן, הרכיב העיקרי של האוויר.

• העמודה הבינונית (עמודה 1) היא החמצן.

• העמודה הנמוכה מאוד (עמודה 2) היא הגזים האחרים.

טעות נפוצה: לחשוב שחמצן הוא הרכיב העיקרי של האוויר, כי אנחנו נושמים אותו.

התשובה הנכונה: −120°C.

הסבר לדוגמה (ציון מלא): ב־−120°C האתאן נמצא מתחת לטמפרטורת העיבוי שלו (−89°C), ולכן הוא מתעבה והופך לנוזל. המתאן נמצא עדיין מעל טמפרטורת העיבוי שלו (−162°C), ולכן הוא נשאר גז. כששני החומרים נמצאים במצבי צבירה שונים, קל להפריד ביניהם: מוציאים את הגז מהמכל, והנוזל נשאר.

הכלל: גז מתעבה לנוזל כשמקררים אותו מתחת לטמפרטורת העיבוי שלו (שהיא גם טמפרטורת הרתיחה שלו). כדי להפריד, צריך טמפרטורה שנמצאת בין שתי טמפרטורות הרתיחה: $-162°C<-120°C<-89°C$.

למה לא −170°C? הטמפרטורה הזו נמוכה משתי טמפרטורות העיבוי, ולכן שני הגזים יתעבו ויהיו נוזלים. הם יישארו מעורבבים.

למה לא −80°C? הטמפרטורה הזו גבוהה משתי טמפרטורות העיבוי, ולכן שני החומרים יישארו גזים, ולא תהיה הפרדה.