מבחן מיצ"ב במדע וטכנולוגיה לכיתה ח' (נוסח 2019) – תרגול לקראת מבחן התנופה בכיתה ט'

התשובה הנכונה: (2) גרף 2.

בודקים את הגרפים לפי שלבי האימון:

1. דקות 0–3, הליכה מהירה: הקצב עולה מכ־70 (קצב במנוחה) לכ־100 פעימות בדקה. כך בכל הגרפים.

2. דקות 3–5, מנוחה: הקצב יורד מעט.

3. דקות 5–7, ריצה מהירה: הקצב עולה בחדות לכ־140. רק בגרפים 2 ו־4 העלייה מתחילה בדקה 5. בגרפים 1 ו־3 העלייה מתחילה רק בדקה 7, כאילו המנוחה נמשכה 4 דקות.

4. דקות 7–12, מנוחה: הקצב יורד בהדרגה ומתקרב לקצב שהיה במנוחה (כ־70–75). בגרף 2 הוא נעצר סביב 73. בגרף 4 הוא ממשיך לרדת עד 20 – הרבה מתחת לקצב המנוחה.

רק גרף 2 מתאים גם לזמנים וגם לירידה אל קצב המנוחה.

למה לא גרף 1? הקצב בסוף חוזר נכון לכיוון קצב המנוחה, אבל הריצה מתחילה בדקה 7 במקום בדקה 5 – זמני השלבים אינם מתאימים.

למה לא גרף 3? גם כאן הריצה מתחילה מאוחר מדי (דקה 7), ובנוסף הקצב יורד עד 20 – נמוך בהרבה מקצב הלב במנוחה.

למה לא גרף 4? הזמנים נכונים, אבל במנוחה הלב אינו מאט מתחת לקצב שהיה לו לפני האימון. קצב של 20 פעימות בדקה אינו מתאים לאדם בריא שנח – זו טעות נפוצה לחשוב שאחרי מאמץ הלב "מתעייף" ופועם לאט מאוד.

תשובה לדוגמה (ציון מלא): "בזמן הריצה תאי השריר עובדים קשה וצריכים יותר אנרגייה, ולכן הם מבצעים יותר נשימה תאית. לשם כך הם צריכים יותר חמצן וגלוקוז. כשהלב פועם מהר יותר, בכל דקה זורם יותר דם אל השרירים, ואיתו מגיעים אליהם יותר חמצן ויותר מזון, וגם יותר פחמן דו־חמצני מפונה מהם."

הסבר:

1. אנרגייה לתנועה מתקבלת בתאי השריר בתהליך הנשימה התאית: גלוקוז + חמצן ← פחמן דו־חמצני + מים + אנרגייה.

2. בריצה השרירים צריכים הרבה יותר אנרגייה, ולכן הנשימה התאית בהם מוגברת.

3. הדם הוא שמביא לתאים חמצן וגלוקוז ומרחיק מהם פחמן דו־חמצני. הלב הוא המשאבה שמזרימה את הדם – פעימות מהירות יותר מזרימות יותר דם בכל דקה.

שימו לב: לא מספיק לכתוב "כדי להזרים יותר דם" – צריך להסביר מה הדם מביא לתאי השריר (חמצן או מזון) או מה הוא מפנה מהם (פחמן דו־חמצני).

תשובה לדוגמה (ציון מלא): "תפקיד תא הדם האדום הוא להוביל חמצן. לפי הקטע, החמצן נכנס לתא דרך קרום התא ונקשר להמוגלובין. כששטח הפנים של התא גדול, יש יותר מקום שדרכו חמצן יכול לעבור, ולכן חמצן רב נכנס לתא במהירות בריאות ויוצא ממנו במהירות ברקמות."

הסבר:

1. תפקיד התא: לקלוט חמצן בריאות ולמסור אותו לרקמות (בשורות של הקטע: "חמצן חודר מבעד לקרום התא ונקשר להמוגלובין").

2. חמצן עובר דרך קרום התא. ככל שהקרום גדול יותר (שטח פנים גדול), עובר דרכו יותר חמצן בכל רגע.

3. הצורה השקועה גם מקרבת כל מקום בתוך התא אל הקרום, כך שהחמצן מגיע מהר להמוגלובין.

הקשר הנדרש: מבנה (שטח פנים גדול) ← תפקוד (מעבר מהיר/רב של חמצן אל התא וממנו).

התשובה הנכונה: (3).

נוזל הדם (הפלזמה) הוא בעיקר מים. לפי הנתונים, מתוך 20 מ"ל חמצן רק 0.3 מ"ל מומסים בנוזל – כלומר:

$\frac{0.3}{20} = 0.015$, פחות מ־2% מהחמצן.

המשמעות: רק מעט חמצן יכול להתמוסס במים – מסיסות החמצן במים נמוכה. אילו לא היה המוגלובין, הדם היה מוביל רק את הכמות הקטנה המומסת.

למה לא (1)? חמצן כן נמצא בנוזל הדם (0.3 מ"ל), כך שמולקולותיו מסוגלות לנוע בו. הגודל אינו הסיבה – הסיבה היא כמה ממנו מתמוסס.

למה לא (2)? הנתונים מראים היכן נמצא החמצן בדם, ולא כמה כל חומר חשוב לגוף. זו אינה מסקנה מהנתונים.

למה לא (4)? ההפך הוא הנכון: כמעט כל החמצן (כ־19.7 מ"ל מתוך 20) קשור להמוגלובין שבתאים האדומים, ורק מעט נמצא בנוזל.

התשובה:

הסבר:

- ריאה: בריאות הדם קולט חמצן מהאוויר. לכן הדם שמגיע אל הריאה (כלי 1) מגיע מהגוף אחרי שמסר את החמצן לרקמות – ההמוגלובין שבו בעיקר אינו נושא חמצן. הדם שיוצא מהריאה (כלי 2) כבר קלט חמצן – ההמוגלובין נושא חמצן.

- שריר: לפי הקטע, "ברקמות החמצן משתחרר מההמוגלובין". הדם שמגיע אל השריר (כלי 3) מביא חמצן – נושא חמצן. בשריר החמצן נמסר לתאים, ולכן בדם שיוצא מהשריר (כלי 4) ההמוגלובין בעיקר אינו נושא חמצן.

טעות נפוצה: לחשוב שכל כלי דם הנכנס לאיבר מביא חמצן. זה נכון לשריר, אבל לא לריאה – אל הריאה מגיע דם דל בחמצן כדי לקלוט בה חמצן.

התשובה הנכונה: (3) נימים.

הנימים הם כלי הדם הדקים ביותר, והם מסתעפים בין תאי כל הרקמות. בהם מתרחש חילוף החומרים בין הדם ובין התאים: חמצן ומזון עוברים מהדם אל התאים, ופחמן דו־חמצני ופסולת עוברים מהתאים אל הדם.

תשובה לדוגמה (ציון מלא): "נימים. הדופן שלהם דקה מאוד – שכבה אחת של תאים – ולכן הפחמן הדו־חמצני יכול לעבור דרכה בקלות מהתאים אל הדם."

מאפיינים נוספים שמתקבלים: הנימים מסתעפים לרשת צפופה ומגיעים קרוב לכל תא בגוף (שטח מגע גדול).

למה לא ורידים? הוורידים מחזירים את הדם אל הלב. הדופן שלהם עבה מכדי שחומרים יעברו דרכה אל התאים וממנם.

למה לא עורקים? העורקים מובילים דם מהלב אל האיברים. הדופן שלהם עבה ושרירית, כדי לעמוד בלחץ הדם – ולא כדי להעביר חומרים.

התשובה הנכונה: (4).

משווים בין שני האקווריומים, שההבדל היחיד ביניהם הוא נוכחות החיידק:

•עם החיידק: 20%, 55%, 75%, 80% (בימים 5, 15, 25, 35).

•בלי החיידק: 0%, 0%, 5%, 10%.

בכל יום שנבדק, אחוז שושנות הים שהלבינו גבוה הרבה יותר כשיש חיידק. לכן המסקנה: נוכחות החיידק גורמת להלבנה רבה יותר.

למה לא (1)? בניסוי לא שינו את מספר החיידקים – השוו רק בין "יש חיידק" ל"אין חיידק". לכן אי אפשר להסיק דבר על השפעת כמות החיידקים.

למה לא (2)? גם באקווריום בלי החיידק הלבינו שושנות ים: 5% ביום 25 ו־10% ביום 35. לכן הלבנה מתרחשת גם בלי החיידק.

למה לא (3)? המשפט נכון לפי הגרף, אבל הוא תוצאה (נתון שקוראים בגרף), ולא מסקנה. מסקנה מסבירה מה משפיע על מה.

התשובה הנכונה: (1).

בניסוי מבוקר משנים גורם אחד בלבד (הגורם המשפיע) – כאן נוכחות החיידק – וכל שאר התנאים נשמרים זהים.

חומרי המזון של החיידק הם חומרים נוספים במים, ואולי הם עצמם משפיעים על שושנות הים. אילו הוסיפו אותם רק לאקווריום עם החיידק, לא היה אפשר לדעת אם ההלבנה נגרמה בגלל החיידק או בגלל חומרי המזון. כשמוסיפים אותם לשני האקווריומים, ההבדל היחיד בין האקווריומים הוא החיידק – ולכן ההבדל בתוצאות נובע ממנו בלבד.

למה לא (2)? הניסוי בודק מה משפיע על ההלבנה, ולא איך ההלבנה משפיעה על חומרי המזון. הגורם המושפע הוא אחוז שושנות הים שהלבינו.

למה לא (3)? חומרי המזון היו בשני האקווריומים באותה כמות, ולכן הם אינם יכולים לגרום להבדל ביניהם. ההפך – הוסיפו אותם לשניהם כדי לבטל את השפעתם על ההבדל.

למה לא (4)? החוקרים לא מדדו את מספר החיידקים. הם בדקו אם החיידק משפיע על ההלבנה, ולא להפך.

התשובה הנכונה: (3).

לפי ההשערה, חום הוא שגורם לחיידק להפריש את החומרים הפוגעים. לכן במים קרירים יותר (20°C במקום 27°C) החיידק יפריש פחות חומרים, והלבנה צריכה להיות קטנה יותר מאשר בניסוי הראשון, באותו יום.

משווים כל תוצאה לתוצאה באותו יום בגרף (27°C, עם חיידק):

•יום 5: בגרף 20%; באפשרות (1) 30% – יותר. לא תומך.

•יום 15: בגרף 55%; באפשרות (3) 35% – פחות. תומך.

•יום 25: בגרף 75%; באפשרות (2) 75% – אותו דבר. לא תומך.

•יום 35: בגרף 80%; באפשרות (4) 95% – יותר. לא תומך.

למה לא (1)? הלבנה רבה יותר במים קרים מתאימה לרעיון שקור (ולא חום) מגביר את הנזק – זה סותר את ההשערה.

למה לא (2)? אותה הלבנה בשתי הטמפרטורות פירושה שלטמפרטורה אין השפעה – גם זה אינו תומך בהשערה.

למה לא (4)? 95% גבוה מ־80% שהיו באותו יום ב־27°C – הלבנה רבה יותר במים קרים סותרת את ההשערה.

התשובה:

1. דוד שמש: אנרגיית קרינה (אור) ← אנרגיית חום (תרמית). קרינת השמש פוגעת בקולטים, והאנרגייה שלה הופכת לחום שמחמם את המים.

2. מאוורר חשמלי: אנרגיית חשמל ← אנרגיית תנועה. המנוע החשמלי מסובב את הכנפיים.

3. מנורת שולחן: אנרגיית חשמל ← אנרגיית אור (קרינה). הזרם החשמלי גורם לנורה להאיר.

שימו לב: בכל מכשיר נוצר גם מעט חום שאינו מועיל (המאוורר והמנורה מתחממים מעט). בתרשים כותבים את ההמרה העיקרית – זו שבשבילה משתמשים במכשיר.

טעות נפוצה בדוד השמש: לכתוב "חשמלית" ככניסה. דוד שמש פועל בלי חשמל – מקור האנרגייה שלו הוא קרינת השמש.

התשובה: המכשירים מחוברים במקביל.

היתרון: בחיבור מקביל לכל מכשיר יש "מסלול" נפרד של זרם מהרשת. לכן:

•אפשר להפעיל את המאוורר בלי להדליק את המנורה, ולהפך.

•אם הנורה במנורה נשרפת, המעגל של המאוורר נשאר סגור, והמאוורר ממשיך לעבוד.

תשובה לדוגמה (ציון מלא): "במקביל. כך כל מכשיר פועל בלי קשר למכשיר השני – אם המנורה מתקלקלת או כבויה, המאוורר ממשיך לעבוד."

לעומת זאת, בחיבור בטור הזרם עובר דרך כל המכשירים בזה אחר זה: אם מכשיר אחד כבוי או מקולקל, המעגל נפתח וגם השני מפסיק לפעול.

התשובה הנכונה: (4) תרשים 4.

אילו כוחות פועלים על הקופסה בזמן שהיא מחליקה?

1. משקל – כדור הארץ מושך אותה כלפי מטה (חץ למטה).

2. כוח התמיכה של הרצפה – כלפי מעלה (חץ למעלה). הקופסה אינה שוקעת ברצפה ואינה מתרוממת, ולכן שני הכוחות האנכיים שווים.

3. כוח החיכוך – פועל תמיד נגד כיוון התנועה. הקופסה נעה שמאלה, ולכן החיכוך פועל ימינה. הוא שמאט את הקופסה עד שהיא נעצרת.

בתרשים 4: חץ למעלה, חץ למטה, וחיכוך ימינה – בדיוק כך.

למה לא תרשים 1? בו החיכוך פונה שמאלה – בכיוון התנועה. חיכוך בכיוון התנועה היה מאיץ את הקופסה, ולא מאט אותה.

למה לא תרשים 2? יש בו חץ שמאלה, כאילו פועל "כוח של התנועה" שדוחף את הקופסה קדימה. אחרי שהיד עזבה את הקופסה אין כוח כזה – הקופסה ממשיכה לנוע מעצמה (התמדה). חסר גם כוח התמיכה של הרצפה כלפי מעלה.

למה לא תרשים 3? גם בו מופיע "כוח של התנועה" שמאלה שאינו קיים, וחסר המשקל כלפי מטה.

התשובה: אנרגיית תנועה מומרת לאנרגיית חום (תרמית).

הסבר:

•המהירות של הקופסה קטנה – ולכן אנרגיית התנועה שלה קטנה.

•האנרגייה אינה נעלמת (חוק שימור האנרגייה). בגלל החיכוך בין הקופסה לרצפה, הקופסה והרצפה מתחממות מעט – אנרגיית התנועה הופכת לאנרגיית חום.

תשובה לדוגמה (ציון מלא): "אנרגיית התנועה של הקופסה קטנה, והאנרגייה התרמית (החום) של הקופסה ושל הרצפה גדלה."

שימו לב: "חיכוך" אינו סוג של אנרגייה – הוא כוח. לכן התשובה "תנועה ← חיכוך" אינה נכונה.

התשובה: החומר $CCl_3F$ הוא אחד המגיבים בתגובה 2, וגם אחד התוצרים בתגובה 1.

בכתיבת תגובה כימית:

- המגיבים כתובים משמאל לחץ – אלה החומרים שהיו לפני התגובה.

- התוצרים כתובים מימין לחץ – אלה החומרים שנוצרו בתגובה.

בתגובה 1 החומר $CCl_3F$ כתוב אחרי החץ – הוא נוצר בתגובה, כלומר תוצר.

בתגובה 2 הוא כתוב לפני החץ – הוא משתתף בתגובה כחומר מוצא, כלומר מגיב.

כך התוצר של התגובה הראשונה "ממשיך" לתגובה השנייה.

(שימו לב לסדר במשפט: קודם תגובה 2, אחר כך תגובה 1.)

התשובה: 1. 3 יסודות; 2. 5 אטומים.

קוראים את הנוסחה $CCl_2F_2$:

- $C$ – פחמן, אטום אחד (כשאין מספר קטן, יש אטום אחד).

- $Cl_2$ – כלור, 2 אטומים.

- $F_2$ – פלואור, 2 אטומים.

1. יסודות שונים: פחמן, כלור ופלואור – 3 יסודות.

2. אטומים במולקולה: $1 + 2 + 2 = 5$ אטומים.

טעות נפוצה: לספור את $Cl$ כשני יסודות (C ו־l). הסמל של יסוד הוא אות גדולה אחת, ולפעמים אחריה אות קטנה – $Cl$ הוא סמל אחד, של כלור.

תשובה לדוגמה (ציון מלא): "בשנים 1980–1990, ככל שכמות הפראונים באטמוספרה גדלה, כך גדל שטח החור בשכבת האוזון."

איך מגיעים לזה:

1. בגרף 1, בין 1980 ל־1990, הקו עולה – כמות הפראונים גדלה.

2. בגרף 2, באותן שנים, הקו עולה – שטח החור גדל.

3. שני הגדלים משתנים יחד באותו כיוון, ולכן הקשר הוא: ככל שיותר פראונים, כך החור גדול יותר.

זה מתאים למידע שבפתיח – הפראונים מפרקים את האוזון, ולכן כשיש יותר פראונים נשאר פחות אוזון, והחור מתרחב.

שימו לב: מסקנה צריכה להתייחס לשני הגורמים ולקשר ביניהם. משפט כמו "עם השנים החור גדל" מתאר רק גרף אחד.

התשובה: לא.

קוראים בגרף 2 מה קרה אחרי הקו המקווקו של 1989:

•בין 1989 ל־2000 הקו ממשיך לעלות – שטח החור המשיך לגדול.

•רק בסביבות שנת 2000 הקו מגיע לשיא, ורק אחריה הוא מתחיל לרדת לאט.

כלומר השינוי לטובה התחיל רק כעשר שנים אחרי שההסכם נכנס לתוקף – הוא לא היה מיידי.

תשובה לדוגמה (ציון מלא): "לא. לפי גרף 2, אחרי 1989 שטח החור המשיך לגדול עד שנת 2000 בערך, ורק אז התחיל לקטון."

למה יש עיכוב? אפשר לראות בגרף 1 שגם כמות הפראונים באטמוספרה המשיכה לעלות עד 1994 בערך – הפראונים שכבר שוחררו לאוויר נשארים בו שנים רבות וממשיכים לפרק אוזון. (ההסבר הזה אינו נדרש לציון מלא.)

התשובה:

1. הגורם המשפיע – טמפרטורת המים שבהם היה כל מזרק (10°C, 30°C, 60°C).

2. הגורם המושפע – נפח האוויר במזרק (אפשר לראות אותו לפי מיקום הבוכנה): כ־38, 41 ו־45 מ"ל.

הסבר:

- הגורם המשפיע הוא הגורם שהחוקר משנה בכוונה – כאן רק טמפרטורת המים הייתה שונה בין המזרקים; "שאר התנאים היו זהים".

- הגורם המושפע הוא מה שמודדים כדי לראות את ההשפעה – כאן נפח האוויר בתוך המזרק.

שימו לב לנסח במדויק: "המים" או "החום" אינם גורם משפיע – הגורם הוא הטמפרטורה של המים. "המזרק" או "האוויר" אינם גורם מושפע – הגורם הוא הנפח של האוויר.

תשובה לדוגמה (ציון מלא): "כשהמים חמים יותר, האוויר במזרק מתחמם וחלקיקי האוויר נעים מהר יותר. החלקיקים המהירים פוגעים בבוכנה לעיתים קרובות יותר ובכוח רב יותר, ולכן הם דוחפים את הבוכנה החוצה והנפח של האוויר גדל. לכן ב־60°C הנפח הוא הגדול ביותר."

הסבר בשלבים:

1. המזרק אטום – מספר חלקיקי האוויר בו לא השתנה. רק הטמפרטורה השתנתה.

2. כשמחממים גז, מהירות החלקיקים שלו עולה.

3. חלקיקים מהירים יותר פוגעים בדפנות ובבוכנה יותר פעמים ובכוח רב יותר – הלחץ שהם מפעילים על הבוכנה גדל.

4. הבוכנה נדחפת החוצה עד שהלחץ בפנים שווה ללחץ האוויר בחוץ. כך נפח הגז גדל – וגם המרחקים בין החלקיקים גדלים.

5. אותו הסבר פועל גם בכיוון ההפוך: במים של 10°C, שקרים מטמפרטורת החדר, החלקיקים מאטים, הבוכנה נדחפת פנימה, והנפח קטן מ־40 מ"ל.

שימו לב: המרחק הגדל בין החלקיקים הוא תוצאה של התפשטות הגז, ולא הסיבה לה. החלקיקים עצמם אינם "מתנפחים" או גדלים.

התשובה:

הסבר:

- Ne (נאון) ו־Ar (ארגון) נמצאים בטור האחרון בצד ימין של הטבלה – טור הגזים האצילים. היסודות האלה כמעט אינם מגיבים עם חומרים אחרים – הם אדישים.

- O (חמצן) ו־S (גופרית) נמצאים בטור 16, באותו טור זה מתחת לזה. אלה יסודות פעילים: חמצן מגיב עם חומרים רבים (למשל בבעירה ובחלודה), וגם גופרית בוערת ומגיבה עם מתכות.

טעות נפוצה: לחשוב שיסודות שנמצאים באותה שורה מתנהגים דומה. בטבלה המחזורית, יסודות באותו טור הם בעלי תכונות כימיות דומות.

התשובה: ארבעת היסודות שייכים לקבוצת האל־מתכות.

בטבלה המחזורית המתכות נמצאות בצד שמאל ובמרכז, והאל־מתכות בצד ימין למעלה. ארבעת היסודות המסומנים נמצאים בצד ימין למעלה.

תכונות המשותפות לכל ארבעת היסודות (מספיקה אחת):

•אינם מוליכים חשמל (מבודדים חשמליים).

•אינם מוליכים חום (או מוליכים גרועים).

•אין להם ברק מתכתי.

•אינם נמשכים למגנט.

- (במצב מוצק) הם אינם גמישים ואינם ניתנים לריקוע.

שימו לב: "כולם גזים" אינה נכונה כאן – חמצן, נאון וארגון הם גזים, אבל גופרית היא מוצק צהוב בטמפרטורת החדר. גם "מגיבים עם מתכות" אינה משותפת לכולם – נאון וארגון אדישים. לכן חשוב לבדוק שהתכונה מתאימה לכל היסודות.

התשובה: טמפרטורת המים צריכה להיות גבוהה מ־50 מעלות צלזיוס (או שווה לה).

קוראים את הגרף:

1. מחפשים על הציר האנכי את הערך 85 גרם, וממנו הולכים ימינה עד הקו.

2. הנקודה על הקו שבה המסיסות היא 85 גרם נמצאת מעל 50°C בציר האופקי.

3. הגרף עולה – ככל שהמים חמים יותר, אפשר להמיס בהם יותר אשלגן חנקתי. לכן בכל טמפרטורה הגבוהה מ־50°C אפשר להמיס יותר מ־85 גרם, ובכל טמפרטורה נמוכה ממנה – פחות.

למשל, ב־40°C אפשר להמיס רק 64 גרם, ולכן 85 גרם לא יתמוססו כולם.

התשובה: 39 גרם.

1. לפי הגרף, ב־30°C המסיסות המרבית של אשלגן חנקתי היא 46 גרם ב־100 מ"ל מים. כלומר, לכל היותר 46 גרם יתמוססו.

2. המסה הכוללת של המלח שהוסיפה נשמרת – היא אינה נעלמת. היא מתחלקת לחלק שהתמוסס ולחלק שנשאר מוצק בתחתית:

$85 - 46 = 39$ גרם.

טעות נפוצה: לחשוב שהחלק שהתמוסס "נעלם". המלח המומס עדיין נמצא בתמיסה – ולכן המסה הכוללת היא עדיין 85 גרם: 46 גרם מומסים + 39 גרם שלא התמוססו.