מבחן תנופה לדוגמה 2 במדע וטכנולוגיה לכיתה ט' – עם פתרונות מלאים
29 שאלות90 דקותפתרון מלא לכל שאלה
מבחן לדוגמה במדע וטכנולוגיה לכיתה ט', במבנה של מבחן התנופה של היום: אותו מספר שאלות, אותם נושאים ואותה רמת קושי. פתרו לבד בזמן המבחן, ורק אחר כך פתחו את הפתרונות.
הוראות
לפניכם מבחן במדע וטכנולוגיה. המבחן מחולק לארבע יחידות, ולכל יחידה נושא משלה: היא נפתחת בקטעי מידע (עם איורים, טבלאות וגרפים), ואחריהם באות שאלות.
השאלות שייכות לתחומים כימיה, ביולוגיה, פיזיקה וטכנולוגיה.
קראו בעיון את קטעי המידע של כל יחידה, ואחר כך ענו על השאלות שאחריהם. אפשר לחזור לקטעי המידע בכל שלב.
ענו על כל השאלות.
בשאלות שבהן צריך לבחור תשובה, סמנו X במשבצת שליד התשובה הנכונה לדעתכם.
בשאלות הפתוחות כתבו תשובה מלאה במשפטים שלמים, והשתמשו בשפה מדעית מדויקת.
מותר להשתמש במחשבון.
זמן המבחן: 90 דקות.
יחידה 1: אפיית לחם
כדי להכין בצק מערבבים קמח, מים, מעט סוכר, מלח ושמרים, ולשים את הבצק היטב. הקמח מכיל בעיקר עמילן וחלבונים. בזמן הלישה החלבונים יוצרים בבצק רשת גמישה, שמסוגלת ללכוד בועות גז.
שמרים הם פטריות זעירות, שכל אחת מהן בנויה מתא אחד, כלומר הם יצורים חיים. בבצק השמרים מפרקים סוכר (גלוקוז) בתהליך שנקרא תסיסה. בתהליך זה נוצרים פחמן דו־חמצני () וכוהל בשם אתנול (), ומשתחררת אנרגייה שהשמרים משתמשים בה לתהליכי החיים שלהם. את התהליך אפשר לתאר כך:
בועות הפחמן הדו־חמצני נלכדות ברשת החלבונים, והבצק תופח (גדל בנפחו). כשמכניסים את הבצק לתנור חם (כ־220°C), הגז שבבועות מתפשט והלחם תופח עוד קצת, השמרים מתים, האתנול מתאדה, ועל פני הלחם נוצר קרום חום בתגובות בין סוכרים לחלבונים.
ניסוי: תלמידים רצו לבדוק כיצד הטמפרטורה משפיעה על פעילות השמרים, כלומר על קצב התסיסה. הם הכינו שבעה כלים. בכל אחד מכלים 1–6 שמו 100 מ"ל מים, 10 גרם סוכר ו־5 גרם שמרים יבשים. בכלי 7 שמו 100 מ"ל מים ו־10 גרם סוכר, בלי שמרים.
כל כלי הוכנס לאמבט מים בטמפרטורה קבועה, והוחזק בו עד שהגיע לטמפרטורת האמבט. אחר כך חיברו את הכלי בצינור למשורה הפוכה, שהייתה מלאה מים (ראו איור). הגז שנוצר בכלי עבר בצינור אל המשורה ודחק ממנה מים, וכך נמדד על השנתות נפח הגז שנאסף.

טמפרטורות האמבטים היו: כלי 1 – 10°C, כלי 2 – 20°C, כלי 3 – 30°C, כלי 4 – 40°C, כלי 5 – 50°C, כלי 6 – 60°C, וכלי 7 (בלי שמרים) – 40°C.
לאחר 30 דקות נמדד נפח הגז בכל משורה. בכלי 7 לא נאסף גז כלל. התוצאות של כלים 1–6 מוצגות בגרף.

יחידה 2: הלב, הדם ומאמץ גופני
הלב הוא משאבה שרירית שמזרימה את הדם בכלי הדם אל כל חלקי הגוף. הדם מורכב מנוזל שנקרא פלזמה ומתאים שונים. בתאי הדם האדומים יש חלבון בשם המוגלובין, ובכל מולקולת המוגלובין יש אטומי ברזל (Fe). אל ההמוגלובין נקשר חמצן.
בריאות עובר חמצן מן האוויר שבנאדיות (שקיקי אוויר זעירים) אל הדם שבנימים – כלי דם דקים מאוד שעוטפים את הנאדיות. הדם מוביל את החמצן ואת חומרי המזון, כמו גלוקוז, אל תאי הגוף, ומוביל את הפחמן הדו־חמצני מן התאים אל הריאות.
את הברזל שהגוף צריך אנחנו מקבלים מן המזון, למשל מבשר, מקטניות (עדשים, חומוס) ומירקות עליים ירוקים. הברזל נספג מן המעי הדק אל הדם. כשאין בתזונה מספיק ברזל, הגוף מייצר פחות המוגלובין. מצב זה נקרא אנמיה מחוסר ברזל.
קצב הלב (הדופק) הוא מספר פעימות הלב בדקה. מאיה ואיתי לומדים באותה כיתה. מאיה מתאמנת בריצה ארבע פעמים בשבוע, ואיתי אינו מתאמן באופן קבוע. שניהם רצו 4 דקות באותה מהירות, ומדדו את הדופק שלהם לפני הריצה, מיד בסיומה, ודקה, 3 דקות ו־5 דקות אחרי סיומה. התוצאות מוצגות בטבלה.
יחידה 3: דוד שמש
ברוב הבתים בישראל מחממים מים בעזרת דוד שמש. דוד שמש בנוי משני חלקים עיקריים: קולט ומכל אגירה (ראו איור).
הקולט הוא ארגז שטוח שמוצב על הגג בשיפוע, מול השמש. מלמעלה הוא מכוסה בזכוכית, ובתוכו יש לוח מתכת צבוע בשחור, שמחוברים אליו צינורות דקים מנחושת. בתחתית הקולט ובדפנות שלו יש חומר מבודד. קרינת השמש עוברת דרך הזכוכית ונקלטת בלוח השחור, והלוח מתחמם. החום עובר מן הלוח דרך הדפנות של הצינורות אל המים שבתוכם.
מכל האגירה נמצא גבוה יותר מן הקולט. המים שהתחממו בקולט עולים בצינור אל החלק העליון של המכל, ובמקומם יורדים אל הקולט מים קרים יותר מתחתית המכל. כך המים זורמים במעגל בלי משאבה. המכל עטוף בשכבה עבה של קצף מבודד, כדי שהמים יישארו חמים גם בלילה. בימים מעוננים אפשר להפעיל גוף חימום חשמלי שנמצא בתוך המכל, אבל הוא צורך חשמל.

ניסוי בדגמים: תלמידים בנו שלושה דגמים קטנים של קולט, כולם באותו גודל. בכל דגם שמו 0.5 ליטר מים בטמפרטורה של 22°C, והציבו את שלושת הדגמים זה ליד זה בשמש, באותה שעה ובאותה זווית. כל 15 דקות מדדו את טמפרטורת המים בכל דגם.
יחידה 4: מיינה – מין פולש בישראל
מין פולש הוא מין של יצור חי שהגיע בעזרת האדם לאזור שבו לא חי קודם לכן, התבסס בו והתפשט במהירות, ופוגע ביצורים החיים במקום או בבני האדם.
המיינה המצויה היא ציפור שמוצאה מהודו ומאזורים סמוכים בדרום אסיה. בישראל היא נצפתה לראשונה בשנות ה־90 של המאה ה־20 באזור תל אביב, כנראה אחרי שפרטים אחדים ברחו מכלובים. כיום היא נפוצה ברוב אזורי מישור החוף, וממשיכה להתפשט.
המיינה אוכלת כמעט הכול: חרקים (כמו חגבים וזחלים), תולעים, פירות, זרעים ושאריות מזון של בני אדם, ולפעמים גם ביצים וגוזלים של ציפורים אחרות. היא מקננת בחורים בעצים ובבניינים, ולעיתים קרובות מגרשת מחורי הקינון ציפורים מקומיות שגם הן מקננות בחורים, כמו הדוכיפת.
באיור שלפניכם מוצג מארג מזון פשוט בפארק עירוני במרכז הארץ.

חוקרים ספרו במשך 20 שנה את הזוגות המקננים של מיינה ושל דוכיפת באזור מסוים במישור החוף. התוצאות מוצגות בגרף.

שאלה 1
(4 נק')כימיה / שינויים פיזיקליים ושינויים כימייםהשאלה מתייחסת ל"יחידה 1: אפיית לחם"
שאלות 1–9 עוסקות בהכנת לחם ובשמרים. קראו את קטעי המידע של יחידה 1 וענו על השאלות.
בתהליך הכנת הלחם מתרחשים שינויים שונים בחומרים. לכל אחד מן השינויים שבטבלה, סמנו X בעמודה המתאימה: שינוי פיזיקלי או שינוי כימי.
◂ פתרון מלא לשאלה 1
א – פיזיקלי; ב – כימי; ג – פיזיקלי; ד – כימי.
התשובה: א – שינוי פיזיקלי; ב – שינוי כימי; ג – שינוי פיזיקלי; ד – שינוי כימי.
כדי להחליט, שואלים: האם נוצר חומר חדש (עם מולקולות אחרות)?
• שינוי פיזיקלי – החומר נשאר אותו חומר; משתנים רק מצב הצבירה, הצורה או הגודל. המולקולות עצמן לא משתנות.
• שינוי כימי – נוצרים חומרים חדשים: הקשרים בין האטומים מתפרקים, והאטומים מתסדרים במולקולות חדשות.
א. חמאה שנמסה היא עדיין חמאה – רק עברה ממצב מוצק למצב נוזל. זה שינוי במצב צבירה ← פיזיקלי.
ב. מן הסוכר () נוצרים שני חומרים חדשים: פחמן דו־חמצני () ואתנול (). מולקולות הסוכר התפרקו ← כימי.
ג. האתנול עובר ממצב נוזל למצב גז, אבל המולקולות שלו נשארות מולקולות אתנול ← פיזיקלי (אידוי). שימו לב: גם כשחומר "נעלם" מן העין, זה עדיין יכול להיות שינוי פיזיקלי.
ד. הקרום החום נוצר בתגובות שבהן סוכרים וחלבונים הופכים לחומרים חדשים (בעלי צבע, ריח וטעם אחרים) ← כימי.
4 נק': ארבע הקביעות נכונות.
2 נק': שלוש קביעות נכונות.
0 נק': שתי קביעות נכונות או פחות.
שאלה 2
(3 נק')כימיה / יסודות ותרכובותהשאלה מתייחסת ל"יחידה 1: אפיית לחם"
הנוסחה הכימית של הסוכר גלוקוז היא . איזה משפט על גלוקוז נכון?
- 1
גלוקוז הוא תרכובת, ובמולקולה שלו יש אטומים של שלושה יסודות שונים.
- 2
גלוקוז הוא תרכובת, ובמולקולה שלו יש אטומים של 24 יסודות שונים.
- 3
גלוקוז הוא יסוד, כי כל המולקולות שלו זהות זו לזו.
- 4
גלוקוז הוא תערובת של פחמן, מימן וחמצן.
◂ פתרון מלא לשאלה 2
גלוקוז הוא תרכובת, ובמולקולה שלו יש אטומים של שלושה יסודות שונים.
התשובה הנכונה: גלוקוז הוא תרכובת, ובמולקולה שלו יש אטומים של שלושה יסודות שונים.
בנוסחה יש שלושה סמלים כימיים: C (פחמן), H (מימן) ו־O (חמצן). כל סמל מייצג יסוד אחר, ולכן במולקולה יש אטומים של שלושה יסודות.
המספרים הקטנים (6, 12, 6) אומרים כמה אטומים מכל יסוד יש במולקולה אחת: 6 + 12 + 6 = 24 אטומים בסך הכול.
תרכובת היא חומר שהמולקולות שלו בנויות מאטומים של שני יסודות שונים או יותר, הקשורים זה לזה בקשרים כימיים ביחס קבוע. זה בדיוק המצב בגלוקוז.
למה לא "24 יסודות שונים"? 24 הוא מספר האטומים במולקולה, לא מספר היסודות. יש רק שלושה סוגי אטומים.
למה לא "יסוד, כי כל המולקולות זהות"? כשכל המולקולות זהות זה חומר טהור – אבל חומר טהור יכול להיות יסוד או תרכובת. יסוד בנוי מסוג אחד בלבד של אטומים, ובגלוקוז יש שלושה סוגים.
למה לא "תערובת"? בתערובת החומרים רק מעורבבים ואפשר להפריד ביניהם בדרכים פיזיקליות, וכל אחד שומר על תכונותיו. בגלוקוז האטומים קשורים זה לזה בקשרים כימיים בתוך כל מולקולה, ביחס קבוע – זו תרכובת.
3 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
שאלה 3
(2 נק')ביולוגיה / מאפייני החיים – הפקת אנרגייה בתאהשאלה מתייחסת ל"יחידה 1: אפיית לחם"
לפי קטע המידע, השמרים מפרקים סוכר בתהליך התסיסה. מה החשיבות של תהליך זה עבור השמרים עצמם?
- 1
התהליך יוצר גז שגורם לבצק לתפוח, וזו המטרה של השמרים.
- 2
בתהליך השמרים מייצרים סוכר מפחמן דו־חמצני וממים.
- 3
התהליך משחרר אנרגייה, שהשמרים משתמשים בה לתהליכי החיים שלהם.
- 4
בתהליך השמרים מייצרים חמצן, שהם זקוקים לו לנשימה.
◂ פתרון מלא לשאלה 3
התהליך משחרר אנרגייה, שהשמרים משתמשים בה לתהליכי החיים שלהם.
התשובה הנכונה: התהליך משחרר אנרגייה, שהשמרים משתמשים בה לתהליכי החיים שלהם.
השמרים הם יצורים חיים (כל שמר הוא תא אחד). כמו כל יצור חי, הם צריכים אנרגייה כדי לגדול, להתרבות ולקיים תהליכי חיים. בקטע המידע כתוב שבתסיסה "משתחררת אנרגייה שהשמרים משתמשים בה לתהליכי החיים שלהם". הפחמן הדו־חמצני והאתנול הם תוצרים של התהליך – לא המטרה שלו מבחינת השמרים.
למה לא "יוצר גז שגורם לבצק לתפוח"? הבצק התופח מועיל לאופה, לא לשמרים. השמרים אינם פועלים "כדי" לעזור לנו; הגז הוא תוצר לוואי של הפקת האנרגייה בתא.
למה לא "מייצרים סוכר מפחמן דו־חמצני ומים"? זה תיאור של פוטוסינתזה, שמתרחשת בצמחים בעזרת אור. שמרים הם פטריות, ואין בהם פוטוסינתזה. בתסיסה הסוכר מתפרק ולא נוצר.
למה לא "מייצרים חמצן"? בתסיסה לא נוצר חמצן. התוצרים הם פחמן דו־חמצני ואתנול, כפי שמופיע בתיאור התהליך.
2 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
שאלה 4
(2 נק')כימיה / קצב תגובה כימית (תסיסה) – שאלת חקר ומשתניםמהי שאלת החקר שבדקו התלמידים בניסוי שתואר בקטע המידע?
- 1
מהי ההשפעה של נפח הפחמן הדו־חמצני על טמפרטורת המים באמבט?
- 2
מהי ההשפעה של הטמפרטורה על נפח הפחמן הדו־חמצני שהשמרים מייצרים?
- 3
מהי ההשפעה של כמות הסוכר על נפח הגז שהשמרים מייצרים?
- 4
האם שמרים מתאימים יותר לאפיית לחם מאשר אבקת אפייה?
◂ פתרון מלא לשאלה 4
מהי ההשפעה של הטמפרטורה על נפח הפחמן הדו־חמצני שהשמרים מייצרים?
התשובה הנכונה: מהי ההשפעה של הטמפרטורה על נפח הפחמן הדו־חמצני שהשמרים מייצרים?
שאלת חקר טובה מקשרת בין הגורם שהחוקר משנה (המשתנה הבלתי תלוי) לבין מה שהוא מודד (המשתנה התלוי).
• מה התלמידים שינו מכלי לכלי? את טמפרטורת האמבט (10°C, 20°C, … 60°C) – זה המשתנה הבלתי תלוי.
• מה הם מדדו? את נפח הגז () שנאסף במשורה בתוך 30 דקות – זה המשתנה התלוי.
לכן שאלת החקר היא: מה ההשפעה של הטמפרטורה על נפח הפחמן הדו־חמצני שהשמרים מייצרים.
למה לא "ההשפעה של נפח הפחמן הדו־חמצני על טמפרטורת המים"? זו שאלה הפוכה. הטמפרטורה נקבעה מראש על ידי התלמידים (היא הגורם המשפיע), והנפח נמדד בעקבותיה.
למה לא "ההשפעה של כמות הסוכר"? כמות הסוכר הייתה זהה בכל הכלים (10 גרם) – היא גורם קבוע, ולכן אי אפשר לבדוק את השפעתה בניסוי הזה.
למה לא "האם שמרים מתאימים יותר מאבקת אפייה"? בניסוי לא השתמשו כלל באבקת אפייה, ולכן הוא לא יכול לענות על שאלה זו.
2 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
שאלה 5
(3 נק')כימיה / קצב תגובה כימית (תסיסה) – גורמים קבועים וניסוי בקרהבניסוי הקפידו התלמידים שבכלים 1–6 יהיו אותו נפח מים, אותה כמות סוכר ואותה כמות שמרים.
א. מדוע היה חשוב להקפיד על כך?
ב. לשם מה הכינו התלמידים את כלי 7, שאין בו שמרים?
◂ פתרון מלא לשאלה 5
א. כדי שהגורם היחיד שמשתנה בין הכלים יהיה הטמפרטורה, וכך ההבדלים בנפח הגז ייגרמו רק בגללה. ב. כלי 7 הוא כלי בקרה: הוא מראה שהגז נוצר בגלל השמרים ולא מן התמיסה עצמה או מן החימום.
תשובה לדוגמה (ציון מלא):
א. היה חשוב לשמור על כל הגורמים האחרים קבועים, כדי שהגורם היחיד שמשתנה מכלי לכלי יהיה הטמפרטורה. כך, אם נאסף נפח גז שונה בכלים שונים, אפשר לדעת שההבדל נגרם בגלל הטמפרטורה, ולא בגלל כמות שונה של סוכר או של שמרים. (זהו "ניסוי הוגן".)
ב. כלי 7 הוא כלי בקרה. הוא זהה לכלים האחרים (מים, סוכר, טמפרטורה של 40°C), אבל אין בו שמרים. בכלי 7 לא נאסף גז כלל – וזה מראה שהגז שנאסף בכלים 1–6 נוצר בגלל פעילות השמרים, ולא מן תמיסת הסוכר עצמה, מאוויר שהתפשט בגלל החימום או מגורם אחר בניסוי.
הסבר: בכל ניסוי משנים רק גורם אחד ושומרים על כל השאר קבועים. כלי הבקרה מאפשר להשוות ולוודא שהתוצאה נובעת מן הגורם הנבדק (כאן – השמרים והטמפרטורה שבה הם פועלים).
סעיף א – 1 נק': התשובה מסבירה שכך רק הטמפרטורה משתנה בין הכלים, ולכן אפשר לייחס את ההבדלים בנפח הגז לטמפרטורה בלבד. (תשובה כמו "כדי שהניסוי יהיה הוגן" בלי הסבר – 0 נק'.)
סעיף ב – 2 נק': התשובה מציינת שכלי 7 הוא כלי בקרה, ומסבירה שהוא מראה שהגז נוצר בגלל השמרים (ולא מן הסוכר, מן המים או מן החימום).
1 נק': התשובה אומרת רק "כדי להשוות" או "כלי בקרה" בלי להסביר מה ההשוואה מראה.
0 נק': תשובה שגויה או חסרה.
שאלה 6
(3 נק')כימיה / קצב תגובה כימית (תסיסה) – פרשנות נתוניםאיזו מסקנה מתאימה לתוצאות המוצגות בגרף שבקטע המידע?
- 1
ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, השמרים מייצרים יותר גז.
- 2
לטמפרטורה אין השפעה על נפח הגז שהשמרים מייצרים.
- 3
השמרים ייצרו הכי הרבה גז ב־60°C, כי בטמפרטורה זו החלקיקים נעים הכי מהר.
- 4
כשהטמפרטורה עלתה מ־10°C ל־40°C נפח הגז גדל, וכשהיא עלתה מ־40°C ל־60°C נפח הגז קטן.
◂ פתרון מלא לשאלה 6
כשהטמפרטורה עלתה מ־10°C ל־40°C נפח הגז גדל, וכשהיא עלתה מ־40°C ל־60°C נפח הגז קטן.
התשובה הנכונה: כשהטמפרטורה עלתה מ־10°C ל־40°C נפח הגז גדל, וכשהיא עלתה מ־40°C ל־60°C נפח הגז קטן.
קוראים את הגרף משמאל לימין (מן הטמפרטורה הנמוכה לגבוהה):
• 10°C → 2 מ"ל; 20°C → 9 מ"ל; 30°C → 21 מ"ל; 40°C → 28 מ"ל. עד 40°C הנפח עולה.
• 50°C → 11 מ"ל; 60°C → 0 מ"ל. מעל 40°C הנפח יורד.
כלומר, לגרף יש "שיא" ב־40°C (מבין הטמפרטורות שנבדקו).
למה לא "ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, יותר גז"? זה נכון רק עד 40°C. ב־50°C וב־60°C נאסף פחות גז מאשר ב־40°C. מסקנה צריכה להתאים לכל הנתונים, לא רק לחלק מהם.
למה לא "אין השפעה"? הנפח השתנה מאוד בין הטמפרטורות – מ־0 מ"ל ועד 28 מ"ל – ולכן לטמפרטורה יש השפעה ברורה.
למה לא "הכי הרבה גז ב־60°C"? לפי הגרף, ב־60°C לא נאסף גז כלל (0 מ"ל). נכון שבטמפרטורה גבוהה החלקיקים נעים מהר יותר, אבל השמרים הם יצורים חיים, ובחום כזה הם נפגעים ומפסיקים לפעול.
3 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
שאלה 7
(4 נק')ביולוגיה / מאפייני החיים – השפעת טמפרטורה על יצורים חייםהשאלה מתייחסת ל"יחידה 1: אפיית לחם"
דנה אמרה: "חום מזרז תגובות כימיות. לכן, כדי שהבצק יתפח הכי מהר, כדאי להשאיר אותו לתפוח בטמפרטורה של 60°C."
האם אתם מסכימים עם דנה? נמקו את תשובתכם: היעזרו בנתון מן הגרף, והסבירו את התוצאה בעזרת הידע שלכם על השמרים כיצורים חיים.
◂ פתרון מלא לשאלה 7
לא מסכימים: ב־60°C לא נאסף גז כלל (0 מ"ל), ואילו ב־40°C נאספו 28 מ"ל. השמרים הם יצורים חיים, ובטמפרטורה גבוהה מדי החלבונים (האנזימים) בתאים שלהם נפגעים והם מתים, ולכן אינם מייצרים גז.
תשובה לדוגמה (ציון מלא):
אני לא מסכים/ה עם דנה. לפי הגרף, בטמפרטורה של 60°C לא נאסף גז כלל (0 מ"ל), ואילו ב־40°C נאספו 28 מ"ל – הנפח הגדול ביותר בניסוי. כלומר, ב־60°C השמרים לא ייצרו פחמן דו־חמצני, והבצק לא היה תופח.
הסבר: השמרים הם יצורים חיים. תהליך התסיסה מתרחש בתוך תאי השמרים בעזרת אנזימים, שהם חלבונים. בטמפרטורה גבוהה מדי החלבונים בתאים נפגעים (משנים את המבנה שלהם), האנזימים מפסיקים לפעול והשמרים מתים – ולכן התסיסה נפסקת.
למה הטענה של דנה נשמעת הגיונית? נכון שבדרך כלל חימום מזרז תגובות כימיות. אבל כאן התגובה מתרחשת בתוך יצור חי, ויש לה טמפרטורה מתאימה ביותר. מעליה הפעילות יורדת במהירות. לכן כדאי להתפיח בצק במקום חמים (בסביבות 30°C–40°C), ולא במקום חם מאוד.
4 נק': לא מסכימים, וגם (1) נתון נכון מן הגרף – למשל ב־60°C נאספו 0 מ"ל, לעומת 28 מ"ל ב־40°C (או 21 מ"ל ב־30°C); וגם (2) הסבר ביולוגי: השמרים הם יצורים חיים, ובטמפרטורה גבוהה הם מתים / החלבונים או האנזימים בתאים שלהם נפגעים, ולכן התסיסה נפסקת. התשובה כתובה בשפה מדעית.
3 נק': לא מסכימים, עם שני הרכיבים, אבל אחד מהם לא מדויק (למשל "ב־60°C כמעט לא היה גז", או "השמרים לא אוהבים חום" במקום הסבר מדעי).
2 נק': לא מסכימים, עם רכיב אחד בלבד – נתון מן הגרף בלי הסבר, או הסבר בלי נתון.
0 נק': מסכימים עם דנה, או לא מסכימים בלי נימוק.
שאלה 8
(6 נק')כימיה / שימור המסההשאלה מתייחסת ל"יחידה 1: אפיית לחם"
תלמידים הכינו שני כלים זהים, ובכל אחד מהם תמיסת סוכר ושמרים. כלי א נסגר היטב בפקק, וכלי ב נשאר פתוח. את שני הכלים הניחו על מאזניים אלקטרוניים, בחדר שבו הטמפרטורה 30°C. בתחילת הניסוי הראו שני המאזניים 250.0 גרם.

במהלך הניסוי נוצרו בועות גז בשני הכלים.
מה הראו המאזניים שמתחת לכלי א (הסגור) לאחר שעתיים?
- 1
250.0 גרם, כי שום חומר לא נכנס לכלי ולא יצא ממנו.
- 2
יותר מ־250.0 גרם, כי בכלי נוצר חומר חדש – גז.
- 3
פחות מ־250.0 גרם, כי הסוכר התפרק ונעלם.
- 4
פחות מ־250.0 גרם, כי לגזים אין מסה.
לאחר שעתיים הראו המאזניים שמתחת לכלי ב (הפתוח) 249.7 גרם.
הסבירו מדוע המסה שנמדדה בכלי ב קטנה, וקבעו אם תוצאה זו סותרת את חוק שימור המסה. נמקו.
◂ פתרון מלא לשאלה 8
סעיף א
250.0 גרם, כי שום חומר לא נכנס לכלי ולא יצא ממנו.
התשובה הנכונה: 250.0 גרם, כי שום חומר לא נכנס לכלי ולא יצא ממנו.
לפי חוק שימור המסה, בתגובה כימית אטומים לא נוצרים ולא נעלמים – הם רק מתסדרים מחדש במולקולות חדשות. לכן המסה של החומרים שנוצרו ( ואתנול) שווה למסה של הסוכר שהתפרק.
כלי א סגור, ולכן גם הגז שנוצר נשאר בתוכו. מסת התוכן לא השתנתה, והמאזניים מראים 250.0 גרם.
למה לא "יותר מ־250.0 גרם, כי נוצר חומר חדש – גז"? הגז החדש לא "נוסף" מבחוץ; הוא נוצר מן האטומים של הסוכר שכבר היו בכלי. המסה הכוללת לא גדלה.
למה לא "פחות, כי הסוכר התפרק ונעלם"? הסוכר לא נעלם – האטומים שלו נמצאים עכשיו במולקולות של ושל אתנול, שנשארו בכלי הסגור.
למה לא "פחות, כי לגזים אין מסה"? לכל חומר יש מסה, גם לגז. לגז יש מסה קטנה ביחס לנפח שלו, אבל היא לא אפס.
2 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
סעיף ב
המסה קטנה כי הפחמן הדו־חמצני שנוצר יצא מן הכלי הפתוח אל האוויר. זה לא סותר את חוק שימור המסה: האטומים לא נעלמו, רק חלק מן החומרים שנוצרו (הגז) עזב את הכלי ולא נשקל.
תשובה לדוגמה (ציון מלא):
בכלי ב השמרים פירקו סוכר, ונוצר פחמן דו־חמצני, שהוא גז. מכיוון שהכלי פתוח, הגז יצא מן הכלי אל האוויר שבחדר, ולכן המאזניים הראו מסה קטנה יותר: 250.0 − 249.7 = 0.3 גרם פחות.
התוצאה אינה סותרת את חוק שימור המסה. בתגובה הכימית האטומים לא נעלמו – הם רק התסדרו מחדש במולקולות חדשות. המסה של כל החומרים שנוצרו שווה למסה של החומרים שהגיבו, אבל חלק מן החומרים שנוצרו (הגז) עזב את הכלי ולכן לא נשקל. ההוכחה: בכלי א, הסגור, הגז נשאר בפנים – והמסה לא השתנתה.
(מקובל גם לציין שחלק קטן מן המים יכול להתאדות מן הכלי הפתוח – גם זה חומר שיצא מן הכלי ולא "נעלם".)
2 נק': הסבר שהמסה קטנה כי גז (פחמן דו־חמצני, ואפשר גם אדי מים) שנוצר יצא מן הכלי הפתוח אל האוויר.
2 נק': קביעה שהתוצאה אינה סותרת את חוק שימור המסה, עם נימוק: האטומים לא נעלמו / החומר שיצא לא נשקל / בכלי הסגור המסה לא השתנתה.
1 נק' (במקום 2) על החלק השני: "לא סותר" עם נימוק חלקי או לא מדויק.
0 נק' על החלק השני: "סותר את החוק" או "המסה נעלמה".
שאלה 9
(4 נק')כימיה / קצב תגובה כימית (תסיסה) – שיפור ניסויעל סמך הגרף הסיקו התלמידים: "השמרים פעילים ביותר בטמפרטורה של 40°C בדיוק."
המורה אמרה שאי אפשר להסיק זאת בוודאות מן הניסוי שערכו.
הציעו שינוי אחד בניסוי, שיאפשר להגיע למסקנה מדויקת ואמינה יותר על הטמפרטורה שבה השמרים פעילים ביותר, והסבירו כיצד השינוי שהצעתם יעזור.
◂ פתרון מלא לשאלה 9
למשל: לבדוק גם טמפרטורות בין 30°C ל־50°C (35°C, 45°C …), כי ייתכן שהפעילות הגבוהה ביותר היא בטמפרטורה שלא נבדקה; או לחזור על הניסוי כמה פעמים בכל טמפרטורה ולחשב ממוצע.
תשובה לדוגמה (ציון מלא) – אפשרות 1:
אציע לבדוק גם טמפרטורות נוספות בין 30°C ל־50°C, למשל 33°C, 36°C, 40°C, 43°C ו־46°C. בניסוי נבדקו טמפרטורות רק בקפיצות של 10 מעלות, ולכן ייתכן שהשמרים פעילים ביותר בטמפרטורה שלא נבדקה כלל – למשל 35°C או 45°C. בדיקה של יותר טמפרטורות סביב השיא תראה בדיוק רב יותר היכן נפח הגז הגדול ביותר.
תשובה לדוגמה (ציון מלא) – אפשרות 2:
אציע לחזור על הניסוי כמה פעמים (למשל 3 כלים בכל טמפרטורה) ולחשב את הממוצע של נפח הגז בכל טמפרטורה. בכל טמפרטורה נבדק רק כלי אחד, וייתכן שבאחד הכלים הייתה טעות מדידה או תקלה (למשל צינור שדלף). חזרות וממוצע מקטינים את ההשפעה של טעות מקרית, והתוצאות אמינות יותר.
הסבר כללי: כדי שמסקנה תהיה אמינה, צריך מספיק מדידות (חזרות) ומספיק נקודות סביב התחום המעניין. שינויים כמו "להוסיף יותר סוכר" או "להשתמש בשמרים אחרים" אינם עונים על השאלה – הם משנים גורם נוסף בניסוי.
4 נק': הצעה מתאימה (בדיקת טמפרטורות נוספות בין 30°C ל־50°C / חזרה על הניסוי כמה פעמים בכל טמפרטורה וחישוב ממוצע / מדידה בכמה כלים בכל טמפרטורה) + הסבר נכון כיצד היא משפרת את הדיוק או את האמינות.
2 נק': הצעה מתאימה בלי הסבר, או עם הסבר כללי מאוד ("כדי שיהיה מדויק יותר").
0 נק': הצעה שאינה קשורה לשאלה, או שמשנה גורם נוסף בניסוי (למשל כמות סוכר אחרת, סוג שמרים אחר).
שאלה 10
(2 נק')כימיה / יסודות – מתכות ואל־מתכותשאלות 10–16 עוסקות בדם, בלב ובשינויים בגוף בזמן מאמץ. קראו את קטעי המידע של יחידה 2 וענו על השאלות.
לפי קטע המידע, בכל מולקולת המוגלובין יש אטומי ברזל (Fe). מהו ברזל?
- 1
יסוד שהוא אל־מתכת
- 2
תרכובת, כי הוא נמצא בתוך מולקולת ההמוגלובין
- 3
יסוד שהוא מתכת
- 4
תערובת של אטומי ברזל ואטומי חמצן
◂ פתרון מלא לשאלה 10
יסוד שהוא מתכת
התשובה הנכונה: יסוד שהוא מתכת.
ברזל מסומן בסמל כימי אחד, Fe, ונמצא בטבלת היסודות – כלומר הוא יסוד: חומר שבנוי מסוג אחד בלבד של אטומים. ברזל הוא מתכת: הוא מוליך חום וחשמל, יש לו ברק מתכתי, ואפשר לרקע אותו ולעצב אותו. בטבלת היסודות הוא נמצא באזור המתכות.
למה לא "אל־מתכת"? אל־מתכות (כמו חמצן, פחמן וגופרית) אינן מוליכות חשמל היטב ואין להן ברק מתכתי. ברזל הוא מתכת מוכרת (ממנו מייצרים פלדה).
למה לא "תרכובת, כי הוא נמצא בתוך ההמוגלובין"? ההמוגלובין הוא חלבון גדול שבנוי מאטומים של כמה יסודות, ואחד מהם הוא ברזל. אטומי ברזל בתוך מולקולה גדולה לא הופכים את הברזל עצמו לתרכובת.
למה לא "תערובת של אטומי ברזל וחמצן"? ברזל טהור בנוי רק מאטומי ברזל. תערובת היא שילוב של כמה חומרים, ואין זה המצב כאן.
2 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
שאלה 11
(4 נק')ביולוגיה / הזנה ובריאות – ברזל, המוגלובין ונשימה תאיתאנשים שיש להם אנמיה מחוסר ברזל מתעייפים מהר מאוד במאמץ גופני, למשל כשהם עולים במדרגות.
הסבירו מדוע. בתשובתכם השתמשו במושגים: המוגלובין, חמצן, נשימה תאית, אנרגייה.
◂ פתרון מלא לשאלה 11
חוסר ברזל ← פחות המוגלובין ← הדם מוביל פחות חמצן לתאי השריר ← פחות נשימה תאית ← פחות אנרגייה לשרירים ← עייפות מהירה.
תשובה לדוגמה (ציון מלא):
ברזל דרוש לבניית המוגלובין. כשאין מספיק ברזל, יש בתאי הדם האדומים פחות המוגלובין, ולכן הדם יכול להוביל פחות חמצן מן הריאות אל תאי השריר. בתאים מתרחשת נשימה תאית: גלוקוז מגיב עם חמצן ונוצרים פחמן דו־חמצני ומים, ומשתחררת אנרגייה שהתאים משתמשים בה. כשמגיע פחות חמצן, מתרחשת פחות נשימה תאית בתאי השריר ומשתחררת פחות אנרגייה. בזמן מאמץ השרירים צריכים הרבה אנרגייה, ולכן אנשים עם אנמיה מתעייפים מהר.
שימו לב לשרשרת: ברזל → המוגלובין → חמצן בדם → נשימה תאית → אנרגייה. כל חוליה תלויה בקודמת לה.
(הערה: כדי למנוע אנמיה מחוסר ברזל מומלץ לאכול מזונות עשירים בברזל, כמו אלה שמופיעים בקטע המידע.)
4 נק': השרשרת המלאה: פחות ברזל → פחות המוגלובין → פחות חמצן מגיע לתאי השריר → פחות נשימה תאית → פחות אנרגייה (ולכן עייפות). שימוש נכון בארבעת המושגים.
3 נק': השרשרת עם חוליה אחת חסרה או לא מדויקת (למשל לא מוזכר שההמוגלובין מוביל חמצן).
2 נק': קשר נכון בין פחות חמצן לפחות אנרגייה, בלי הקשר להמוגלובין ולנשימה התאית; או שתי חוליות נכונות בלבד.
0 נק': תשובה שגויה (למשל "הברזל עצמו נותן אנרגייה לגוף") או תשובה בלי הסבר.
שאלה 12
(4 נק')ביולוגיה / מערכת ההובלה – קצב הלב במאמץהיעזרו בטבלה שבקטע המידע של יחידה 2.
בכמה פעימות לדקה עלה הדופק של איתי, מן המדידה לפני הריצה ועד המדידה מיד בסיום הריצה?
תשובה: ______ פעימות לדקה
איזה מן המשפטים הבאים נתמך בנתונים שבטבלה?
- 1
בכל המדידות הדופק של איתי היה נמוך מן הדופק של מאיה.
- 2
במהלך הריצה הדופק של מאיה עלה יותר מן הדופק של איתי.
- 3
3 דקות אחרי סיום הריצה, הדופק של שניהם כבר חזר לערך שלהם במנוחה.
- 4
5 דקות אחרי סיום הריצה, הדופק של מאיה כמעט חזר לערך שלה במנוחה, והדופק של איתי עדיין היה גבוה בהרבה מן הערך שלו במנוחה.
◂ פתרון מלא לשאלה 12
סעיף א
94 פעימות לדקה
התשובה: 94 פעימות לדקה.
בטבלה, בשורה של איתי:
• לפני הריצה (במנוחה): 78 פעימות לדקה.
• מיד בסיום הריצה: 172 פעימות לדקה.
העלייה היא ההפרש: פעימות לדקה.
טעויות נפוצות: לקרוא את השורה של מאיה (), או לכתוב 172 – זה הדופק בסיום ולא העלייה.
2 נק': 94.
0 נק': כל תשובה אחרת.
סעיף ב
5 דקות אחרי סיום הריצה, הדופק של מאיה כמעט חזר לערך שלה במנוחה, והדופק של איתי עדיין היה גבוה בהרבה מן הערך שלו במנוחה.
התשובה הנכונה: 5 דקות אחרי סיום הריצה, הדופק של מאיה כמעט חזר לערך שלה במנוחה, והדופק של איתי עדיין היה גבוה בהרבה מן הערך שלו במנוחה.
משווים את המדידה "5 דקות אחרי הסיום" לערך במנוחה של כל אחד:
• מאיה: 66 לעומת 62 במנוחה – הפרש של 4 פעימות בלבד.
• איתי: 104 לעומת 78 במנוחה – הפרש של 26 פעימות.
למה לא "בכל המדידות הדופק של איתי היה נמוך מן הדופק של מאיה"? ההפך: בכל חמש המדידות הדופק של איתי היה גבוה יותר (78 לעומת 62, 172 לעומת 140 וכן הלאה).
למה לא "בריצה הדופק של מאיה עלה יותר מן הדופק של איתי"? אצל מאיה העלייה הייתה , ואצל איתי . הדופק של איתי עלה יותר.
למה לא "3 דקות אחרי הסיום הדופק של שניהם חזר לערך במנוחה"? אחרי 3 דקות הדופק של מאיה היה 88 (ובמנוחה 62), ושל איתי 130 (ובמנוחה 78). אף אחד מהם עוד לא חזר למנוחה.
2 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
שאלה 13
(3 נק')ביולוגיה / מערכת ההובלה ונשימה תאיתהסבירו מדוע הדופק עולה בזמן ריצה. בתשובתכם התייחסו לתאי השריר ולתפקיד הדם.
◂ פתרון מלא לשאלה 13
בריצה תאי השריר צריכים יותר אנרגייה, שמשתחררת בנשימה תאית ודורשת חמצן וגלוקוז. הלב פועם מהר יותר כדי להזרים יותר דם לשרירים: הדם מביא יותר חמצן וגלוקוז ומרחיק יותר פחמן דו־חמצני.
תשובה לדוגמה (ציון מלא):
בזמן ריצה השרירים עובדים קשה, ולכן תאי השריר צריכים הרבה יותר אנרגייה. את האנרגייה הם מקבלים בתהליך הנשימה התאית, שבו גלוקוז מגיב עם חמצן ומשתחררת אנרגייה. לכן תאי השריר צריכים יותר חמצן ויותר גלוקוז, וגם נוצר בהם יותר פחמן דו־חמצני שצריך לסלק.
הדם הוא זה שמוביל את החמצן ואת הגלוקוז אל התאים ומסלק מהם את הפחמן הדו־חמצני. כשהלב פועם מהר יותר, בכל דקה עובר יותר דם בשרירים – וכך מגיעים אליהם יותר חמצן וגלוקוז, ומסולק מהם יותר פחמן דו־חמצני.
3 נק': שלושה רכיבים: (1) תאי השריר צריכים יותר אנרגייה בריצה; (2) האנרגייה משתחררת בנשימה תאית, שדורשת חמצן (וגלוקוז); (3) דופק מהיר יותר = יותר דם בדקה, שמביא יותר חמצן/גלוקוז לתאים (ו/או מסלק יותר פחמן דו־חמצני).
2 נק': שניים מן הרכיבים.
1 נק': רכיב אחד (למשל רק "השרירים צריכים יותר חמצן").
0 נק': תשובה שגויה, למשל "הלב מתאמץ ולכן מתעייף" או "כדי לקרר את הגוף".
שאלה 14
(3 נק')ביולוגיה / חשיבה ביקורתית – הסקת מסקנות מנתוניםאיתי הסתכל בטבלה וקבע: "הנתונים מוכיחים שאימון קבוע בריצה מוריד את הדופק במנוחה אצל כל אדם."
האם המסקנה של איתי מבוססת על הנתונים? נמקו, והציעו כיצד אפשר לבדוק את הטענה שלו באופן מהימן יותר.
◂ פתרון מלא לשאלה 14
לא. נבדקו רק שני אנשים, ויש ביניהם הבדלים נוספים מלבד האימון. כדי לבדוק צריך משתתפים רבים – למשל למדוד את הדופק במנוחה של קבוצה גדולה לפני תוכנית אימונים ואחריה, ולהשוות לקבוצה שלא התאמנה.
תשובה לדוגמה (ציון מלא):
המסקנה אינה מבוססת. בטבלה יש נתונים של שני אנשים בלבד, ואי אפשר להסיק מהם על "כל אדם". ייתכן שהדופק של מאיה נמוך מסיבות אחרות שאינן קשורות לאימון: הבדלים במין, בגובה ובמשקל, בבריאות, בתורשה או אפילו בכך שאחד מהם התרגש לפני המדידה. בנוסף, לא מדדו את הדופק של מאיה לפני שהתחילה להתאמן, ולכן אין לנו ראיה שהאימון הוא שהוריד אותו.
כדי לבדוק את הטענה באופן מהימן, אפשר לבחור קבוצה גדולה של תלמידים שאינם מתאמנים, למדוד את הדופק שלהם במנוחה, ולחלק אותם באקראי לשתי קבוצות: קבוצה אחת תתאמן בריצה כמה חודשים, והשנייה לא (קבוצת בקרה). בסוף מודדים שוב את הדופק במנוחה בשתי הקבוצות ומשווים.
3 נק': קובעים שהמסקנה אינה מבוססת + נימוק נכון (רק שני נבדקים / יש ביניהם הבדלים אחרים מלבד האימון / לא נמדד דופק לפני האימונים) + הצעה מתאימה לבדיקה (הרבה משתתפים, מדידה לפני ואחרי תקופת אימונים, ו/או השוואה לקבוצת בקרה).
2 נק': קובעים שאינה מבוססת ונותנים נימוק נכון, בלי הצעה לבדיקה; או הצעה טובה עם נימוק חלקי.
1 נק': "לא מבוססת" עם נימוק כללי מאוד ("צריך עוד מידע").
0 נק': קובעים שהמסקנה מבוססת, או בלי נימוק.
שאלה 15
(2 נק')פיזיקה וטכנולוגיה / המרות אנרגייה בגוף האדםהשאלה מתייחסת ל"יחידה 2: הלב, הדם ומאמץ גופני"
בזמן הריצה השרירים מניעים את הרגליים, והגוף גם מתחמם. איזו המרת אנרגייה מתרחשת בשרירים?
- 1
אנרגיית תמאיה (קינטית) הופכת לאנרגייה כימית.
- 2
אנרגייה כימית הופכת לאנרגיית תמאיה (קינטית) ולאנרגיית חום.
- 3
אנרגיית חום הופכת לאנרגייה כימית ולאנרגיית תמאיה.
- 4
אנרגייה חשמלית הופכת לאנרגיית תמאיה בלבד.
◂ פתרון מלא לשאלה 15
אנרגייה כימית הופכת לאנרגיית תמאיה (קינטית) ולאנרגיית חום.
התשובה הנכונה: אנרגייה כימית הופכת לאנרגיית תמאיה (קינטית) ולאנרגיית חום.
האנרגייה שהשרירים משתמשים בה אגורה בחומרי המזון (כמו גלוקוז) – זו אנרגייה כימית. בנשימה התאית היא משתחררת, והשרירים הופכים חלק ממנה לאנרגיית תמאיה של הרגליים. חלק גדול מן האנרגייה הופך לחום – ולכן הגוף מתחמם ומזיע בזמן ריצה.
למה לא "אנרגיית תמאיה הופכת לאנרגייה כימית"? זה הכיוון ההפוך. התמאיה היא התוצאה של פעילות השרירים, לא המקור לאנרגייה.
למה לא "אנרגיית חום הופכת לאנרגייה כימית ולתמאיה"? החום אינו המקור – הוא נוצר בתהליך ועובר לסביבה. השרירים לא יכולים להשתמש בחום של הגוף כדי לזוז.
למה לא "אנרגייה חשמלית הופכת לתמאיה בלבד"? נכון שעצבים מעבירים לשרירים אותות חשמליים, אבל האותות רק "מפעילים" את השריר; האנרגייה לתמאיה באה מן המזון. וגם המילה "בלבד" שגויה – נוצר גם חום.
2 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
שאלה 16
(2 נק')כימיה / מודל החלקיקים – פעפועלפי קטע המידע, חמצן עובר מן האוויר שבנאדיות אל הדם שבנימים. איזה הסבר למעבר זה מתאים למודל החלקיקים?
- 1
חלקיקי החמצן נעים כל הזמן באופן אקראי לכל הכיוונים. בנאדיות יש יותר חלקיקי חמצן מאשר בדם, ולכן יותר חלקיקים עוברים מן הנאדיות אל הדם מאשר בכיוון ההפוך.
- 2
חלקיקי החמצן נעים רק לכיוון הדם, כי תאי הגוף זקוקים להם.
- 3
חלקיקי החמצן עוברים מן המקום שבו ריכוזם נמוך אל המקום שבו ריכוזם גבוה.
- 4
חלקיקי החמצן מתרחבים בחום הגוף, ולכן הם נדחקים אל תוך הדם.
◂ פתרון מלא לשאלה 16
חלקיקי החמצן נעים כל הזמן באופן אקראי לכל הכיוונים. בנאדיות יש יותר חלקיקי חמצן מאשר בדם, ולכן יותר חלקיקים עוברים מן הנאדיות אל הדם מאשר בכיוון ההפוך.
התשובה הנכונה: חלקיקי החמצן נעים כל הזמן באופן אקראי לכל הכיוונים. בנאדיות יש יותר חלקיקי חמצן מאשר בדם, ולכן יותר חלקיקים עוברים מן הנאדיות אל הדם מאשר בכיוון ההפוך.
לפי מודל החלקיקים, החלקיקים של כל חומר נמצאים בתמאיה מתמדת ואקראית. כשבצד אחד יש הרבה חלקיקים ובצד השני מעט, במקרה עוברים יותר חלקיקים מן הצד ה"צפוף" אל הצד ה"דליל". התוצאה: מעבר של חומר ממקום שבו ריכוזו גבוה אל מקום שבו ריכוזו נמוך. תהליך זה נקרא פעפוע (דיפוזיה).
באוויר שבנאדיות ריכוז החמצן גבוה, ובדם שמגיע אל הריאות ריכוזו נמוך (התאים כבר השתמשו בחלק ממנו), ולכן חמצן עובר אל הדם.
למה לא "נעים רק לכיוון הדם כי התאים זקוקים להם"? לחלקיקים אין "מטרה" ואין להם כיוון מועדף; הם נעים באופן אקראי. המעבר נובע מהבדל בריכוז, לא מן הצורך של התאים.
למה לא "מריכוז נמוך לריכוז גבוה"? זה הפוך. בפעפוע החומר עובר מריכוז גבוה לריכוז נמוך.
למה לא "מתרחבים בחום הגוף"? החלקיקים עצמם אינם גדלים כשמחממים אותם; הם רק נעים מהר יותר. וחוץ מזה, הסבר זה לא מסביר מדוע החמצן עובר דווקא אל הדם.
2 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
שאלה 17
(4 נק')פיזיקה וטכנולוגיה / מעברי חום – הולכה, הסעה וקרינהשאלות 17–23 עוסקות בדוד השמש ובאופן שבו הוא מחמם מים. קראו את קטעי המידע של יחידה 3 וענו על השאלות.
חום עובר ממקום למקום בשלוש דרכים: הולכה, הסעה וקרינה. לכל אחד מן התהליכים שבטבלה, סמנו X בעמודה של הדרך שבה עובר החום (או האנרגייה).
◂ פתרון מלא לשאלה 17
א – קרינה; ב – הולכה; ג – הסעה; ד – הולכה.
התשובה: א – קרינה; ב – הולכה; ג – הסעה; ד – הולכה.
תזכורת:
• הולכה – חום עובר דרך חומר מחלקיק לחלקיק, בלי שהחומר עצמו זורם. קורה בעיקר במוצקים.
• הסעה – חום עובר יחד עם חומר שזורם (נוזל או גז): החומר החם עצמו נע ממקום למקום.
• קרינה – אנרגייה עוברת בלי צורך בחומר, ויכולה לעבור גם בחלל ריק.
א. בין השמש לכדור הארץ יש חלל ריק כמעט לגמרי, ואין חומר שיכול להוביל או להסיע חום. האנרגייה מגיעה כקרינה (אור וקרינה אחרת).
ב. דופן הצינור היא מוצק (נחושת). החום עובר דרכה מחלקיק לחלקיק – הולכה.
ג. המים עצמם זורמים ונושאים איתם את החום אל המכל – הסעה.
ד. הקצף המבודד הוא מוצק שאינו זורם. החום עובר דרכו לאט מחלקיק לחלקיק – הולכה (חומר מבודד הוא מוליך חום גרוע, ולכן המעבר איטי).
4 נק': ארבע קביעות נכונות.
3 נק': שלוש קביעות נכונות.
1 נק': שתי קביעות נכונות.
0 נק': קביעה נכונה אחת או אף אחת.
שאלה 18
(4 נק')כימיה / מודל החלקיקים – התפשטות וצפיפותבדוד השמש המים זורמים בלי משאבה: המים שהתחממו בקולט עולים אל המכל, ומים קרים יורדים מן המכל אל הקולט.
הסבירו בעזרת מודל החלקיקים מדוע המים החמים עולים והמים הקרים יורדים.
◂ פתרון מלא לשאלה 18
כשמחממים מים, החלקיקים נעים מהר יותר והמרחקים ביניהם גדלים. לכן אותה מסה של מים תופסת נפח גדול יותר – הצפיפות של המים החמים קטנה. מים בעלי צפיפות קטנה עולים מעל מים בעלי צפיפות גדולה, והמים הקרים (הצפופים יותר) שוקעים.
תשובה לדוגמה (ציון מלא):
כשהמים מתחממים בקולט, החלקיקים שלהם נעים מהר יותר, והמרחקים הממוצעים בין החלקיקים גדלים. החלקיקים עצמם אינם גדלים – רק המרווחים ביניהם. לכן אותה מסה של מים תופסת נפח גדול יותר, כלומר הצפיפות של המים החמים קטנה מן הצפיפות של המים הקרים.
נוזל שצפיפותו קטנה יותר עולה מעל נוזל שצפיפותו גדולה יותר (כמו שמן שצף על מים). לכן המים החמים עולים בצינור אל המכל, והמים הקרים, שצפיפותם גדולה יותר, יורדים מתחתית המכל אל הקולט. כך נוצרת זרימה במעגל – הסעה.
4 נק': ארבעה רכיבים: (1) בחימום החלקיקים נעים מהר יותר; (2) המרחקים בין החלקיקים גדלים; (3) לכן הצפיפות של המים החמים קטנה יותר (אותה מסה בנפח גדול יותר); (4) המים הפחות צפופים עולים, והצפופים יותר יורדים.
3 נק': שלושה רכיבים נכונים.
2 נק': שני רכיבים נכונים, או תשובה שכתוב בה שהחלקיקים עצמם "גדלים" או "מתרחבים" (טעות במודל החלקיקים), גם אם שאר ההסבר נכון.
0 נק': "חום עולה למעלה" בלי הסבר, או תשובה שגויה.
שאלה 19
(2 נק')כימיה / תכונות של חומרים ושימושיהםמדוע הצינורות שבקולט עשויים מנחושת?
- 1
נחושת היא מבודדת חום טובה, ולכן החום נשאר בתוך המים.
- 2
נחושת שקופה לקרינת השמש, ולכן הקרינה מגיעה ישירות אל המים.
- 3
נחושת אינה מוליכה חשמל, ולכן השימוש בה על הגג בטוח.
- 4
נחושת היא מתכת שמוליכה חום היטב, ולכן החום עובר במהירות מן הלוח אל המים.
◂ פתרון מלא לשאלה 19
נחושת היא מתכת שמוליכה חום היטב, ולכן החום עובר במהירות מן הלוח אל המים.
התשובה הנכונה: נחושת היא מתכת שמוליכה חום היטב, ולכן החום עובר במהירות מן הלוח אל המים.
בקולט החום צריך לעבור מן הלוח השחור החם, דרך דופן הצינור, אל המים – כלומר בהולכה. מתכות, ובמיוחד נחושת, הן מוליכות חום טובות, ולכן החום עובר דרכן מהר ומעט ממנו "הולך לאיבוד" בדרך. מסיבה זו בוחרים חומר לפי התכונה שהשימוש דורש.
למה לא "מבודדת חום טובה"? מתכות אינן מבודדות. בדוד יש חומר מבודד (קצף) – אבל הוא נמצא מסביב למכל ובתחתית הקולט, במקום שבו רוצים למנוע מעבר חום. בצינורות רוצים את ההפך.
למה לא "שקופה לקרינת השמש"? נחושת אינה שקופה; היא חומר אטום. החלק השקוף בקולט הוא הזכוכית.
למה לא "אינה מוליכה חשמל"? נחושת היא דווקא אחת המוליכות הטובות ביותר של חשמל – ממנה עשויים רוב החוטים החשמליים. וחוץ מזה, בצינורות של הקולט לא זורם חשמל.
2 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
שאלה 20
(5 נק')פיזיקה וטכנולוגיה / חקר – השוואת דגמיםהיעזרו בתיאור הניסוי בדגמים ובטבלה שבקטע המידע של יחידה 3.
התלמידים רצו לבדוק כיצד כיסוי הזכוכית משפיע על חימום המים. אילו שני דגמים עליהם להשוות?
- 1
דגם 1 ודגם 3
- 2
דגם 1 ודגם 2
- 3
דגם 2 ודגם 3
- 4
מספיק לבדוק את דגם 1
לפי הטבלה, באיזה צבע כדאי לצבוע את הלוח שבקולט? נמקו בעזרת נתונים מן הטבלה, והסבירו את התוצאה במונחים של קרינה ואנרגייה.
◂ פתרון מלא לשאלה 20
סעיף א
דגם 1 ודגם 2
התשובה הנכונה: דגם 1 ודגם 2.
בהשוואה הוגנת שני הדגמים צריכים להיות שונים רק בגורם שבודקים – כאן כיסוי הזכוכית – ושווים בכל השאר.
• דגם 1: לוח שחור, יש כיסוי.
• דגם 2: לוח שחור, אין כיסוי.
ההבדל היחיד הוא הכיסוי, ולכן אפשר לייחס את הפער בטמפרטורות (46°C לעומת 34°C אחרי 45 דקות) לכיסוי הזכוכית.
למה לא "דגם 1 ודגם 3"? בשני הדגמים יש כיסוי זכוכית; הם שונים בצבע הלוח. השוואה זו בודקת את השפעת הצבע.
למה לא "דגם 2 ודגם 3"? הם שונים בשני גורמים – גם בצבע וגם בכיסוי – ולכן אי אפשר לדעת איזה גורם גרם להבדל.
למה לא "מספיק לבדוק את דגם 1"? כדי לדעת מה ההשפעה של הכיסוי צריך להשוות לדגם בלי כיסוי. בלי השוואה אין ממה להסיק.
2 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
סעיף ב
בשחור: אחרי 45 דקות המים בדגם 1 (לוח שחור) הגיעו ל־46°C, ובדגם 3 (לוח לבן) רק ל־30°C. משטח שחור קולט את רוב קרינת השמש והופך אותה לאנרגיית חום; משטח לבן מחזיר את רוב הקרינה.
תשובה לדוגמה (ציון מלא):
כדאי לצבוע את הלוח בשחור. משווים את דגם 1 ואת דגם 3, ששונים רק בצבע הלוח: אחרי 45 דקות המים בדגם 1 (לוח שחור) התחממו מ־22°C ל־46°C, כלומר ב־24 מעלות, ואילו המים בדגם 3 (לוח לבן) התחממו רק ל־30°C – ב־8 מעלות בלבד.
הסבר: משטח שחור קולט (בולע) את רוב קרינת השמש שפוגעת בו, והאנרגייה של הקרינה הופכת לאנרגיית חום של הלוח, שעוברת אל המים. משטח לבן מחזיר את רוב הקרינה, ולכן הוא קולט מעט אנרגייה והמים מתחממים פחות.
3 נק': בחירה בשחור + נתונים מתאימים (השוואה בין דגם 1 לדגם 3, למשל 46°C לעומת 30°C) + הסבר: לוח שחור קולט יותר קרינה, והאנרגייה הופכת לחום / לוח לבן מחזיר את רוב הקרינה.
2 נק': בחירה בשחור עם הסבר נכון בלי נתונים, או עם נתונים בלי הסבר במונחי קרינה.
1 נק': בחירה בשחור עם נימוק כללי ("שחור מתחמם יותר").
0 נק': בחירה בלבן, או בלי נימוק. (השוואה של דגם 2 לדגם 3 אינה מתאימה, כי הם שונים בשני גורמים.)
שאלה 21
(5 נק')פיזיקה וטכנולוגיה / נצילות ושימור אנרגייההשאלה מתייחסת ל"יחידה 3: דוד שמש"
במשך שעה אחת בצהרי יום קיץ הגיעה אל הקולט של דוד שמש אנרגיית קרינה של 7,500 קילו־ג'ול (kJ). באותה שעה גדלה האנרגייה התרמית (אנרגיית החום) של המים במכל ב־3,000 kJ.
חשבו את הנצילות של דוד השמש באותה שעה, כלומר: איזה אחוז מאנרגיית הקרינה שהגיעה אל הקולט הפך לאנרגייה תרמית של המים? כתבו את דרך החישוב.
תשובה: ______ %
מה קרה לשאר האנרגייה (4,500 kJ), שהגיעה אל הקולט ולא הפכה לאנרגייה תרמית של המים?
- 1
היא הושמדה בתוך הקולט, ולכן אינה קיימת עוד.
- 2
היא נאגרה כאנרגייה חשמלית בגוף החימום שבמכל.
- 3
רובה עבר לסביבה כחום (לאוויר ולגג), וחלקה הוחזר מן הקולט כקרינה. האנרגייה לא נעלמה.
- 4
כולה הפכה לאנרגיית תמאיה של המים שזורמים בצינורות.
◂ פתרון מלא לשאלה 21
סעיף א
40%
התשובה: 40%.
נצילות היא החלק של האנרגייה ה"מועילה" (מה שרצינו לקבל) מתוך כל האנרגייה שהושקעה במערכת:
נצילות = (אנרגייה מועילה ÷ אנרגייה שהושקעה) × 100%
• אנרגייה שהושקעה (הגיעה אל הקולט): 7,500 kJ.
• אנרגייה מועילה (נוספה למים): 3,000 kJ.
← הנצילות היא 40%.
בדיקה: 40% מתוך 7,500 הם ✓
טעויות נפוצות: לחלק הפוך (, כלומר 250%) – נצילות לא יכולה להיות יותר מ־100%; לכתוב 60% – זה החלק שלא הגיע למים.
3 נק': 40%, עם דרך חישוב נכונה.
2 נק': דרך נכונה () עם טעות בחישוב, או תשובה 0.4 בלי המרה לאחוזים.
0 נק': כל תשובה אחרת (למשל 250% או 60%).
סעיף ב
רובה עבר לסביבה כחום (לאוויר ולגג), וחלקה הוחזר מן הקולט כקרינה. האנרגייה לא נעלמה.
התשובה הנכונה: רובה עבר לסביבה כחום (לאוויר ולגג), וחלקה הוחזר מן הקולט כקרינה. האנרגייה לא נעלמה.
לפי חוק שימור האנרגייה, אנרגייה אינה נוצרת ואינה נעלמת – היא רק עוברת ממקום למקום או הופכת מסוג לסוג. מתוך 7,500 kJ, רק 3,000 kJ נוספו למים. 4,500 kJ הנותרים לא "אבדו" מן העולם: חלק מן הקרינה הוחזר מן הזכוכית ומן הלוח, וחלק התחמם בקולט ועבר כחום לאוויר שמסביב ולגג. אנרגייה זו לא הייתה מועילה לנו – ולכן הנצילות קטנה מ־100%.
למה לא "הושמדה בתוך הקולט"? אנרגייה אינה נעלמת ואינה מושמדת. זו בדיוק הטענה שחוק שימור האנרגייה שולל.
למה לא "נאגרה כאנרגייה חשמלית בגוף החימום"? דוד שמש אינו מייצר חשמל. גוף החימום צורך חשמל מן הרשת; הוא אינו אוגר אנרגייה מן הקולט.
למה לא "כולה הפכה לאנרגיית תמאיה של המים"? המים אכן זורמים, אבל רק חלק זעיר מן האנרגייה הופך לתמאיה שלהם (וגם הוא הופך בסוף לחום). המילה "כולה" שגויה.
2 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
שאלה 22
(5 נק')פיזיקה וטכנולוגיה / תהליך התיכון – בחירת פתרון לפי דרישותהשאלה מתייחסת ל"יחידה 3: דוד שמש"
משפחת לוי גרה ביישוב הררי, שבו החורף קר ויש בו ימים מעוננים רבים. המשפחה רוצה להחליף את דוד השמש הישן. לפני הבחירה הגדירה המשפחה שלוש דרישות:
1. שיהיו מספיק מים חמים גם בחורף.
2. שההוצאות על החשמל להפעלת גוף החימום יהיו נמוכות ככל האפשר.
3. הגג יכול לשאת משקל של 300 ק"ג לכל היותר (כולל המים).
המשפחה השוותה בין שני דגמים. בדגם ב הלוח הקולט נמצא בתוך צינורות זכוכית שהאוויר נשאב מהם (ריק – "ואקום"), ולכן הוא מאבד פחות חום לסביבה.
איזה דגם הייתם ממליצים למשפחה לבחור? נמקו את ההמלצה: התייחסו לכל אחת משלוש הדרישות, והשתמשו בנתונים מן הטבלה. ציינו גם חיסרון אחד של הדגם שבחרתם, והסבירו אם כדאי למשפחה לבחור בו למרות החיסרון.
◂ פתרון מלא לשאלה 22
דגם ב: נצילות בחורף 55% לעומת 30% (דרישה 1); חשמל 400 ש"ח בשנה לעומת 900 (דרישה 2); 280 ק"ג – פחות מ־300 (דרישה 3). חיסרון: יקר יותר ב־2,500 ש"ח, אבל החיסכון של 500 ש"ח בשנה מחזיר את ההפרש בתוך 5 שנים, ואורך החיים 15 שנים.
תשובה לדוגמה (ציון מלא):
אני ממליץ/ה על דגם ב.
• דרישה 1 (מים חמים בחורף): הנצילות של דגם ב בחורף היא 55%, לעומת 30% בלבד בדגם א – כמעט פי 2. כלומר, מאותה כמות קרינה בחורף דגם ב יחמם הרבה יותר מים. זה חשוב במיוחד ביישוב שיש בו חורף קר וימים מעוננים רבים.
• דרישה 2 (חשמל זול): ההוצאה השנתית על חשמל בדגם ב היא 400 ש"ח, לעומת 900 ש"ח בדגם א – חיסכון של ש"ח בשנה.
• דרישה 3 (משקל): דגם ב שוקל 280 ק"ג, פחות מ־300 ק"ג, ולכן הגג יכול לשאת אותו (גם דגם א עומד בדרישה זו, כך שהיא לא מבדילה בין הדגמים).
חיסרון: דגם ב יקר יותר: ש"ח. אבל החיסכון בחשמל הוא 500 ש"ח בשנה, ולכן ההפרש יוחזר בתוך שנים. אורך החיים של הדוד הוא 15 שנים, ולכן בסך הכול המשפחה תחסוך כסף ( ש"ח). לכן כדאי לבחור בדגם ב למרות המחיר הגבוה.
הסבר: בתהליך התיכון בוחרים פתרון לפי הדרישות שהוגדרו מראש, ובודקים כל חלופה מול כל דרישה. דגם א זול יותר, אבל מחיר נמוך לא היה אחת הדרישות, והוא עונה פחות טוב לדרישות 1 ו־2.
5 נק' (חלוקה):
1 נק': בחירה בדגם ב.
1 נק': דרישה 1 עם נתון – נצילות בחורף 55% לעומת 30%.
1 נק': דרישה 2 עם נתון – 400 ש"ח לעומת 900 ש"ח בשנה (או חיסכון של 500 ש"ח).
1 נק': דרישה 3 – 280 ק"ג, פחות מ־300 ק"ג.
1 נק': חיסרון נכון (מחיר גבוה יותר ב־2,500 ש"ח) + שקילה מנומקת (למשל החזר ההפרש בתוך 5 שנים / אורך חיים של 15 שנים).
בחירה בדגם א: עד 2 נק', ורק אם הנימוק מבוסס על נתונים נכונים (מחיר, משקל) ומודה שדגם א עונה פחות טוב לדרישות 1 ו־2.
שאלה 23
(3 נק')פיזיקה וטכנולוגיה / מערכות טכנולוגיות – פתרון חלופיהשאלה מתייחסת ל"יחידה 3: דוד שמש"
גם עם דוד שמש חדש, בחורף לפעמים המים אינם חמים מספיק בערב, והמשפחה צריכה להפעיל את גוף החימום החשמלי.
הציעו רעיון אחד (שאינו הפעלה של גוף החימום ואינו קנייה של דוד חדש), שיעזור למשפחה לקבל יותר מים חמים בחורף, והסבירו מבחינה מדעית מדוע הרעיון שלכם יעזור.
◂ פתרון מלא לשאלה 23
למשל: לעטוף את הצינורות ואת המכל בבידוד נוסף, כדי להקטין את מעבר החום בהולכה אל האוויר הקר; או להגדיל את זווית הקולט בחורף, כך שיפנה ישר יותר אל השמש הנמוכה ויקלוט יותר קרינה.
יש תשובות נכונות רבות. דוגמאות לתשובות בציון מלא:
• בידוד נוסף לצינורות שבין הקולט למכל ולמכל עצמו: בחורף האוויר קר, והפרש הטמפרטורות בין המים לאוויר גדול, ולכן חום רב עובר מן המים אל האוויר. חומר מבודד הוא מוליך חום גרוע, ולכן הוא מקטין את מעבר החום בהולכה, והמים נשארים חמים יותר עד הערב.
• שינוי זווית הקולט בחורף: בחורף השמש נמוכה בשמיים. אם מטים את הקולט בזווית תלולה יותר, כך שיפנה ישר יותר אל השמש, יותר קרינה פוגעת בכל מטר רבוע של הקולט – והמים קולטים יותר אנרגייה.
• ניקוי הזכוכית מאבק ומלכלוך: לכלוך חוסם חלק מן הקרינה. זכוכית נקייה מעבירה יותר קרינה אל הלוח השחור.
• הוספת קולט שני (הגדלת שטח הקליטה): שטח גדול יותר קולט יותר אנרגיית קרינה באותו זמן.
• שינוי הרגלים: להתקלח אחר הצהריים, כשהמים חמים ביותר, לפני שהם מתקררים בערב; או להתקין ראש מקלחת חסכוני, כך שהמים החמים יספיקו ליותר אנשים.
3 נק': רעיון מתאים וישים (שאינו גוף חימום או דוד חדש) + הסבר מדעי נכון שקשור לקליטת אנרגייה או למעבר חום (למשל בידוד מקטין מעבר חום בהולכה; זווית מתאימה מגדילה את הקרינה שנקלטת).
2 נק': רעיון מתאים עם הסבר חלקי או לא מדויק.
1 נק': רעיון מתאים בלי הסבר.
0 נק': רעיון שאינו ישים או שאינו קשור (למשל "להפעיל את גוף החימום מוקדם יותר", "לקנות דוד גדול").
שאלה 24
(2 נק')ביולוגיה / מערכות אקולוגיות – מארג מזוןשאלות 24–29 עוסקות במיינה המצויה ובהשפעתה על ציפורים אחרות. קראו את קטעי המידע של יחידה 4 וענו על השאלות.
לפי מארג המזון שבאיור, מהו התפקיד של המיינה במארג?
- 1
יצרן
- 2
צרכן ראשוני בלבד
- 3
צרכן שניוני בלבד
- 4
צרכן ראשוני וגם צרכן שניוני
◂ פתרון מלא לשאלה 24
צרכן ראשוני וגם צרכן שניוני
התשובה הנכונה: צרכן ראשוני וגם צרכן שניוני.
עוקבים אחרי החצים שמגיעים אל המיינה (החץ מצביע מן הנאכל אל האוכל):
• עץ פרי ← מיינה: המיינה אוכלת פירות, כלומר ניזונה מיצרן ← היא צרכן ראשוני.
• חגב ← מיינה וזחל של פרפר ← מיינה: המיינה אוכלת חרקים שהם צרכנים ראשוניים ← היא צרכן שניוני.
לכן המיינה ממלאת את שני התפקידים.
למה לא "יצרן"? יצרנים (צמחים) מייצרים את המזון שלהם בפוטוסינתזה. המיינה היא בעל חיים שאוכל יצורים אחרים.
למה לא "צרכן ראשוני בלבד"? זה נכון רק כשהיא אוכלת פירות. מי שבחר בזה לא שם לב לחצים מן החגב ומן הזחל.
למה לא "צרכן שניוני בלבד"? זה נכון רק כשהיא אוכלת חרקים. מי שבחר בזה התעלם מן החץ מעץ הפרי.
2 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
שאלה 25
(3 נק')ביולוגיה / מערכות אקולוגיות – תחרות על מזוןחוקרים חוששים שעלייה במספר המיינות בפארק תגרום לירידה במספר הדוכיפות, גם אם המיינות לא יתקרבו כלל לקינים של הדוכיפות.
הסבירו כיצד זה ייתכן. היעזרו במארג המזון.
◂ פתרון מלא לשאלה 25
לפי המארג, גם המיינה וגם הדוכיפת אוכלות חגבים וזחלים – הן מתחרות על מזון. כשיש יותר מיינות, הן אוכלות יותר חרקים, ונשאר פחות מזון לדוכיפות; פחות דוכיפות שורדות ומגדלות גוזלים, ומספרן יורד.
תשובה לדוגמה (ציון מלא):
לפי מארג המזון, גם המיינה וגם הדוכיפת ניזונות מחגבים ומזחלים של פרפרים. כלומר, יש ביניהן תחרות על מזון. אם מספר המיינות יעלה, הן יאכלו יותר חגבים וזחלים, ויישאר פחות מזון לדוכיפות. לדוכיפות יהיה קשה יותר להשיג מזון לעצמן ולגוזלים שלהן, ולכן פחות דוכיפות ישרדו ופחות גוזלים יגדלו – ומספר הדוכיפות בפארק יירד.
3 נק': (1) זיהוי מזון משותף מן המארג (חגבים ו/או זחלים); (2) יותר מיינות ← פחות מזון לדוכיפות; (3) ההשפעה על הדוכיפות – פחות שורדות / פחות גוזלים / עוזבות את האזור.
2 נק': שניים מן הרכיבים.
1 נק': רכיב אחד, למשל רק "הן מתחרות על מזון" בלי הסבר.
0 נק': תשובה שגויה, למשל "המיינה אוכלת את הדוכיפת" (אין חץ כזה במארג).
שאלה 26
(2 נק')ביולוגיה / יחסי גומלין בין יצוריםלפי קטע המידע, מיינות ודוכיפות "נאבקות" על חורי קינון בעצים. איזה סוג של יחסי גומלין בין המינים מתואר כאן?
- 1
תחרות
- 2
טריפה
- 3
הדדיות (שני המינים מרוויחים)
- 4
טפילות
◂ פתרון מלא לשאלה 26
תחרות
התשובה הנכונה: תחרות.
תחרות היא יחסי גומלין בין יצורים שזקוקים לאותו משאב, כשהמשאב מוגבל. כאן המשאב הוא חורי קינון – יש מספר מוגבל של חורים מתאימים בעצים, ושני המינים צריכים אותם. כשמיינה תופסת חור, הדוכיפת נשארת בלי מקום לקנן.
למה לא "טריפה"? בטריפה יצור אחד (טורף) צד ואוכל יצור אחר (נטרף). המאבק על חור קינון אינו אכילה.
למה לא "הדדיות"? בהדדיות שני המינים מרוויחים מן הקשר. כאן הדוכיפת נפגעת – היא מגורשת.
למה לא "טפילות"? טפיל חי על יצור אחר או בתוכו וניזון ממנו (למשל כינה). המיינה אינה חיה על הדוכיפת ואינה ניזונה ממנה.
2 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
שאלה 27
(7 נק')ביולוגיה / מערכות אקולוגיות – גודל אוכלוסייההיעזרו בגרף שבקטע המידע של יחידה 4.
איזה משפט מתאר נכון את הנתונים שבגרף?
- 1
מספר הזוגות של המיינה גדל באותו קצב לאורך כל 20 השנים.
- 2
בשנת 2020 היו באזור יותר זוגות של דוכיפת מאשר זוגות של מיינה.
- 3
מספר הזוגות של המיינה גדל הכי מהר בין 2008 ל־2012, ובאותן שנים מספר הזוגות של הדוכיפת ירד.
- 4
מספר הזוגות של הדוכיפת ירד בכל 4 שנים ב־10 זוגות בדיוק.
תושב באזור טען: "הגרף מוכיח שהמיינות גרמו לירידה במספר הדוכיפות."
(1) הציעו הסבר אחר – שאינו קשור למיינות – לירידה במספר הדוכיפות באזור בשנים אלה.
(2) תארו כיצד אפשר לבדוק אם המיינות הן אכן הגורם לירידה.
◂ פתרון מלא לשאלה 27
סעיף א
מספר הזוגות של המיינה גדל הכי מהר בין 2008 ל־2012, ובאותן שנים מספר הזוגות של הדוכיפת ירד.
התשובה הנכונה: מספר הזוגות של המיינה גדל הכי מהר בין 2008 ל־2012, ובאותן שנים מספר הזוגות של הדוכיפת ירד.
מחשבים את הגידול של המיינה בכל תקופה של 4 שנים:
• 2000–2004:
• 2004–2008:
• 2008–2012: ← הגידול הגדול ביותר
• 2012–2016:
• 2016–2020:
ובאותה תקופה (2008–2012) הדוכיפת ירדה מ־36 ל־28 זוגות.
למה לא "המיינה גדלה באותו קצב לאורך כל השנים"? הגידול בכל תקופה היה שונה מאוד (8, 35, 105, 80, 30). בגרף רואים זאת כקו שאינו ישר – תלול באמצע ומתון בהתחלה ובסוף.
למה לא "ב־2020 היו יותר זוגות דוכיפת מזוגות מיינה"? ב־2020 היו 18 זוגות דוכיפת ו־260 זוגות מיינה – ההפך.
למה לא "הדוכיפת ירדה בכל 4 שנים ב־10 זוגות בדיוק"? הירידות היו 1, 3, 8, 7 ו־3 זוגות – לא קבועות ולא 10.
3 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
סעיף ב
(1) למשל: בנייה באזור שבה נכרתו עצים ישנים עם חורי קינון, או ריסוס חומרי הדברה שהקטין את כמות החרקים. (2) להשוות לאורך אותן שנים את מספר הדוכיפות באזורים דומים עם מיינות ובלי מיינות.
תשובה לדוגמה (ציון מלא):
(1) הסבר אחר: ייתכן שבשנים אלה נבנו באזור שכונות וכבישים, ונכרתו עצים ישנים שיש בהם חורי קינון, וגם שטחים פתוחים שבהם הדוכיפות מחפשות מזון נעלמו. לכן לדוכיפות נשארו פחות מקומות לקנן ופחות מזון, ומספרן ירד – גם בלי קשר למיינות.
(הסברים נוספים מתאימים: ריסוס חומרי הדברה שהקטין את כמות החרקים שהדוכיפות אוכלות; עלייה במספר החתולים שטורפים ציפורים; שנים של בצורת.)
(2) דרך בדיקה: לבחור כמה אזורים דומים זה לזה (אותו סוג שטח, אותה בנייה, אותו מזג אוויר) – בחלקם יש מיינות ובחלקם אין – ולספור בהם את הדוכיפות לאורך אותן שנים. אם הדוכיפות יורדות רק באזורים שיש בהם מיינות, זו תמיכה בכך שהמיינות הן הגורם. (דרך נוספת: להתקין תיבות קינון ולצפות בהן, ולתעד כמה פעמים מיינות מגרשות דוכיפות מן התיבות.)
הסבר: הגרף מראה ששני הדברים קרו באותו זמן (המיינות עלו והדוכיפות ירדו), אבל זה עדיין לא מוכיח שאחד גרם לשני. ייתכן שגורם שלישי השפיע על הדוכיפות. כדי לבדוק קשר של סיבה ותוצאה צריך השוואה שבה הגורם הנבדק (המיינות) הוא ההבדל העיקרי.
חלק (1) – 2 נק': הסבר חלופי סביר שאינו קשור למיינות, עם קשר ברור לדוכיפות (למשל כריתת עצים ← פחות חורי קינון). 1 נק': גורם סביר בלי הסבר כיצד הוא פוגע בדוכיפות.
חלק (2) – 2 נק': דרך בדיקה עם השוואה – אזורים דומים עם מיינות ובלי מיינות, או ניסוי שבו מונעים ממיינות להגיע לחלק מן האזורים ומשווים, או תצפית ישירה בגירוש מקינים. 1 נק': הצעה כללית ("לצפות בציפורים", "לעשות עוד מחקר") בלי השוואה.
שאלה 28
(3 נק')ביולוגיה / מערכות אקולוגיות – מינים פולשיםאיזו תכונה של המיינה, לפי קטע המידע, מסבירה בצורה הטובה ביותר את ההתפשטות המהירה שלה בישראל?
- 1
היא יצרן, ולכן מייצרת את המזון שלה בעצמה.
- 2
היא אוכלת מזונות רבים ושונים ומקננת גם בבניינים, ולכן מוצאת בקלות מזון ומקום לקנן, גם בערים.
- 3
היא ניזונה רק ממזון אחד מיוחד, שנמצא בשפע בישראל.
- 4
היא מקננת רק בחורים שאף ציפור אחרת אינה משתמשת בהם.
◂ פתרון מלא לשאלה 28
היא אוכלת מזונות רבים ושונים ומקננת גם בבניינים, ולכן מוצאת בקלות מזון ומקום לקנן, גם בערים.
התשובה הנכונה: היא אוכלת מזונות רבים ושונים ומקננת גם בבניינים, ולכן מוצאת בקלות מזון ומקום לקנן, גם בערים.
בקטע המידע כתוב שהמיינה "אוכלת כמעט הכול" – חרקים, תולעים, פירות, זרעים ושאריות מזון – ושהיא מקננת "בחורים בעצים ובבניינים". יצור שיכול לאכול סוגים רבים של מזון ולקנן במקומות רבים מוצא בקלות את מה שהוא צריך כמעט בכל מקום, גם בסביבה עירונית שבנו בני אדם. לכן הוא שורד ומתרבה היטב באזור חדש – וזו אחת הסיבות העיקריות להצלחה של מינים פולשים.
למה לא "היא יצרן"? המיינה היא ציפור – בעל חיים. יצרנים הם צמחים, שמייצרים מזון בפוטוסינתזה.
למה לא "ניזונה רק ממזון אחד מיוחד"? בקטע כתוב ההפך: היא אוכלת כמעט הכול. מין שתלוי במזון אחד בלבד דווקא מתקשה להתפשט.
למה לא "מקננת רק בחורים שאף ציפור אחרת אינה משתמשת בהם"? לפי הקטע, המיינה מגרשת ציפורים מקומיות, כמו הדוכיפת, מחורי הקינון שלהן – כלומר היא משתמשת באותם חורים.
3 נק': התשובה הנכונה.
0 נק': כל תשובה אחרת.
שאלה 29
(4 נק')ביולוגיה / השפעת האדם על מערכות אקולוגיות – מין פולשהשאלה מתייחסת ל"יחידה 4: מיינה – מין פולש בישראל"
חבר במועצת העיר אמר: "המיינות אוכלות חרקים רבים שמזיקים לגינות, ולכן הן מועילות לנו. אין שום צורך לעשות משהו כדי לצמצם את ההתפשטות שלהן."
הַעריכו את הטענה: ציינו מה נכון בה, והסבירו – בעזרת שני מידעים מן היחידה – מדוע אי אפשר לקבל אותה כפי שהיא.
◂ פתרון מלא לשאלה 29
נכון שהמיינות אוכלות חרקים. אבל: הן מגרשות ציפורים מקומיות מחורי קינון ואוכלות ביצים וגוזלים; הן מתחרות על מזון עם הדוכיפת, שגם היא אוכלת חרקים; ובאזור הסקר הדוכיפות ירדו מ־40 ל־18 זוגות. לכן הטענה חד־צדדית.
תשובה לדוגמה (ציון מלא):
מה נכון בטענה: לפי קטע המידע ומארג המזון, המיינות אכן אוכלות חרקים, כמו חגבים וזחלים, שחלקם יכולים להזיק לצמחים בגינות.
מדוע אי אפשר לקבל אותה כפי שהיא:
1. המיינה היא מין פולש שפוגע בציפורים מקומיות: היא מגרשת ציפורים כמו הדוכיפת מחורי הקינון שלהן, ולפעמים אוכלת ביצים וגוזלים של ציפורים אחרות.
2. לפי הגרף, באזור הסקר מספר הזוגות של הדוכיפת ירד מ־40 בשנת 2000 ל־18 בשנת 2020, בזמן שמספר המיינות עלה מ־2 ל־260 זוגות. הגרף לבדו אינו מוכיח שהמיינות גרמו לירידה (ראו שאלה 27ב), אבל יחד עם המידע על גירוש הדוכיפות מחורי הקינון הוא מחזק את החשש.
3. גם הדוכיפת אוכלת חגבים וזחלים. כלומר, ציפורים מקומיות כבר עושות את "העבודה" של אכילת החרקים – והמיינה מתחרה בהן על המזון הזה.
לכן הטענה חד־צדדית: היא מתייחסת רק לתועלת ומתעלמת מן הנזק למגוון המינים המקומיים. צריך לשקול גם את התועלת וגם את הנזק לפני שמחליטים שאין צורך לפעול.
4 נק' (חלוקה):
1 נק': ציון מה נכון בטענה – המיינות אכן אוכלות חרקים (חגבים, זחלים).
2 נק': שני מידעים מן היחידה שמראים נזק (1 נק' לכל אחד): גירוש ציפורים מקומיות מחורי קינון / אכילת ביצים וגוזלים / תחרות על מזון עם הדוכיפת לפי המארג / ירידה במספר הדוכיפות בגרף (עם נתונים; אין להוריד ניקוד אם התלמיד לא ציין שהגרף לבדו אינו מוכיח סיבתיות).
1 נק': מסקנה מנומקת – הטענה חד־צדדית, יש לשקול גם את הנזק לציפורים המקומיות ולמגוון המינים.
0 נק' לכל רכיב שחסר או שגוי. תשובה שמסכימה עם הטענה בלי הסתייגות – 0 נק'.
◂ טבלת תשובות
| שאלה | תשובה |
|---|---|
| 1 | א – פיזיקלי; ב – כימי; ג – פיזיקלי; ד – כימי. |
| 2 | תשובה 1 |
| 3 | תשובה 3 |
| 4 | תשובה 2 |
| 5 | א. כדי שהגורם היחיד שמשתנה בין הכלים יהיה הטמפרטורה, וכך ההבדלים בנפח הגז ייגרמו רק בגללה. ב. כלי 7 הוא כלי בקרה: הוא מראה שהגז נוצר בגלל השמרים ולא מן התמיסה עצמה או מן החימום. |
| 6 | תשובה 4 |
| 7 | לא מסכימים: ב־60°C לא נאסף גז כלל (0 מ"ל), ואילו ב־40°C נאספו 28 מ"ל. השמרים הם יצורים חיים, ובטמפרטורה גבוהה מדי החלבונים (האנזימים) בתאים שלהם נפגעים והם מתים, ולכן אינם מייצרים גז. |
| 8 | א: תשובה 1 ב: המסה קטנה כי הפחמן הדו־חמצני שנוצר יצא מן הכלי הפתוח אל האוויר. זה לא סותר את חוק שימור המסה: האטומים לא נעלמו, רק חלק מן החומרים שנוצרו (הגז) עזב את הכלי ולא נשקל. |
| 9 | למשל: לבדוק גם טמפרטורות בין 30°C ל־50°C (35°C, 45°C …), כי ייתכן שהפעילות הגבוהה ביותר היא בטמפרטורה שלא נבדקה; או לחזור על הניסוי כמה פעמים בכל טמפרטורה ולחשב ממוצע. |
| 10 | תשובה 3 |
| 11 | חוסר ברזל ← פחות המוגלובין ← הדם מוביל פחות חמצן לתאי השריר ← פחות נשימה תאית ← פחות אנרגייה לשרירים ← עייפות מהירה. |
| 12 | א: 94 פעימות לדקה ב: תשובה 4 |
| 13 | בריצה תאי השריר צריכים יותר אנרגייה, שמשתחררת בנשימה תאית ודורשת חמצן וגלוקוז. הלב פועם מהר יותר כדי להזרים יותר דם לשרירים: הדם מביא יותר חמצן וגלוקוז ומרחיק יותר פחמן דו־חמצני. |
| 14 | לא. נבדקו רק שני אנשים, ויש ביניהם הבדלים נוספים מלבד האימון. כדי לבדוק צריך משתתפים רבים – למשל למדוד את הדופק במנוחה של קבוצה גדולה לפני תוכנית אימונים ואחריה, ולהשוות לקבוצה שלא התאמנה. |
| 15 | תשובה 2 |
| 16 | תשובה 1 |
| 17 | א – קרינה; ב – הולכה; ג – הסעה; ד – הולכה. |
| 18 | כשמחממים מים, החלקיקים נעים מהר יותר והמרחקים ביניהם גדלים. לכן אותה מסה של מים תופסת נפח גדול יותר – הצפיפות של המים החמים קטנה. מים בעלי צפיפות קטנה עולים מעל מים בעלי צפיפות גדולה, והמים הקרים (הצפופים יותר) שוקעים. |
| 19 | תשובה 4 |
| 20 | א: תשובה 2 ב: בשחור: אחרי 45 דקות המים בדגם 1 (לוח שחור) הגיעו ל־46°C, ובדגם 3 (לוח לבן) רק ל־30°C. משטח שחור קולט את רוב קרינת השמש והופך אותה לאנרגיית חום; משטח לבן מחזיר את רוב הקרינה. |
| 21 | א: 40% ב: תשובה 3 |
| 22 | דגם ב: נצילות בחורף 55% לעומת 30% (דרישה 1); חשמל 400 ש"ח בשנה לעומת 900 (דרישה 2); 280 ק"ג – פחות מ־300 (דרישה 3). חיסרון: יקר יותר ב־2,500 ש"ח, אבל החיסכון של 500 ש"ח בשנה מחזיר את ההפרש בתוך 5 שנים, ואורך החיים 15 שנים. |
| 23 | למשל: לעטוף את הצינורות ואת המכל בבידוד נוסף, כדי להקטין את מעבר החום בהולכה אל האוויר הקר; או להגדיל את זווית הקולט בחורף, כך שיפנה ישר יותר אל השמש הנמוכה ויקלוט יותר קרינה. |
| 24 | תשובה 4 |
| 25 | לפי המארג, גם המיינה וגם הדוכיפת אוכלות חגבים וזחלים – הן מתחרות על מזון. כשיש יותר מיינות, הן אוכלות יותר חרקים, ונשאר פחות מזון לדוכיפות; פחות דוכיפות שורדות ומגדלות גוזלים, ומספרן יורד. |
| 26 | תשובה 1 |
| 27 | א: תשובה 3 ב: (1) למשל: בנייה באזור שבה נכרתו עצים ישנים עם חורי קינון, או ריסוס חומרי הדברה שהקטין את כמות החרקים. (2) להשוות לאורך אותן שנים את מספר הדוכיפות באזורים דומים עם מיינות ובלי מיינות. |
| 28 | תשובה 2 |
| 29 | נכון שהמיינות אוכלות חרקים. אבל: הן מגרשות ציפורים מקומיות מחורי קינון ואוכלות ביצים וגוזלים; הן מתחרות על מזון עם הדוכיפת, שגם היא אוכלת חרקים; ובאזור הסקר הדוכיפות ירדו מ־40 ל־18 זוגות. לכן הטענה חד־צדדית. |