نمونه سوال فصل ۴ علوم هفتم با جواب

با استفاده از رابطهٔ $m=\rho V$، جرم نمونهٔ چوب برابر $0.7\times100=70\,\mathrm{g}$، جرم آب برابر $1\times200=200\,\mathrm{g}$ و جرم هوا برابر $0.001\times300=0.3\,\mathrm{g}$ است. بنابراین جرم کل نمونه‌ها برابر است با $m_{\text{کل}}=70+200+0.3=270.3\,\mathrm{g}$. جرم ظرف‌ها در این محاسبه وارد نمی‌شود (صفحهٔ ۲۹ و ۳۰). پاسخ: گزینهٔ ۳

نمک خوراکی را می‌توان از آب دریا جدا کرد؛ اما برای تهیهٔ سیمان باید در سنگ آهک تغییر ایجاد کرد. شیشه از ماسه، آهن و آلومینیم از سنگ معدن و پلاستیک از نفت خام تولید می‌شوند؛ بنابراین هیچ‌یک از این چهار ماده در گروه مواد قابل جداسازی مستقیمِ معرفی‌شده در متن قرار نمی‌گیرند (صفحهٔ ۲۵ و ۲۶). پاسخ: گزینهٔ ۱

استحکام با میزان مقاومت در برابر گسیختن بر اثر کشش ارتباط دارد. چون نیروی لازم برای گسیختن ب از دو نمونهٔ دیگر بیشتر است، ب در این آزمایش بیشترین استحکام را دارد (صفحهٔ ۲۹ و ۳۰). ایجاد خراش روی ب به کمک الف فقط نشان می‌دهد الف از ب سخت‌تر است. بازگشت پ به شکل نخست نیز شاهد انعطاف‌پذیری آن است، نه سختی بیشتر آن. هیچ داده‌ای دربارهٔ خراش‌دادن پ یا خراش‌پذیری آن نداریم؛ بنابراین مقایسهٔ سختی پ با دو نمونهٔ دیگر ممکن نیست (صفحهٔ ۲۷ و ۲۸). همچنین داده‌ای از جرم و حجم نمونه‌ها ارائه نشده است تا بتوان چگالی آن‌ها را مقایسه کرد. پاسخ: گزینهٔ ۴

جرم خاک رس برابر با جرم کل منهای جرم کربن است. بنابراین برای الف داریم: $30-24=6\,\mathrm{g}$؛ برای ب: $30-18=12\,\mathrm{g}$؛ و برای پ: $30-21=9\,\mathrm{g}$. چون جرم کل مخلوط‌ها یکسان است، سهم خاک رس در ب بیشتر از پ و در پ بیشتر از الف است. طبق کتاب، افزایش سهم خاک رس باعث افزایش سختی مغز مداد می‌شود؛ پس ترتیب از سخت‌تر به نرم‌تر، ب، پ، الف است. (صفحهٔ ۳۳–۳۴) پاسخ: گزینهٔ ۴

ایجاد خراش روی ب به کمک الف نشان می‌دهد که الف سخت‌تر است؛ این مشاهده به‌تنهایی اطلاعاتی دربارهٔ نیروی لازم برای گسیختن آن‌ها نمی‌دهد. نوار پ پس از برداشتن نیرو به حالت آغازین بازمی‌گردد و بنابراین رفتار آن با تعریف انعطاف‌پذیری سازگار است. باقی‌ماندن تغییر شکل در نوار ت برای نسبت‌دادن انعطاف‌پذیری، مطابق تعریف کتاب، کافی نیست. همچنین این آزمایش چکش‌خواری را بررسی نمی‌کند. (صفحهٔ ۲۷–۳۰) پاسخ: گزینهٔ ۲

آلومینیم به دلیل چگالی کمتر و امکان ساخت اجسام محکم و سبک، برای هدف نخست مناسب است. در انتخاب مواد، علاوه بر ویژگی‌های فیزیکی، قیمت و فراوانی نیز اهمیت دارند و ارزان‌تر بودن آهن از دلایل کاربرد گستردهٔ آن است. همچنین آلیاژسازی می‌تواند سختی آهن را افزایش دهد؛ برای نمونه، فولاد زنگ‌نزن و چدن از آهن سخت‌ترند. وجود کربن در چدن نیز نشان می‌دهد که افزودنیِ آلیاژ الزاماً فلز نیست. بنابراین فقط گزارش نخست در همهٔ بخش‌ها با متن سازگار است. (صفحهٔ ۳۱–۳۴) پاسخ: گزینهٔ ۱

در روش بیان‌شده در کتاب، برای تهیهٔ آلیاژ، فلزها را ذوب و با هم مخلوط می‌کنند تا اتم‌های اجزا لابه‌لای یکدیگر پخش شوند؛ بنابراین، صرفاً کنار هم گذاشتن تکه‌های فلزی کافی نیست. همچنین، گاهی نافلزهایی مانند کربن نیز در ساخت آلیاژ به کار می‌روند. خواص محصول الزاماً با خواص مادهٔ اولیه یکسان نیست؛ برای نمونه، فولاد زنگ‌نزن و چدن از آهن سخت‌ترند. پس تنها توضیح گزینهٔ سوم درست است. (صفحه‌های ۳۳ و ۳۴)
پاسخ: گزینهٔ 3

بازگشت خودبه‌خودی قاب به شکل پیشین پس از برداشتن فشار، همان رفتاری است که کتاب برای نمونه‌ای از مواد هوشمند توصیف می‌کند. (صفحه‌های ۳۴ و ۳۵) اما سختی به توانایی ایجاد خراش یا بریدن مادهٔ دیگر مربوط است و با مشاهدهٔ بازگشت شکل تعیین نمی‌شود. (صفحه‌های ۲۷ و ۲۸) استحکام نیز مقاومت در برابر گسیختن بر اثر کشیدن است؛ در آزمایش بیان‌شده، نیروی لازم برای گسیختن اندازه‌گیری نشده است. (صفحهٔ ۲۹) همچنین صرف تغییر شکل، فلزی بودن قاب را ثابت نمی‌کند. بنابراین فقط نتیجه‌ای درست است که رفتار مشاهده‌شده را تأیید کند و از نتیجه‌گیری دربارهٔ ویژگی‌های آزمایش‌نشده بپرهیزد.
پاسخ: گزینهٔ 4

برای تعیین تک‌ماده‌ای یا چندماده‌ای بودن یک جسم، ظاهر آن کافی نیست. در مثال‌های کتاب، سیم مسی از مس ساخته شده است، اما در تهیهٔ کاغذ موادی مانند چوب، گچ و نشاسته به کار می‌روند؛ بنابراین دو جسم با ظاهر یکدست می‌توانند از نظر تعداد مواد سازنده متفاوت باشند. همچنین بی‌رنگ بودن اکسیژن و نیتروژن به معنای ماده نبودن آن‌ها نیست (صفحه‌های ۲۶ و ۲۷). پاسخ: گزینهٔ ۲

استحکام به مقاومت ماده در برابر گسیختگی بر اثر کشیدن مربوط است؛ بنابراین آزمایش توصیف‌شده، استحکام دو رشته را مقایسه می‌کند (صفحهٔ ۲۹). بیشتر بودن استحکام فلزها یک حکم همیشگی نیست؛ کتاب به پلاستیک‌های به‌کاررفته در جلیقه‌های ضدگلوله اشاره می‌کند که استحکامشان از فولاد بیشتر است (صفحهٔ ۳۱). از سوی دیگر، سختی با توانایی ایجاد خراش یا بریدن مادهٔ دیگر بررسی می‌شود؛ پس نتیجهٔ آزمایش کشش برای داوری دربارهٔ سختی کافی نیست (صفحه‌های ۲۷ و ۲۸). رسانایی الکتریکی نیز نیازمند آزمون جداگانه است. پاسخ: گزینهٔ ۴

چگالی از تقسیم جرم بر حجم به دست می‌آید (صفحه‌های ۲۹ و ۳۰). بنابراین چگالی فولاد برابر است با $\rho_{\text{فولاد}}=\dfrac{78}{10}=7.8\,\mathrm{g/cm^3}$ و چگالی آلومینیم برابر است با $\rho_{\text{آلومینیم}}=\dfrac{54}{20}=2.7\,\mathrm{g/cm^3}$. این نتیجه با کمتر بودن چگالی آلومینیم نسبت به فولاد نیز سازگار است (صفحهٔ ۳۱). حجم قطعهٔ فولادی برابر است با $V_{\text{فولاد}}=\dfrac{156}{7.8}=20\,\mathrm{cm^3}$ و حجم قطعهٔ آلومینیمی برابر است با $V_{\text{آلومینیم}}=\dfrac{108}{2.7}=40\,\mathrm{cm^3}$. در نتیجه، نسبت خواسته‌شده برابر است با $\dfrac{V_{\text{آلومینیم}}}{V_{\text{فولاد}}}=\dfrac{40}{20}=2$. پاسخ: گزینهٔ ۱