الدورة العادية NS 03 الفيزياء والكيمياء شعبة العلوم الرياضية )أ( و)ب( دراسة محلول األمونياك و الهيدروكسيالمين 5

Transcript

1 4 المركز الوطني للتقويم واالمتحانات والتوجيه المادة الفيزياء والكيمياء االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا مدة اإلنجاز 8 الدورة العادية 4 NS 3 wwwtawjihproco 7 الشعبة أو المسلك شعبة العلوم الرياضية )أ( و)ب( المعامل استعمال اآللة الحاسبة القابلة للبرمجة أو الحاسوب غير مسموح به يتكون من تمرين في الكيمياء وثالث تمارين في الفيزياء الكيمياء (7 نقط ) النقطة الجزء األول دراسة محلول األمونياك و الهيدروكسيالمين 5 الجزء الثاني تحضير فلز بواسطة التحليل الكهربائي الفيزياء ( 3 نقطة ) تمرين 3 الفيزياء النووية في المجال الطبي,5 دراسة شحن و تفريغ مكثف 5,5 تمرين تمرين الجزء األول دراسة حركة متزلج 3 الجزء الثاني الدراسة الطاقية لنواس وازن,5

2 8 8 NS االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا - الدورة العادية - 4 الكيمياء ( 7 نقط ) الجزء االول: ( 5 نقط ) : دراسة محلول األمونياك والهيدروكسيالمين األمونياك NH 3 غاز قابل للذوبان في الماء ويعطي محلوال قاعديا تكون محاليل األمونياك التجارية مركزة و غالبا ما تستعمل في مواد التنظيف بعد تخفيفها يهدف هذا التمرين إلى دراسة بعض خاصيات األمونياك والهيدروكسيالمين NHOH المذابين في الماء وتحديد تركيز األمونياك في منتوج تجاري بواسطة محلول حمض الكلوريدريك ذي تركيز معروف معطيات : جميع القياسات تمت عند درجة الحرارة 5 C الكتلة الحجمية للماء: 3- gc,= K e 4 M(HCl)= 36,5gol - الكتلة المولية لكلورور الهيدروجين : الجداء األيوني للماء : ثابتة الحمضية للمزدوجة ثابتة الحمضية للمزدوجة تركيزه C وكثافته و( M ( HC K K : : NH OH NH 3 / NH 4 3 / NH OH 3- تحضير محلول حمض الكلوريدريك C وذلك بتخفيف محلول تجاري لهذا الحمض,5 ol نحضر محلوال S لحمض الكلوريدريك تركيزه L بالنسبة للماء هي d,5 النسبة الكتلية للحمض في هذا المحلول التجاري هي : 37%=P 33- أوجد تعبير كمية مادة الحمض ) HC )n في حجم V من المحلول التجاري بداللة P و d و و V تحقق أن S C,6 ol L 3- احسب حجم المحلول التجاري الذي يجب أخذه لتحضير L من المحلول - دراسة بعض خاصيات قاعدة مذابة في الماء - 3 نعتبر محلوال مائيا لقاعدة B تركيزه C نرمز لثابتة الحمضية للمزدوجة Ke ( ) K بين أن لتفاعلها مع الماء ب C ph لمحلول - نقيس BH / B ب K S NH 3 لألمونياك و ph S لمحلول لهيدروكسيالمين NHOH ph و 9, ph,6 NH و NH 3 تباعا لتفاعل OH pk و pk فنجد C, ol L و احسب نسبتي التقدم النهائي - احسب قيمة كل من الثابتتين مع الماء و لنسبة التقدم النهائي لهما نفس التركيز - المعايرة حمض- قاعدة لمحلول مخفف لألمونياك مركز لألمونياك نستعمل المعايرة حمض- قاعدة نحضر عن طريق التخفيف محلوال S ph لتحديد التركيز تركيزه C B CB لمحلول تجاري مترية لحجم V L من المحلول S بواسطة محلول S لحمض الكلوريدريك C ننجز المعايرة ال تركيزه C,5 ol L ( HO Cl ) 3 aq aq

3 8 3 8 NS االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا - الدورة العادية - 4 ph ph نقيس الخليط بعد كل إضافة تمكن النتائج المحصلة من خط منحنى المعايرة ph f ( V )شكل (عند إضافة الحجم ) 9 V E S من المحلول نحصل على التكافؤ 3- اكتب معادلة التفاعل الحاصل أثناء المعايرة - باستعمال قيمة ph بالنسبة للحجم المضاف, V 5L من محلول حمض الكلوريدريك احسب نسبة التقدم النهائي للتفاعل الحاصل أثناء المعايرة ماذا تستنتج - حدد الحجم V E الالزم للتكافؤ و استنتج ' C و C B 3- من بين الكواشف الملونة المشار إليها في الجدول أسفله اختر الكاشف الملون المالئم إلنجاز هذه المعايرة,5 3 الكاشف الملون منطقة االنعطاف شكل فينول افتاليين - 8, V (L) أحمر الكلوروفينول - 6,8 5, هيليانتين - 4,4 3, من اإلنتاج العالمي 5% الجزء الثاني: ( نقط ) تحضير فلز بالتحليل الكهربائي يتم تحضير بعض الفلزات بواسطة التحليل الكهربائي لمحاليل مائية تحتوي على كاثيونات هذه الفلزات فمثال للزنك يتم الحصول عليه بواسطة التحليل الكهربائي لمحلول كبريتات الزنك المحمض بحمض الكبريتيك يالحظ خالل هذا التحليل الكهربائي توضع فلز على أحد اإللكترودين وانتشار غاز على مستوى اإللكترود اآلخر معطيات : الحجم المولي للغازات في ظروف التجربة : V 4 L ol M( Zn) 65,4 g ol F 965 C ol O H O ( g) ( l) Zn ) ( s) ( aq Zn المزدوجات مختزل/مؤكسد : H H ( aq ) ( g ) ال تساهم أيونات الكبريتات في التفاعالت الكيميائية 3- دراسة التحول الكيميائي 33- اكتب معادالت التفاعالت الممكن أن تحدث عند األنود وعند الكاثود 3- تكتب المعادلة الحصيلة لتفاعل التحليل الكهربائي الذي يحدث كاآلتي : Zn H O Zn O H ( aq) ( l) ( s) ( g) ( aq),5 x أوجد العالقة بين كمية الكهرباء Q الممررة في الدارة و التقدم لتفاعل التحليل الكهربائي

4 8 4 8 NS االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا - الدورة العادية - 4 I 8k بعد استغالل التحول الكيميائي يتم إنجاز التحليل الكهربائي لمحلول كبريتات الزنك في خلية تحت التوتر الكهربائي 3,5V بتيار كهربائي شدته ثابتة من االشتغال نحصل في الخلية على توضع للزنك كتلته 48h -3 احسب الكتلة - عند اإللكترود اآلخر نحصل على حجم V لثنائي األوكسيجين علما أن مردود التفاعل الذي ينتج تنائي األوكسيجين هو V احسب الحجم r 8% - الفيزياء ( 3 نقطة ) 3 P 5 تمرين ) 3 5, نقطة) : الفيزياء النووية في المجال الطبي يمكن الحقن الوريدي لمحلول يحتوي على الفوسفور 3 المشع في بعض الحاالت من معالجة التكاثر غير الطبيعي للكويرات الحمراء على مستوى خاليا النخاع العظمي معطيات: الكتل بالوحدة الذرية : u t : 4,3 jours 3 Z 3,98 4 5,485 5P 3,984 u Y u u 93,5 Mev / c² - 3 Mev,6 J - عمر النصف لنويدة الفوسفور u - - jour 864s النشاط اإلشعاعي لنويدة الفوسفور P نويدة الفوسفور 3 P 5 إشعاعية النشاط Y Z يتولد عن تفتتها النويدة 3 اكتب معادلة تفتت نويدة الفوسفور P محددا و Z 5 احسب بالوحدة Mev القيمة المطلقة للطاقة المحررة عند تفتت نويدة 3 P ,5 t 3 5 الحقن الوريدي بالفوسفور P 3 P 5 عند لحظة t=s نشاطها اإلشعاعي يتم تحضيرعينة من الفوسفور 3 عرف النشاط اإلشعاعي Bq 33 عند لحظة أ- ب- t يحقن مريض بكمية من محلول الفوسفور 3 P 5 احسب باليوم المدة الزمنية t الالزمة ليصبح النشاط اإلشعاعي نرمز ب نشاطه اإلشعاعي 9 a,5 Bq للفوسفور a 3 هو % P 5 a من لعدد نويدات N الفوسفور حيث النشاط اإلشعاعي للعينة هو a 3 المتبقية عند اللحظة t P 5 N و ب أوجد تعبير عدد النويدات المتفتتة خالل المدة t ج-استنتج بالجول و a بداللة t القيمة المطلقة للطاقة المحررة خالل المدة t لعدد نويداته المتبقية عند اللحظة,5,5

5 8 5 8 NS االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا - الدورة العادية - 4 تمرين ) 5, 5 نقطة) : دراسة شحن و تفريغ مكثف يهدف هذا التمرين إلى تتبع تطور شدة التيار الكهربائي خالل شحن مكثف وخالل تفريغه عبر وشيعة لدراسة شحن وتفريغ مكثف سعته C ننجز التركيب الممثل في الشكل K 3- دراسة شحن المكثف المكثف غير مشحون بدئيا عند لحظة نعتبرها أصال للتواريخ t=s نؤرجح قاطع التيارK إلى الموضع فيشحن المكثف عبر موصل أومي مقاومته R=Ω بواسطة مولد كهربائي مؤمثل قوته الكهرمحركة E=6V 33- أثبت المعادلة التفاضلية التي تحققها شدة التيار i في الدارة مع احترام التوجيه المبين في الشكل t 3- يكتب حل المعادلة التفاضلية على الشكل التالي: i e أوجد تعبير كل من و بداللة بارامترات الدارة 3- استنتج التعبير الحرفي للتوتر u c بداللة الزمن t i 33- يمكن نظام معلوماتي من خط المنحنى الممثل لتغيرات I بداللة الزمن t )شكل 3( حيث I شدة التيار عند اللحظة حدد ثابثة الزمن واستنتج قيمة C سعة المكثف t -35 لتكن E e بين أن E e الطاقة الكهربائية المخزونة في المكثف عند نهاية الشحن و() الطاقة المخزونة في المكثف عند اللحظة t Ee ( ) e E e e احسب قيمة هذه النسبة ( e أساس اللوغاريتم النيبيري ( : دراسة تفريغ المكثف في وشيعة عند لحظة نعتبرها أصال جديدا للتواريخ نؤرجح قاطع التيار إلى الموضع 3 من أجل تفريغ المكثف في وشيعة معامل تحريضها r ومقاومتها L=,H 3- نعتبر أن مقاومة الوشيعة مهملة ونحتفظ بنفس توجيه الدارة السابق أثبت المعادلة التفاضلية التي تحققها شدة التيار أ- يكتب حل المعادلة التفاضلية على الشكل التالي: ب- E و I R i t حدد قيمة كل من I cos N t o - باستعمال النظام المعلوماتي السابق نعاين تطور شدة التيار التذبذبي الممثل في الشكل في الدارة بداللة الزمن t فنحصل على الرسم i C u c شكل i I L,r شكل,,5,,,3,4 i(t) () t(s), t(s) الشكل

6 8 6 8 NS االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا - الدورة العادية - 4 نرمز لطاقة المتذبذب عند اللحظة t و لشبه دور التذبذبات ب T E ب 7 t T 4 احسب الطاقة E للمتذبذب عند اللحظة و استنتج التغير أعط تفسيرا لهذا التغير E E E n أ- - نقبل أن الطاقة الكلية للمتذبذب تتناقص بنسبة 7,5% p عند تمام كل شبه دور بين أن تعبير الطاقة الكلية للمتذبذب يمكن أن يكتب عند اللحظة t nt مع E ( n عدد صحيح على الشكل E p )n E احسب ب- n عندما تتناقص الطاقة الكلية للمتذبذب ب 96% من قيمتها البدئية 5,5 تمرين ( نقطة ) الجزءان األول و الثاني مستقالن : دراسة حركة متزلج الجزء األول( 3 نقط): y BC أرا د متزلج أن يتمرن بواسطة مزلجات في المنطقة المنمذجة في الشكل وقبل أن يقوم بمحاولة أولى أنجز دراسة للقوى التي تطبق عليه خالل االنزالق على المسار O j i y ) α B x ( α D معطيات : مستوى أفقي مستوى أفقي C بركة مائية C D x شكل - شدة الثقالة - s g=9,8 B بالنسبة للمستوى األفقي المار من النقطة مستوى مائل بزاوية =α B - - عرض البركة المائية C D = L=5 - نماثل المتزلج ولوازمه بجسم صلب (S) كتلته =8kg ومركز قصوره G نعتبر في الجزء B أن االحتكاكات غير مهملة وننمذجها بقوة ثابتة -3 دراسة القوى المطبقة على المتزلج بين وB ينطلق المتزلج من النقطة ذات األفصول x' أصال للتواريخ t=s )الشكل ( وينزلق وفق المستوى المائل بسرعة في المعلم الممنظم المتعامد i,,o بدون سرعة بدئية عند لحظة نعتبرها j B v B,s حسب الخط األكبر ميال بتسارع ثابت a حيث يمر من النقطة B 33- بتطبيق القانون الثاني لنيوتن أوجد بداللة a و g و α تعبير معامل االحتكاك tan مع زاوية االحتكاك المعرفة بالزاوية المحصورة بين المنظمي على المسار واتجاه متجهة القوة المقرونة بتأثير السطح على المتزلج 3- عند اللحظة t B s= يمر المتزلج من النقطة B احسب قيمة التسارع a واستنتج قيمة معامل االحتكاك tan R g cos tan بين أن شدة القوة المطبقة من طرف السطح B على المتزلج تكتب على الشكل : -3 احسب قيمة R

7 8 7 8 NS االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا - الدورة العادية مرحلة القفز عند لحظة t=s نعتبرها أصال جديدا للتواريخ يغادر المتزلج عند النقطة C الجزء BC بسرعة المستوى األفقي خالل القفز تكون المعادلتان الزمنيتان لحركة (S) في المعلم v c تكون متجهتها الزاوية =α مع j) ( D, i, هما : x t v ccos t 5 g y t t v csin t -3 حدد في حالة vc 6,7s إحداثيتي قمة مسار (S) بداللة g و الشرط الذي يجب أن تحققه السرعة v c لكي ال يسقط المتزلج في البركة المائية واستنتج القيمة الدنوية لهذه السرعة - حدد : الدراسة الطاقية لنواس وازن الجزء الثاني ),5 نقطة) تهدف هذه الدراسة إلى تحديد موضع مركز القصور G وعزم القصور يتكون نواس وازن مركز قصوره G من ساق B كتلتها J Δ لمجموعة متذبذبة النواس الوازن قابل للدوران حول محور ثابت أفقي )Δ( يمر من الطرف ( الشكل ) المسافة الفاصلة بين مركز القصورG ومحور الدوران هي نزيح النواس عن موضع توازنه المستقر بزاوية و ذلك باعتماد دراسة طاقية = 3g كتلته (C) جسم B ثبت في طرفها =g G = d نعتبرها أصال للتواريخ t=s فينجز حركة تذبذبية حول موضع توازنه نعتبر جميع االحتكاكات مهملة ونختار المستوى األفقي المار من النقطة عند التوازن المستقر مرجعا لطاقة الوضع الثقالية ثم نحرره بدون سرعة بدئية عند لحظة موضع G G ( E ) pp نمعلم في كل لحظة موضع النواس الوازن بأفصوله الزاوي الذي تكونه الساق مع الخط الرأسي المار من النقطة ونرمز لسرعته الزاوية ب يمثل الشكل منحنى تطور الطاقة الحركية Ec للنواس بداللة d dt t عند لحظة مربع األفصول الزاوي G (Δ) G B C شكل sin( ) cos نأخذ في حالة التذبذبات الصغيرة و مع بالراديان rad شدة مجال الثقالة - s g = 9,8

8 8 8 8 NS االمتحان الوطني الموحد للبكالوريا - الدورة العادية Ec J شكل 3 θ rad E ( )gd تحديد موضع مركز القصور G للمجموعة E الطاقة الميكانيكية للنواس الوازن في حالة التذبذبات الصغيرة بين أن لتكن - 3 اعتمادا على مبيان الشكل استنتج قيمة d تحديد عزم القصور J Δ و d J Δ ليكون حل المعادلة التفاضلية هو : - أوجد بتطبيق العالقة األساسية للتحريك المعادلة التفاضلية لحركة النواس - أوجد تعبير التردد الخاص لهذا النواس بداللة و و g و 3 t θ cos( N t ) J Δ N - علما أن قيمة التردد الخاص هي Hz احسب,5