3as.ency-education.com

Transcript

1 الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية مديرية التربية لوالية معسكر وزارة التربية الوطنية دورة : ماي 2018 امتحان بكالوريا تجريبي ثانوية الشيخ فرحاوي عبد القادر تغنيف - الشعبة : علوم تجريبية اختبار في مادة : العلوم الفيزيائية المدة 03 : سا و 30 د على المترشح أن يختار أحد الموضوعين اآلتيين : األول الموضوع الجزء األول 13(: نقطة) التمرين 07( : 01 نقاط) لتحديد الكتلة m لكرية S قامت مجموعتان من التالميذ بإنجاز التجربتين التاليتين : املجموعة ألاولى : دراسة السقوط الشاقولي للكرية في مائع نترك كرية S تسقط شاقوليا من النقطة O مبدأ املعلم ) (O, K واملوجه نحو ألاسفل عند اللحظة t=0 بدون سرعة ابتدائية في زيت محرك, حيث تخضع الكرة أثناء سقوطها الى قوة احتكاك من الشكل, f K.v يعطى K 6..r. : حيث : نصف قطر الكرة, r 2cm معامل لزوجة زيت املحركة, حجم الكرة, V=3.25 cm3 الكتلة الحجمية للزيت, ρ=0.92 g/cm3 g=10m/s2 بواسطة برمجية Avistep عالجنا شريط فيديو سقوط هذه الكرية في جهاز إلاعالم آلالي فتحصلنا على البيان التالي والذي يمثل تطورات سرعة الكرية v بداللة الزمن t -1 ماهو املرجع املناسب لدراسة حركة الكرية وماهي الفرضية التي تسمح لنا بتطبيق القانون الثاني لنيوتن -2 مثل القوى املؤثرة على الكرية خالل النظام الانتقالي ثم أكتب نص القانون الثاني لنيوتن. -3 بتطبيق القانون الثاني لنيوتن أكتب املعادلة التفاضلية للحركة على الشكل : تعيين عبارتيهما, وماهو املدلول الفيزيائي ل A علل -4 باالعتماد على البيان, أوجد : السرعة الحدية Vlim التسارع إلابتدائي a0 وقارنه مع شدة الجاذبية ألارضية g وماذا تستنتج بخصوص دافعة أرخميدس - أحسب قيمة m كتلة الكرية ثم استنتج الثابت K dv ) A B.v(t dt حيث A و B ثابتان يطلب

2 -5 إذا علمت أن : زيت ممتاز 0.8 زيت عادي زيت رديء حدد لزوجة الزيت ومانوعه املجموعة الثانية : دراسة جملة مهتزة نثبت الكرية السابقة بنابض حلقاته غير متالصقة وثابت مرونته, K=20N/m نزيح الكرية S عن وضع توازنها بمسافة Xm ونحررها بدون سرعة ابتدائية ونعتبر أن قوى الاحتكاك مهملة على املستوي ألافقي, يمثل البيان التالي(الشكل أسفله) تغيرات فاصلة مركز عطالة الكرية بداللة الزمن t -1 مثل في لحظة كيفية القوى املؤثرة على الكرية S -2 سم هذه الظاهرة امليكانيكية مع التعليل -3 أوجد املعادلة التفاضلية لحركة الكرية S -4 تكتب املعادلة الزمنية للحركة الاهتزازية على الشكل x(t ) X M cos(w.t ) : -6 انطالقا من املعادلة الزمنية واملعادلة التفاضلية للحركة استخرج عبارة النبض الذاتي w ثم استنتج عبارة الدور T -5 باالعتماد على البيان, أوجد : الدور الذاتي, T سعة الحركة, Xm النبض الذاتي, w التواتر, f الصفحة إلابتدائية التمرين 06( : 00 نقاط) ألاقمار التي تستعمل لتحديد املناطق الجغرافية تعتبر أجهزة للمالحظة وتدعى باألقمار الجيومستقرة ( مستقرة بالنسبة لألرض ), نفترض 3 مسارات ألقمار صناعية حركتها دائرية حول ألارض : أعد كتابة املعادلة الزمنية باملقادير املحسوبة سابقا ثم استنتج كتلة الكرية m قارن قيمة الكتلة m لهذه التجربة مع التجربة السابقة. يعطى 2 10 : -1 ما املقصود بالقمر الجيومستقر -2 بين أن أحد هذه املسارات يتعارض مع قوانين امليكانيك وماهو املسار املطابق للقمر الجيو مستقر علل

3 -3 يمكن وضع ألاقمار الصناعية على مدارات مختلفة وذلك حسب املهمة املطلوبة منها, وقع حادث أثناء وضع القمر الصناعي هيباركوس hipparcos في 80 أوت 1101 م فانحرف عن مساره املحدد وبقي في مدار وفق ارتفاعين h1=36000km و h2=500km من سطح ألارض ما طبيعة مسار القمر الصناعي hipparcos و ماذا يمثل موقع مركز عطالة ألارض بالنسبة لهذا املسار أرسم كيفيا مسار القمر الصناعي, hipparcos ثم استنادا على قانون كبلر الثاني حدد في أي نقطة تكون سرعة القمر أعظمية وفي أي نقطة تكون أصغرية أحسب طول نصف املحور الكبير لهذا املسار ( a البعد املتوسط بين مركزي عطالة القمر وألارض ) أذكر نص القانون الثالث لكبلر واكتب عبارته بداللة البعد املتوسط a والدور T أوجد كل من : دور القمر بالساعات h حسب القانون الثالث لكبلر تعطى, G=6, SI, RT=6370 km : قيمة السرعة في أدنى مدار و V قيمة السرعة في أقص ى مدار MT=6.1024Kg من مهام ألاقمار الصناعية دراسة عمر النيازك والصخور الفلكية بطرق مختلفة أبرزها طريقة التأريخ بالبوتاسيوم أرغون, إذن يهدف هذا التمرين الى دراسة نواة البوتاسيوم 48 والى تحديد العمر التقريبي لصخرة بركانية. املعطيات m(1940k ) u : كتلة نواة البوتاسيوم ; m(1840ar ) u كتلة نواة ألارغون 0 40 كتلة البوزيترون K ) 1,3.109 ans, m(1 e) u 1u 931.5MeV / c 2, t1/ 2 (19 تتفكك نواة البوتاسيوم 1940K تلقائيا الى نواة ألارغون Ar - t1/ 2 أثبت أن عمر الصخرة يكتب من الشكل. ln(1 Ar ) : ln 2 mk الجزء الثاني 07( : نقاط) -4 أكتب معادلة تفكك نواة البوتاسيوم 48 مبينا نمط التفكك وتفسير انبعاثه. أذكر خصائص النشاط إلاشعاعي. أحسب ب MeV الطاقة املحررة من تفكك نواة من البوتاسيوم من خالل تحليل علماء الفلك والجيولوجيا لصخرة وجدوا أنها تحتوي عند اللحظة t على كتلة mk 1.6mg من البوتاسيوم 48 و على كتلة mar 0.025mg من ألارغون 48 باعتبار أن الصخرة تكونت عند اللحظة t=0 وكتلتها m0 وأن الارغون 48 نتج فقط من تفكك البوتاسيوم 48, t ثم احسب قيمته بالسنة. التمرين التجريبي ( 07 نقاط) : أسيتات إلايثيل هو مركب عضوي له الصيغة CH -COO-C H ويكون على شكل سائل عديم اللون له رائحة مميزة تذكرنا برائحة اللواصق, ينتج من تفاعل n0=0,2mol من حمض إلايثانويك CH3COOH و n0=0,2mol من إلايثانول C2H5-OH وفق املعادلة الكيميائية التالية : ) CH 3COOH C2 H 5 OH CH 3 COO C2 H 5 H 2O...(1 املركز و نضع هذا املزيج في أرلينة ماير ونضيف اليه قطرات من حمض الكبريت نسد ألارلينة متصلة بسدادة بمبرد ثم نضعها في حمام مائي, بعد مدة زمنية من التسخين املرتد نقوم بسكب محتوى ألارلينة في بيشر به ماء مالح فينتج لنا مادة عضوية (الشكل املقابل).

4 أعط الصيغة املفصلة للمركب العضوي الناتج, ما وظيفته و اذكر تسميته النظامية 1- إذا كان هذا التفاعل ال حراري إذن ماهو دور التسخين املرتد 2- ملاذا أضفنا قطرات من حمض الكبريت املر كز ولم نضف كمية كافية منه وهل يؤثران هذان العامالن السابقان على مردود 3- التفاعل علما أن ثابت التوازن للتفاعل السابق هو 4=K 4- مث ل جدوال لتقدم التفاعل. - X éq -II - أحسب مردود التفاعل مع تبيان صنف الكحول مب ينا ذلك في الصيغة املفصلة للكحول املستعمل. - جد التركيب املولي للمزيج عند بلوغ حالة التوازن. عند بلوغ حالة التوازن نعاير كمية مادة الحمض املتبقي من التفاعل بواسطة محلول هيدروكسيد الصوديوم. V be =20ml فنالحظ أن اللون يتغير عند إضافة حجما قدره C b =1mol/l تركيزه املولي ( Na )' aq) OH ( aq) ) C b 1- أكتب معادلة تفاعل امل عايرة ومث ل جدول تقدم تفاعل املعايرة مع رسم البروتوكول التجريبي لهذا التفاعل. 2- أكتب عبارة التقدم عند التوازن بداللة والحجم ثم احسب قيمته. V be -III يعطى : من احدى تطبيقات أسيتات إلايثيل هو تفاعل التصبن الناتج بين الاستر السابق CH 3 -COO-C 2 H 5 و محلول الصودا (Na + aq + OH - 1 = mol, عند اللحظة t=0 نمزج n من هيدروكسيد الصوديوم مع كمية وافرة من الاستر aq ) السابق وفق املعادلة الكيميائية التالية : CH3 COO C2H5 OH C2H5 OH CH3COO...(2) 1- بي ن أنه يمكننا متابعة هذا التحول عن طريق قياس ناقلية 2- في اللحظة 0=t باستعمال جهاز قياس الناقلية وجدنا ان : G 0 =2.5mS - مث ل جدول لتقدم التفاعل ثم بي ن أن النسبة حيث K ثابت خلية القياس وV هو حجم الوسط التفاعلي. K V نرمز ب G(t) الناقلية في اللحظة, t تأكد أن عبارة التقدم x(t) تعطى بالعالقة التالية : x( t) 1, ,63. G( t) - أحسب قيمة الناقلية G f في نهاية التفاعل وبي ن كيف تتغير قيمتها في املزيج التفاعلي بداللة الزمن λ(na + )= S.m 2 /mol, λ(oh - )= S.m 2 /mol, λ(ch 3 COO - )=4, S.m 2 /mol ency-education.com/exams 3as.ency-education.com

5 الموضوع الثاني : الجزء األول 11( : نقطة) التمرين 06( : 01 نقاط) في مجال الاتصاالت توجد أجهزة تعمل على توزيع الطاقة الكهربائية وتستعمل عادة في التحكم عن بعد لدارات مستهلكي الطاقة, فهذا الجهاز يحتوي على (الشكل : )-1- - مولد قوته املحركة الكهربائية E= 8V ناقل أومي مقاومته R=100Ω مكثفة غير مشحونة سعتها C وشيعة صافية ذاتيتها L ومقاومتها الداخلية مهملة. بادلة K نريد معرفة سعة املكثفة C وعليه عند اللحظة t=0 نضع البادلة في الوضع : 11 ما الظاهرة التي تحدث أوجد املعادلة التفاضلية التي يحققها التوتر بين طرفي املكثفة ) Uc(t إن حل املعادلة التفاضلية من الشكل : ), U C (t ) A(1 e t / أوجد عبارة A و τ بداللة مميزات الدارة. يمثل املنحنى التالي تغيرات التوتر Uc بداللة الزمن t بالنسبة لسعتين مختلفتين C و C1 حيث C1 C أرفق كل منحنى بالسعة املوافقة له مع التبرير. عين قيمة ثابت الزمن τ املوافق للسعة C وبين أنه متجانس مع الزمن. استنتج سعة املكثفة C وبين كيف تؤثر سعة املكثفة على مدة الشحن -4 - أحسب قيمة الطاقة الكهربائية EC املخزنة في املكثفة C في النظام الدائم, وعلى أي شكل تظهر هذه الطاقة. عند نهاية شحن املكثفة وعند اللحظة t=0 نضع البادلة في الوضع, 10 بواسطة جهاز راسم اهتزاز مهبطي ذي ذاكرة نسجل املنحنى البياني املمثل للشحنة ) q(t بداللة الزمن (الشكل : )-3-

6 ماهي الظاهرة الفيزيائية التي تحدث بالدارة, ماهو النظام في هذه الحالة أوجد املعادلة التفاضلية التي تحققها الشحنة ) q(t عين قيمة شبه الدور T علما أن T0( T=T0 الدور الذاتي ) ثم استنتج ذاتية الوشيعة. L احسب الطاقة الكهربائية الابتدائية ) ET(0 املخزنة في املكثفة أحسب في اللحظة t=0.16ms الطاقة الكهربائية املخزنة في املكثفة وقارنها مع ), ET(0 ماذا تالحظ وماذا تستنتج ماهو نمط الاهتزازات مع تمثيلها البياني الكيفي في الحالتين : أ / املقاومة R معدومة ) (R=0 ب / املقاومة R كبيرة جدا التمرين 07 (: 00 نقاط) Vvol حيث V حجم املزيد التفاعلي dvh 2 p. 3V.R.T dt ملتابعة التطور الزمني للتحول الكيميائي الحادث بين محلول حمض كلور املاء ) ) ( H 3O '( aq) Cl ( aq ومعدن ألاملنيوم ), Al(s نضيف عند اللحظة t=0 كتلة m=1g من مسحوق ألاملنيوم غير النقي ( يحتوي على شوائب ال تتفاعل ) الى دورق به حجم V0=200ml من محلول حمض كلور املاء تركيزه املولي C0=0.6mol/l نعتبر أن حجم الوسط التفاعلي ثابت خالل مدة التحول, نقيس حجم غاز ثنائي الهيدروجين املنطلق ) H 2( g مع مرور الزمن في الشروط التجريبية التالية : درجة الحرارة ϴ=370C والضغط, P=1, Pa الدراسة التجريبية لهذا التحول مكنت من الحصول على البيان املوضح : أكتب معادلة تفاعل ألاملنيوم مع محلول حمض كلور املاء علما أن الثنائيتين ) (Ox/Red الداخلتين في التفاعل هما )Al+3/Al( : و ( )H3O+/H2 أنش ئ جدوال لتقدم التفاعل واحسب التقدم الاعظمي Xmax ثم استنتج املتفاعل املحد. عرف السرعة الحجمية للتفاعل وبين أنه يمكن كتابتها من الشكل : تعطى : ثابت الغازات املثالية M(Al)=27g/mol ; R=8.31 SI -4 أحسب سرعة التفاعل في اللحظة t1=0 ثم في اللحظة, t2=30min اشرح اختالف السرعتين على املستوى املجهري -5 أحسب نسبة نقاوة P% ل عينة ألاملنيوم في نهاية التفاعل أخذنا حجما V1=20ml من املزيج الناتج ووضعناه في بيشر وأضفنا له 80ml من املاء املقطر فحصلنا بذلك على محلول S وذلك من أجل معايرة الحمض املوجود في املزيج بواسطة محلول هيدروكسيد الصوديوم ) ) ( Na '( aq) OH ( aq تركيزه املولي CB=0.42mol/l وبواسطة النتائج املتحصل عليها مثلنا املنحنى البياني الذي يمثل تغيرات ال ph بداللة حجم هيدروكسيد الصوديوم املضاف : VB -1 أذكر البروتوكول التجريبي لعملية املعايرة مع ذكر الزجاجيات املستعملة. عين نقطة التكافؤ -2 وحدد طبيعة املزيج عندها -3 احسب التركيز املولي لشوارد الهيدرونيوم H3O+ في املحلول S -4 أحسب كمية مادة H3O+ في املزيج املتفاعل في التجربة ألاولى عند نهاية التفاعل -5 أحسب نسبة نقاوة P% عينة ألاملنيوم وقارنها مع القيمة املحسوبة سابقا

7 الجزء الثاني ( 10 نقاط) التمرين التجريبي 10( : نقاط) يعتبر القفز التزلجي من الالعاب الشتوية حيث ينزلق املتسابق وفق منحدر ليقفز في الهواء بسرعات تصل الى 95km/h تقريبا. يهدف هذا التمرين الى دراسة حركة متسابق خالل مرحلة الانزالق على مستوي مائل ثم مرحلة القفز في الهواء (الشكل أسفله). يحتوي املسار على مستوي املائل يميل عن ألافق بزاوية β و على جزء مقعر و منطقة سقوط على الجليد شكلها منحني. دراسة حركة الجسم على املستوي املائل : عند اللحظة t=0 ينزلق متسابق كتلته m مركز عطالته G من املوضع A بدون سرعة ابتدائية, نعتبر أن املتسابق يخضع الى احتكاكات على هذا الجزء تكافئ قوة وحيدة ثابتة ومعاكسة لجهة الحركة, f لدراسة حركة G نختار معلما ) ( A, i مرتبطا بسطح ألارض. املعطيات AB= 100m, f=45n, β=350, m=80kg, g=10m/s2 : -1 مثل القوى املؤثرة على هذا املتسابق على هذا الجزء. -2 بين أن عبارة تسارع مركز عطالة الجسم تكتب من الشكل a g. sin f : ثم احسب قيمته مستنتجا طبيعة G حركته. -3 أكتب املعادلة الزمنية ) xg(t لحركة G وبتطبيق معادلة انحفاظ الطاقة أوجد السرعة VB مرحلة القفز في الهواء : يمر املتسابق عبر الجزء املقعر ليقفز في الهواء من املوضع C بسرعة ابتدائية VC=25m/s يصنع حاملها مع ألافق زاوية α=110 ويكون خاضعا فقط لقوة ثقله, لدراسة هذه الحركة نختار املعلم ) (O, i, j ونعتبر لحظة مروره من املوضع C تأريخ لألزمنة, يعطى : OC=H=86m -1 بتطبيق القانون الثاني لنيوتن, أوجد عبارة املعادلتين الزمنيتين ) x(t و ) y(t لحركة G ثم استنتج معادلة املسار ) y(x -2 يسقط املتسابق على الجليد عند اللحظة t1=4s في موضع فاصلته x حدد ارتفاع مركز عطالة الجسم بالنسبة للمحور الافقي OX عند هذه اللحظة. أحسب قيمة السرعة VG عندها. -3 تعتبر القفزة ناجحة اذا تجاوز املتسابق عند سقوطه املوضع K التي فاصلتها xk=90m - تحقق أن قفزة املتسابق ناجحة.