االمتحان التجريبي الموحد للبكالوريا لثانوية الحكمة التأهيلية الخاصة – دورة ماي – 2016الموضوع – مادة :الفيزياء والكيمياء شعبة العلوم التجريبية مسلك العلوم الفيزيائية الصفحة 2من 7 الكيمياء 7 :نقط الجزء األول :بعض استعماالت حمض البنزويك حمض البنزويك C6H5COOHجسم صلب أبيض اللون يستعمل كمادة حافظة في بعض المواد الغذائية وخاصة المشروبات ،نظرا لخصائصه كمبيد للحشرات و كمضاد للبكتيريا. كما أنه يدخل في تحضير بعض المركبات العضوية التي تصنع منها أنواع من العطور ،و يعرف بالرمز E210 معطيات :الكتلة المولية لحمض البنزويك: الكتلة المولية لبنزوات المثيل: الموصليات المولية األيونية: M(C6 H 5 COOH ) 122 g.mol 1 M(C6 H 5 COOCH 3 ) 136 g.mol 1 λ H O+ = 35.10-3 S.m 2 .mol -1 تعبير الموصلية لمحلول هو 3 i .X i و C H COO 3,24.10 3 S.m 2 .mol 1 5 6 حيث Xi التركيز المولي الفعلي لكل نوع أيوني متواجد في i المحلول ،و iالموصلية المولية األيونية لكل نوع. -1دراسة تفاعل حمض البنزويك مع الماء نعتبر محلوال مائيا ) (Sلحمض البنزويك تركيزه المولي المحلول ) (Sالقيمة 2,03.10 2 S.m 1 C 5.10 3 mol .l 1 1-1أكتب معادلة تفاعل حمض البنزويك مع الماء. )(0,25 2-1أوجد تعبير x éq وحجمه . V = 200 mlأعطى قياس موصلية تقدم بداللة H Oو C H COOو و . Vأحسب قيمة . x éq 3 5 6 ) C6H5COOH(aq) C6H5COO(aqهو 3-1بين أن تعبير K Aثابتة الحمضية للمزدوجة قيمة 2 xéq ) V.(CV - xéq = . K Aاحسب )(0, 5 pK A 4-1احسب )(0, 5 pH المحلول عندما يكون C6 H5COOH = 10. C6H5COO- (aq) (aq) )(0,5 -2تحديد كتلة حمض البنزويك في مشروب غازي تشير لصيقة قنينة مشروب غازي إلى وجود 0,15 gمن حمض البنزويك في لتر واحد من المشروب .للتأكد من صحة هذه المعلومة ،نعاير حجما VA 50mlبواسطة محلول مائي لهيدروكسيد الصوديوم ) Na(aq) HO (aqتركيزه المولي ( C B 10 2 mol .l 1نعتبر أن حمض البنزويك هو الحمض الوحيد المتواجد في المشروب). 1-2اكتب معادلة التفاعل الحاصل أثناء المعايرة والذي نعتبره كليا. )(0, 5 2-2حجم محلول هيدروكسيد الصوديوم المضاف عند التكافؤ هو . VBE = 6 mlحدد قيمة C Aالتركيز المولي لمحلول حمض البنزويك في المشروب(0,25) . 3-2أحسب قيمة mكتلة حمض البنزويك الموجود في الحجم )(0,5 المشار إليها في اللصيقة ؟ V0 1 من المشروب .هل توافق هذه النتيجة القيمة -3تحضير بنزوات المثيل يستخدم بنزوات المثيل C6 H 5 COOCH 3في صناعة العطور ومواد التجميل .و لتحضير كمية منه ننجز خليطا مكونا من n1 0,1molمن حمض البنزويك ) C6 H 5COOH(aqو n2 = 0,1molمن الميثانول ) ، CH 3OH (aqفيحدث تفاعل أسترة االمتحان التجريبي الموحد للبكالوريا لثانوية الحكمة التأهيلية الخاصة – دورة ماي – 2016الموضوع – مادة :الفيزياء والكيمياء شعبة العلوم التجريبية مسلك العلوم الفيزيائية 1-3اكتب معادلة تفاعل األسترة محددا مميزاته الصفحة 3من 7 )(0,5 2-3لدراسة تفاعل األسترة السابق نقوم بمعايرة الحمض المتبقي عند لحظات مختلفة مما يمكننا من تحديد قيم تقدم التفاعل عند هذه اللحظات وبذلك نتمكن من إنشاء المنحنى الممثل لتغيرات التقدم xبداللة الزمن فنحصل على المنحنى جانبه اعتمادا على المنحنى حدد : )x (10-2mol 1-2-3مردود التفاعل )(0,25 2-2-3السرعة الحجمية للتفاعل عند T اللحظة t 0 0 )(0, 5 3-2-3زمن نصف التفاعل (0, 5) t 2 1 3-3للرفع من سرعة تفاعل تصنيع بنزوات الميثيل نقترح الحلول التالية : - نستعمل التسخين باالرتداد نزيل الماء أثناء تكونه نستعمل حمض الكبريتيك نضيف حمض البنزويك بوفرة )t (min اختر من بين االقتراحات السابقة االقتراحات الصحيحة )(0, 5 الجزء الثاني :تغطية قطعة من الفوالذ بطبقة من فلز القصدير الحديد األبيض هو فوالذ مغطى بطبقة رقيقة من القصدير ويستعمل خاصة في صناعة علب المصبرات نظرا لخاصياته الفيزيائية المتعددة.يهدف هذا الجزء إلى تحديد كتلة القصدير الالزمة لتغطية صفيحة من الفوالذ بواسطة التحليل الكهربائي. معطيات :المزدوجتان مختزل/مؤكسد المتدخلتان في هذا التحليل هما: Sn2+aq / Snsو . O2g / H2Ol الفرادي . 1F = 9, 65.104 C.mol -1 : الكتلة المولية الذرية للقصدير M Sn = 118,7 g.mol-1 : نغمر الصفيحة الفوالذية كليا في محلول كبريتات القصدير Snaq2+ + SO42-aq؛ ثم ننجز التحليل الكهربائي لهذا المحلول بين إلكترود مكون من الصفيحة الفوالذية و إلكترود من الغرافيت. -1 -2 - ارسم تبيانة التركيب التجريبي النجاز عملية التحليل الكهربائي محددا عليها الكاثود و األنود لكي يتوضع فلز القصدير على الصفيحة الفوالذية يجب أن تكون الصفيحة الفوالذية هي : األنود الكاثود اختر الجواب الصحيح معلال جوابك . )(0,5 )(0,25 -3اكتب معادالت التفاعل التي تحصل بجوار الكاثود وبجوار األنود -4يستغرق التحليل الكهربائي مدة Δt = 10 minبتيار كهربائي شدته ثابتة )(0,5 توضعت على الصفيحة الفوالذية. )(0,5 . I = 5 Aاستنتج كتلة القصدير التي االمتحان التجريبي الموحد للبكالوريا لثانوية الحكمة التأهيلية الخاصة – دورة ماي – 2016الموضوع – مادة :الفيزياء والكيمياء شعبة العلوم التجريبية مسلك العلوم الفيزيائية الصفحة 4من 7 الفيزياء 13 :نقطة التمرين رقم : 1الفيزياء النووية ( 3نقط ) يتضمن التمرين خمسة أسئلة ،حيث تم اقتراح ثالثة أجوبة لكل سؤال. انقل (ي) على ورقة التحرير رقم السؤال واكتب (ي) بجانبه رقم الجواب الصحيح من بين األجوبة األربعة دون إضافة أي تعليل أو تفسير الموجات 1,5 :نقطة يبعث صمام الزر حزمة ضوء أحادي اللون طول موجته ،λيخترق الضوء المنبعث شقا مستطيال ضيقا ورأسيا عرضه ،dنشاهد على شاشة ،توجد على بعد D =2 mمن الشق بقعة مركزية عرضها L يمثل منحنى الشكل جانبه تغيرات الفرق الزاوي بداللة ، 1/d -1طول الموجة للضوء االحادي اللون المستعمل هو : λ = 0, 44μm λ = 660nm λ = 0,64μm -2عندما يكون عرض البقعة المركزية هو L=2cmفان عرض الشق dهو : d = 1,32.10-5 m d = 1,76.10-5 m d = 0,88.10-5 m – 3نعوض منبع الالزر السابق بمنبع الزر أخر طول موجته ' λفنحصل على بقعة مركزية قطرها .L’= 1,5cm تعبير 'λ λ.L 'L 'λ.L L = 'λ = 'λ λ.L 2.D = 'λ الفيزياء النووية 1,5 :نقطة نظير مشيع لعنصر التوريوم اشعاعية النشاط . النواة بداللة الزمن حيث يمثل المنحنى في الشكل جانبه .تغيرات عدد نوى -4عمر النصف لنواة الثوريوم 227هو : t1/2 = 16,17 jours t1/2 = 14 jours t1/2 = 161,7 jours -5المدة الزمنية الالزمة لتفتت 75%من عدد النوى البدئية هي : t = 3.t1/2 t = 2.t1/2 1 t = .t1/2 2 التمرين رقم : 2الكهرباء ( )4,5 الجزء االول :تحديد معامل التحريض لوشيعة ومقاومتها الداخلية ( 3,5نقطة ) قامت مجموعتان من التالميذ خالل حصة األشغال التطبيقية بدراستين مختلفتين لتحديد معامل التحريض الذاتي Lو المقاومة rلوشيعة. .1أنجزت المجموعة األولى التركيب الكهربائي الممثل في الشكل 1والمكون من وشيعة ( )bمعامل تحريضها Lو مقاومتها ، rوموصل أومي ( )Dمقاومته ، R 50ومولد Gقوته الكهرمحركة E 6Vومقاومته الداخلية مهملة ،وقاطع )(b )(D K الشكـل 1 - G + االمتحان التجريبي الموحد للبكالوريا لثانوية الحكمة التأهيلية الخاصة – دورة ماي – 2016الموضوع – مادة :الفيزياء والكيمياء شعبة العلوم التجريبية مسلك العلوم الفيزيائية الصفحة 5من 7 للتيار. حصلت المجموعة بواسطة عدة معلوماتية مالئمة على منحنى الشكل 2الممثل لتغيرات الموصل األومي بداللة الزمن )uR = f(t 1-1أوجد المعادلة التفاضلية التي يحققها التوتر )u R (t التوتر )u R (t بين مربطي ((0,5 -t 2-1يكتب حل المعادلة التفاضلية على الشكل ، uR (t) = URmax (1- e τ ) :حدد ((0,5 تعبير U Rmaxو بداللة المعطيات . 3-1حدد باالعتماد على محنى الشكل 2قيمة rو .L ((0,5 .2قامت المجموعة الثانية بشحن مكثف سعته C 10Fكليا بواسطة مولد Gقوته الكهرمحركة E 6Vو تفريغه في الوشيعة ( ،)bوعاينت على شاشة راسم التذبذب منحنى الشكل 3الممثل لتغيرات ) q(tشحنة المكثف بداللة الزمن. 1-2ارسم تبيانة التركيب التجريبي الممثل لعملية شحن المكثف ثم تفريغه في الوشيعة ((0,25 1-2اكتب المعادلة التفاضلية التي تحققها شحنة ((0,5 المكثف )q(t 2-2حدد قيمة معامل التحريض Lللوشيعة ( )bباعتبار الدور الخاص T0للمتذبذب يساوي شبه الدور ( Tنأخذ .) 2 10 ((0,25 3-2حدد قيمة الطاقة المبددة في الدارة بين اللحظتين t = 0و (0,5( t = 20ms 4-2ركبت المجموعة الثانية الوشيعة ( )bو المكثف السابق على التوالي مع مولد يزود الدارة بتوتر يتناسب اطرادا مع شدة التيار المار فيها ( .) u k.iتكون التذبذبات مصانة عندما تأخذ kالقيمة ) . k 50 (SIأوجد قيمة r ((0,5 مقاومة الوشيعة. الجزء الثاني :تضمين الوسع ( 1نقطة ) في مختبر الثانوية قام أستاذ رفقة تالمذته بانجاز عملية التضمين إلشارة صوتية فحصلوا بواسطة راسم التذبذب على التسجيل الممثل لتغيرات اإلشارة المضمنة للوسع بداللة الزمن ( شكل 1صفحة . ) 6ثم وضعوا في مكان بعيد هوائي مستقبل مرتبط بالدارة االلكترونية (شكل 2صفحة . ) 6حيث يمكن الجزء األول من استقبال اإلشارة المضمنة للوسع يتكون الجزء األول للدارة االلكترونية من وشيعة معامل تحريضها L0 = 2,5 mHومكثف سعته C0قابلة للضبط المجموعة تكون ثنائي قطب L0C0تردده الخاص 1 2π L 0C0 = f0 نذكر أن تردد اإلشارة الحاملة هو Fp = 10 kHzوتردد اإلشارة المضمنة هو من بين األجوبة التي اقترحها بعض التالميذ على أسئلة األستاذ نجد االقتراحين التاليين -1التضمين المحصل عليه رديء )(0,5 - 2لكي يقوم الجزء األول للدارة االلكترونية ( شكل ) 2بدوره بشكل جيد يجب أن تكون C0 = 1nF )(0,5 أجب ب "صحيح" أو "خطأ" ،على كل اقتراح معلال جوابك أو معلقا عليه ...و ال تعتبر في عملية التصحيح إال األجوبة المصحوبة بتعليل أو تعليق. fs = 1000 Hz االمتحان التجريبي الموحد للبكالوريا لثانوية الحكمة التأهيلية الخاصة – دورة ماي – 2016الموضوع – مادة :الفيزياء والكيمياء شعبة العلوم التجريبية مسلك العلوم الفيزيائية الصفحة 6من 7 التمرين رقم : 3الميكانيك ( 5,5نقطة ) الجزء األول :حركة قذيفة في مجال الثقالة ( 3نقط ) يقذف حجر ممثل بمركز ثقله Gنحو الخلف بواسطة عجالت شاحنة .عند اللحظة t = 0يترك الحجر العجالت بسرعة بدئية v0 = 12 m/sتكون متجهتها زاوية α = 37°مع المستوى األفقي نعطي :شدة الثقالة على سطح األرض g = 9,8 m.s-2 ندرس حركة الحجر في المرجع ارضي الذي نربط به معلما ذي محورين ) (O; i;kحيث توجد متجهة السرعة البدئية v 0في المستوى الراسي ) ( i;kوالحجر بالنقطة Oعند t = 0 -2بتطبيق القانون الثاني لنيوتن حدد تعبير المعادلتين الزمنيتين ) xG(tو ) zG(tواستنتج معادلة المسار )(1 -3حدد اللحظات t1و t2التي يوجد فيها الحجر على ارتفاع 1,20 mمن األرض .أية لحظة توافق سقوط الحجر نحو األسفل )(0,5 )(0,25 -4حدد االفصول ) xG(t2للحجر عند اللحظة t2 تتبع سيارة الشاحنة بسرعة ثابتة أفقية قيمتها . 90 km/hعند اللحظة t = 0يوجد زجاج الواجهة األمامية للسيارة الذي نمثله بنقطة Mعلى ارتفاع 1,2متر من سطح األرض وعلى مسافة d = 50 mمن النقطة O )(0,5 -5اعط تعبير المعادلتين الزمنيتين ) xM(tو ) zM(tلحركة زجاج الواجهة ( النقطة ) Mللسيارة )(0,75 -6هل يصطدم الحجر بزجاج الواجهة للسيارة علل إجابتك الجزء الثاني :حركة كوكب حول الشمس ( 2,5نقطة ) ننمذج مسار كوكب Pحول الشمس في المرجع المركزي الشمسي بمدار دائري مركزه ( Oمركز الشمس ) و شعاعه ( rالشكل )1 يخضع الكوكب Pأثناء حركته حول الشمس إلى قوة التجاذب الكوني المطبقة عليه من طرف الشمس F نرمز لكتلة الشمس ب Mو كتلة الكوكب Pب m ونعطي ثابتة التجاذب الكوني G = 6,67×10-11 SI S/P االمتحان التجريبي الموحد للبكالوريا لثانوية الحكمة التأهيلية الخاصة – دورة ماي – 2016الموضوع – مادة :الفيزياء والكيمياء شعبة العلوم التجريبية مسلك العلوم الفيزيائية الصفحة 7من 7 باستعمال برنامج معلوماتي مرتبط بحاسوب تم رسم المنحنى )( T2=f(r3الشكل ) 2الممثل لتغيرات T2بداللة r3 حيث Tالدور المداري لحركة الكوكب Pحول الشمس 0,5 – 1انقل الشكل 1الى ورقة تحريرك ومثل عليه متجهة قوة التجاذب Fثم أعط تعبيرها المتجهي – 2بتطبيق القانون الثاني لنيوتن على الكوكب Pبين ان حركة الكوكب حول الشمس حركة دائرية منتظمة و 1 أوجد تعبير كل من vسرعة الكوكب ودوره المداري Tبداللة .M ، G ، r 0,5 – 3أوجد العالقة بين T2و r3 0,5 – 4باعتمادك على المنحنى شكل 2أوجد قيمة كتلة الشمس .M S/P C ’