Telechargé par yazidi mohammed

PC الامتحان التجريبي (1)

publicité
‫الصفحة‬
‫االمتحان التجريبي الموحد للبكالوريا‬
‫‪1‬‬
‫‪6‬‬
‫الدورة العادية ‪2020‬‬
‫ـ الموضوع ـ‬
‫المادة‬
‫الفيزياء والكيمياء‬
‫الشعبة أو المسلك‬
‫شعبة العلوم التجريبية مسلك العلوم الفيزيائية‬
‫‪NS‬‬
‫مدة اإلنجاز‬
‫‪3‬‬
‫المعامل‬
‫‪7‬‬
‫‪ ‬يسمح بإستعمال اآللة الحاسبة العلمية غير القابلة للبرمجة‬
‫‪ ‬تعطى التعابير الحرفية قبل إنجاز التطبيقات العددية‬
‫يتضمن موضوع اإلمتحان أربعة تمارين في الكيمياء وثالتة في الفيزياء‬
‫• الكيمياء ‪ :‬دراسة محلول ايثانوات الصوديوم داخل المسخنة الكيميائية‬
‫• الفيزياء‬
‫‪ o‬التمرين ‪ : 1‬تحديد سرعة انتشار موجة فوق صوتية‬
‫( ‪ 7‬نقط )‬
‫( ‪ 13‬نقط )‬
‫( ‪ 2,5‬نقط )‬
‫‪ o‬التمرين ‪ : 2‬ثنائي القطب ‪ RL‬ــ التذبذبات الحرة في دارة ‪ RLC‬متوالية‬
‫( ‪ 5‬نقط )‬
‫‪ o‬التمرين ‪ : 3‬دراسة حركة الكرة في مجال الثقالة‬
‫) ‪ 5,5‬نقط )‬
‫االمتحان التجريبي الموحد للبكالوريا ‪ -‬الدورة العادية ‪ -2020‬الموضوع ‪ -‬مادة ‪ :‬الفيزياء والكيمياء‬
‫‪NS‬‬
‫‪2‬‬
‫ شعبة العلوم التجريبية مسلك العلوم الفيزيائية‬‫التنقيط‬
‫الصفحة‬
‫‪6‬‬
‫الموضوع‬
‫الكيمياء ( ‪ 7‬نقط ) ‪ :‬دراسة محلول ايثانوات الصوديوم داخل المسخنة الكيميائية‬
‫عند تساقط الثلج‪ ،‬تبدأ األيادي بالتجمد ‪ ،‬يخرج المتجول في هذه الثلوج من محفظته الظهرية جيب مملوء بسائل شفاف ثم‬
‫يضغط على قرص معدني بداخله ‪،‬عندئد يتجمد السائل في الكيس تدريجيا محررا حرارة يسمى هذا الجيب بالمسخنة الكيمائية‬
‫‪ ،‬تتكون من غالف لين من البالستيك به محلول مائي إليثانوات الصوديوم 𝒂𝑵𝑶𝑶𝑪 𝟑𝑯𝑪 تمثل كتلته على األقل ‪20%‬‬
‫"مقطع من أفكار الفيزياء – من أجل العلم ‪"2008‬‬
‫من كتلة المسخنة الكيميائية‪.‬‬
‫يهدف هذا التمرين إلى دراسة محلول ايثانوات الصوديوم في مرحلة أولى ثم تحديد نسبته الكتلية داخل المسخنة الكيميائية‪.‬‬
‫معطيات ‪ :‬ـ تمت جميع القياسات عند درجة الحرارة ‪. 25°C‬‬
‫ الجداء األيوني للماء ‪𝑘𝑒 = 10−14 :‬‬‫‪-‬‬
‫‪-‬الكثلة المولية إليثانوات الصوديوم ‪𝑀(𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎) = 82.0𝑔. 𝑚𝑜𝑙 −1‬‬
‫‪ .1‬دراسة المحلول المائي ليثانوات الصوديوم‬
‫ايثانوات الصوديوم 𝑎𝑁𝑂𝑂𝐶 ‪ 𝐶𝐻3‬جسم صلب أبيض اللون ينتج عن ذوبانه محلول مائي اليثانوات الصوديوم‬
‫‪−‬‬
‫‪+‬‬
‫𝑞𝑎𝑂𝑂𝐶 ‪. (𝐶𝐻3‬‬
‫𝑞𝑎𝑎𝑁 ‪+‬‬
‫)‬
‫نعتبر محلوال مائيا)𝑆( اليثانوات الصوديوم حجمه 𝐿𝑚‪ 𝑉 = 100‬وتركيزه ‪ .𝐶 = 1,0. 10−1 𝑚𝑜𝑙. 𝑙 −1‬أعطى قياس 𝐻𝑝‬
‫هذا المحلول القيمة ‪. 𝑝𝐻 = 8,9‬ننمذج التحول المدروس بالمعادلة الكيميائية التالية ‪:‬‬
‫‪0.75‬ن‬
‫‪0.75‬ن‬
‫‪1‬ن‬
‫‪−‬‬
‫‪−‬‬
‫)𝑞𝑎(𝑂𝑂𝐶 ‪𝐶𝐻3‬‬
‫)𝑞𝑎(𝑂𝐻 ‪+ 𝐻2 𝑂(𝑙) ⇌ 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻(𝑎𝑞) +‬‬
‫‪ .1.1‬أنشىء الجدول الوصفي لتقدم تفاعل المثيل أمين مع الماء بداللة ‪ C‬و‪ V‬والتقدم ‪ x‬والتقدم ‪ xéq‬عند الحالة النهائية‬
‫‪ .1.2‬حدد نسبة التقدم النهائي ‪ ‬لهذا التفاعل؟ ماذا تستنتج ؟‬
‫‪ .1.3‬بين أن تعبير خارج التفاعل عند التوازن يكتب على الشكل التالي ‪:‬‬
‫‪𝐾𝑒 2‬‬
‫𝐻𝑝‪= −‬‬
‫‪10‬‬
‫)𝑒𝐾 ‪(𝐶. 10−𝑝𝐻 −‬‬
‫𝑞‪𝑄𝑟é‬‬
‫حيث 𝐶 تركيز ايونات إيثانوات البدئية في المحلول )𝑆( ‪ 𝐾𝑒 ,‬الجداء األيوني للماء و 𝐻𝑝المحلول)𝑆(‬
‫‪0.25‬ن‬
‫‪ .1.4‬أحسب قيمة 𝑞‪ 𝑄𝑟é‬خارج التفاعل عند التوازن‬
‫‪0.75‬ن‬
‫‪ .1.5‬حدد تعبير ثابتة الحمضية 𝐴𝐾 للمزدوجة ‪ 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻/𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂−‬بداللة 𝑒𝐾 و 𝑞‪ . 𝑄𝑟é‬استنتج قيمة 𝐴𝐾𝑝‬
‫‪ .2‬تحديد النسبة الكتلية ليثانوات الصوديوم المتواجدة في المسخنة الكيميائية‬
‫تحتوي المسخنة الكيميائية على محلول) ‪ (𝑆0‬اليثانوات الصوديوم حجمه 𝐿𝑚‪ 𝑉0 = 100‬و كتلته 𝑔‪ . 𝑚0 = 130‬يكون‬
‫المحلول) ‪ (𝑆0‬في المسخنة جد مركز‪ .‬لتحديد النسبة الكتلية اليثانوات الصوديوم نحضر محلول ) ‪ (𝑆1‬بتخفيف المحلول ) ‪100 (𝑆0‬‬
‫مرة‪ .‬نقوم بمعايرة الحجم 𝑙𝑚 ‪ 𝑉1 = 25‬من محلول) ‪ (𝑆1‬تركيزه ‪ , C1‬بواسطة محلول مائي ) 𝐴𝑆( لحمض الكلوريدريك‬
‫‪+‬‬
‫‪−‬‬
‫)𝑞𝑎(𝑂 ‪ (𝐻3‬ذي التركيز ‪ 𝐶𝐴 = 2. 10−1 𝑚𝑜𝑙. 𝑙−1‬بقياس𝐻𝑝 ‪.‬‬
‫)𝑞𝑎(𝑙𝐶 ‪+‬‬
‫)‬
‫‪0,5‬ن‬
‫‪0,5‬ن‬
‫‪ .2.1‬ذكر بشروط تفاعل المعايرة‪.‬‬
‫‪ .2.2‬أكتب المعادلة الكيميائية المنمذجة لهذه المعايرة‬
‫االمتحان التجريبي الموحد للبكالوريا ‪ -‬الدورة العادية ‪ -2020‬الموضوع ‪ -‬مادة ‪ :‬الفيزياء والكيمياء‬
‫‪ --‬شعبة العلوم التجريبية مسلك العلوم الفيزيائية‬
‫الصفحة‬
‫‪NS‬‬
‫‪3‬‬
‫‪ .2.3‬يمثل المنحنى أسفله تغيرات 𝐻𝑝 الخليط بداللة الحجم 𝐴𝑉 لمحلول حمض الكلوريدريك المضاف‪.‬‬
‫‪dpH‬‬
‫‪dVA‬‬
‫‪p‬‬
‫‪0.25‬ن‬
‫‪0.75‬ن‬
‫‪0.75‬ن‬
‫‪0.75‬ن‬
‫‪ .1.3.1‬حدد 𝐸𝐴𝑉 الحجم المضاف من الحمض عند التكافؤ‬
‫‪.1.3.2‬‬
‫أحسب ‪. 𝐶1‬استنتج التركيز ‪𝐶0‬‬
‫‪ .2.4‬أحسب الكتلة 𝑚 إليثانوات الصوديوم التي تحتوي عليها المسخنة الكيميائية‪.‬‬
‫‪ .2.5‬أحسب النسبة الكتلية اليثانوات الصوديوم الموجودة في المسخنة الكيميائية‪ .‬هل هذه النسبة مطابقة لما هو مذكور سابقا‪.‬‬
‫الفيزياء ) ‪ 13‬نقطة(‬
‫التمرين ‪ 2,5( 1‬نقط)‪ :‬تحديد سرعة انتشار موجة فوق صوتية في ماء البحر‬
‫تعد الموجات فوق الصوتية أحد أهم الكتشافات التي أضافت للبشرية قدرا هائال من المعرفة‪ .‬استعملت هذه الموجات ألول‬
‫مرة سنة ‪1822‬م لتحديد سرعة انتشار الصوت في بحيرة‪.‬‬
‫‪https://fr.wikipedia.org/wiki/Ultrason‬‬
‫يهدف هذا التمرين الى تحديد سرعة انتشار الموجات فوق صوتية في ماء البحر‬
‫يحدث باعثا ‪ E‬في الهواء و داخل أنبوب مملوء بماء البحر موجات فوق صوتية دفعات (‪ .)salves‬نضع على نفس المسافة ‪ d‬من‬
‫الباعث مستقبلين ‪ 𝑅1‬و ‪ 𝑅2‬حيث يوجد ‪ 𝑅1‬في الهواء و ‪ 𝑅2‬في ماء البحر(الشكل‪ .)-1-‬نصل المستقبلين ‪ 𝑅1‬و ‪ 𝑅2‬على التوالي‬
‫بالمدخلين ‪ 𝑌1‬و ‪ 𝑌2‬لجهاز مرتبط بالحاسوب‪ .‬و ذلك لقياس التأخر التأخر الزمني𝜏 بين استقبال الموجات فوق الصوتية من طرف‬
‫المستقبلين‪.‬‬
‫شكل‪-1-‬‬
‫‪0.25‬ن‬
‫نرمز ب 𝑟𝑖𝑎𝑉 لسرعة االنتشار الموجات فوق صوتية في الهواء و ب 𝑢𝑎𝑒𝑉 لسرعة انتشار الموجات فوق الصوتية في م‬
‫اء البحر‪.‬‬
‫معطيات ‪ 𝑽𝒂𝒊𝒓 = 𝟑𝟒𝟎 𝒎. 𝒔−𝟏 :‬و 𝒓𝒊𝒂𝑽 > 𝒖𝒂𝒆𝑽‬
‫‪ .1‬عرف الموجات فوق صوتية‪.‬‬
‫‪6‬‬
‫االمتحان التجريبي الموحد للبكالوريا ‪ -‬الدورة العادية ‪ -2020‬الموضوع ‪ -‬مادة ‪ :‬الفيزياء والكيمياء‬
‫‪ --‬شعبة العلوم التجريبية مسلك العلوم الفيزيائية‬
‫الصفحة‬
‫‪NS‬‬
‫‪4‬‬
‫‪0,5‬ن ‪ .2‬نرمز لمدتي انتشار الموجات فوق الصوتية في الهواء و في ماء البحر على التوالي ب ‪ 𝑡1‬و ‪ . 𝑡2‬قارن هاتين المدتين‪ .‬علل‬
‫جوابك‪.‬‬
‫‪ .3‬ننجز مجموعة من التجارب حيث نغير المسافة ‪ d‬في كل تجربة و نسجل قيمة التأخر الزمني 𝜏‪ .‬يمثل منحنى الشكل‪ -2-‬أسفله‬
‫تغيرات 𝜏 بداللة المسافة ‪.d‬‬
‫شكل‪-2-‬‬
‫‪0.75‬ن ‪ -3-1‬بين أن ‪) :‬‬
‫‪1‬ن‬
‫‪1‬‬
‫𝑢𝑎𝑒𝑣‬
‫‪−‬‬
‫‪1‬‬
‫𝑟𝑖𝑎𝑣‬
‫(𝑑 = 𝜏‬
‫‪ -3-2‬حدد مبيانيا المعامل الموجه للمنحنى أعاله‪ .‬استنتج قيمة 𝑢𝑎𝑒𝑣 سرعة انتشار الموجة فوق الصوتية في ماء البحر‪.‬‬
‫التمرين ‪5.50 ( 2‬نقط)‪ :‬ثنائي القطب ‪ RL‬ــ التذبذبات الحرة في دارة ‪ RLC‬متوالية‬
‫الوشيعة ثنائي قطب‪ ،‬يتكون من سلك موصل مطلي بمادة عازلة‪ ،‬ملفوف حول أسطوانة عازلة‪ .‬ميزتها في إقامة التيار‬
‫وإزالته جعلها تستعمل في عدة دارات كهربائية وإلكترونية‪.‬‬
‫يهدف هذا التمرين إلى دراسة كل من إستجابة ثنائي قطب ‪ RL‬إلى رتبة توتر صاعدة وتحديد معامل تحريض الوشيعة في‬
‫الدارة ‪ RLC‬متوالية‪.‬‬
‫‪ .1‬استجابة ثنائي قطب ‪ RL‬إلى رتبة توتر صاعدة‬
‫نركب على التوالي في دارة كهربائية )شكل‪(1‬‬
‫‪ -‬وشيعة مقاومتها 𝑟‬
‫ومعامل تحريضها ‪L‬‬
‫ مولد توتر مستمر قوته الكهرمحركة ‪E‬‬‫‪ -‬موصل اومي مقاومته ‪𝑅0 = 24Ω‬‬
‫شكل ‪-3-‬‬
‫‪ -‬قاطع التيار‪K‬‬
‫‪1‬‬
‫نغلق قاطع التيار عند اللحظة ‪ t=0‬و نمثل بواسطة جهاز مالئم‬
‫التوتر ‪ UB‬بين مربطي الوشيعة ‪،‬‬
‫فنحصل على المنحنى ) شكل ‪. )-4-‬‬
‫‪-‬‬
‫شكل ‪-4-‬‬
‫‪1‬‬
‫‪6‬‬
‫االمتحان التجريبي الموحد للبكالوريا ‪ -‬الدورة العادية ‪ -2020‬الموضوع ‪ -‬مادة ‪ :‬الفيزياء والكيمياء‬
‫‪ -‬شعبة العلوم التجريبية مسلك العلوم الفيزيائية‬‫‪0.5‬ن‬
‫‪0,5‬ن‬
‫𝑖𝑑‬
‫𝐿‬
‫‪NS‬‬
‫‪5‬‬
‫‪.1.1‬‬
‫أتبت أن المعادلة التفاضلية التي يحققها شدة التيار )𝑡(𝑖 تكتب‪:‬‬
‫‪.1.2‬‬
‫نقبل أن حل هذه المعادلة التفاضلية يكتب على الشكل التالي‪− e−τ ) :‬‬
‫‪(1‬‬
‫‪r+R0‬‬
‫𝑡𝑑 ‪𝑟+𝑅0‬‬
‫‪t‬‬
‫الصفحة‬
‫‪=𝑖+‬‬
‫‪E‬‬
‫‪6‬‬
‫𝐸‬
‫‪𝑟+𝑅0‬‬
‫= )‪i(t‬‬
‫‪ .1.2.1‬بين أن التوتر بين مربطي الوشيعة )‪ UB(0‬عند ‪ t=0‬يساوي ‪ . E‬استنتج مبيانيا قيمة ‪E‬‬
‫‪0.75‬ن‬
‫‪.1.3‬‬
‫‪.1.4‬‬
‫‪0.75‬ن‬
‫عيرعن تعبير التوتر بين مربطي الوشيعة في النطام الدائم بداللة 𝑟 و ‪𝐸, 𝑅0‬‬
‫أعتمادا على المنحنى حدد قيمة التوتر بين مربطي الوشيعة ‪ UB‬في النظام الدائم ‪ .‬وبين أن ‪𝑟 = 8 Ω‬‬
‫‪ .2‬تحديد معامل تحريض الوشيعة السابقة‬
‫نقوم بشحن مكثف سعته 𝐹𝜇 ‪ 𝐶 = 2,5‬كليا بواسطة مولد قوته الكهر محرك 𝑉‪ 𝐸 = 6‬ة ‪ .‬ونركبه على التوالي في‬
‫لحظة ‪ t=0‬مع الوشيعة السابقة و موصل أومي مقاومته ‪ .𝑅′ = 5Ω‬نعاين على شاشة راسم التذبذب تغيرات التوتر‬
‫)𝑡( 𝐶𝑈 بين مربطي المكثف في المدخل ‪ 𝑌1‬و التوتر )𝑡( ‪ 𝑈𝑅′‬بين مربطي الموصل االومي في المدخل ‪ 𝑌2‬فنحصل‬
‫على منحنى الشكل ‪-5-‬‬
‫الشكل‪-5-‬‬
‫‪0.5‬ن‬
‫‪0.25‬ن‬
‫‪0.25‬ن‬
‫‪0.75‬ن‬
‫‪.2.1‬‬
‫ارسم تبيانة التركيب التجريبي المستعمل مبينا كيفية ربط راسم التذبذب لمعاينة التوترين ‪ 𝑈𝑅′‬و 𝐶𝑈‬
‫‪.2.2‬‬
‫حدد مبيانيا قيمة شبه الدور ‪ T‬للتذبذبات‪.‬‬
‫‪.2.3‬‬
‫حدد قيمة معامل التحريض الذاتي للوشيعة‪ ,‬علما ان لشبه الدور ‪ T‬يساوي الدور الخاص للتذبذبات‪.‬‬
‫‪.2.4‬‬
‫احسب الطاقة المبددة في الدارة بين النقطتين ‪ M‬و ‪. N‬‬
‫الشكل‪-5-‬‬
‫‪ .3‬صيانة التذبذبات‪:‬‬
‫نركب في الدارة السابقة على التوالي مولدا ‪ G‬توتره 𝑖 ‪ 𝑈𝐺 = 𝑘.‬حيث‬
‫𝑘 ثابتة موجبة ( الشكل ‪)-6-‬‬
‫‪0.25‬ن‬
‫‪0.5‬ن‬
‫‪0.5‬ن‬
‫‪.3.1‬‬
‫ماهو دور مولد الصيانة من المنظور الطاقي؟‬
‫‪.3.2‬‬
‫أثبت المعادلة التفاضلية التي يحققها التوتر 𝐶𝑈‬
‫‪.3.3‬‬
‫حدد معلال جوابك قيمة ‪𝑘.‬‬
‫الشكل‪-6-‬‬
‫االمتحان التجريبي الموحد للبكالوريا ‪ -‬الدورة العادية ‪ -2020‬الموضوع ‪ -‬مادة ‪ :‬الفيزياء والكيمياء‬
‫‪ --‬شعبة العلوم التجريبية مسلك العلوم الفيزيائية‬
‫‪NS‬‬
‫الصفحة‬
‫‪6‬‬
‫‪6‬‬
‫التمرين ‪ 5) 3‬نقط)‪ :‬دراسة حركة جسم صلب على مستوى أفقي و مستوى مائل‬
‫تمكن ميكانيك نيوتن من دراسة حركة األجسام المتحركة و تتبعها عبر تحديد مواضعها بدللة الزمن ‪ .‬يهدف في هذا التمرين‬
‫الى دراسة حركة جسم صلب نرمز له ب )‪ (S‬على مستوى مائل و أفقي‪.‬‬
‫نرسل جسم صلب )‪ (S‬كتلته 𝑔‪ 𝑚 = 800‬من نقطة ‪ B‬بسرعة بدئية 𝐵𝑣 فوق مستوى مائل بزاوية 𝛼 بالنسبة للمستوى‬
‫االفقي‪ ,‬يصعد الجسم الصلب فوق المستوى بدون احتكاك ليصل الى النقطة ‪ A‬حيث تنعدم سرعته‪ ,‬ليعود الى النقطة ‪ B‬مرة‬
‫أخرى ‪ .‬نمعلم حركة الجسم الصلب بمعلم )⃗𝑖 ‪ (𝐴,‬منطبق مع المحور )𝑥 ‪ (𝑥 ′‬حيث تمثل النقطة ‪ A‬أصله و موجه عكس منحى‬
‫الحركة‪ .‬أنظر الشكل ‪.-7-‬‬
‫‪−2‬‬
‫الشكل‪-7-‬‬
‫المعطيات ‪ :‬شدة مجال الثقالة 𝑠 ‪𝑔 = 10𝑚.‬‬
‫‪ .1‬يمثل منحنى الشكل ‪ -8-‬مخطط سرعة مركز قصور الجسم أثناء‬
‫صعوده و نزوله المستوى المائل بداللة الزمن‪.‬‬
‫‪.1.1‬‬
‫حدد مبيانيا ‪:‬‬
‫‪0.25‬ن‬
‫‪ .1.1.1‬السرعة البدئية 𝑥𝐵𝑣‬
‫‪0.25‬ن‬
‫‪ .1.1.2‬لحظة وصول الجسم للنقطة ‪A‬‬
‫‪0.5‬ن‬
‫‪.1.1.3‬‬
‫تحقق أن تسارع مركز قصور الجسم خالل االنتقال من‬
‫النقطة ‪ B‬الى النقطة ‪.𝑎𝐺1 = 3 𝑚. 𝑠 −2 : A‬‬
‫‪0.75‬ن‬
‫‪-1-1‬‬
‫استنتج المسافة المقطوعة ‪.BA‬‬
‫‪ .2‬يعود الجسم الصلب من النقطة ‪ A‬ليصل الى النقطة ‪B‬‬
‫‪0.75‬ن‬
‫‪-2-1‬‬
‫الشكل ‪-8-‬‬
‫بتطبيق القانون الثاني لنيوتن أثناء عودة الجسم الصلب من النقطة ‪, A‬‬
‫أوجد تعبير 𝟐𝑮𝒂 تسارع مركز قصور الجسم الصلب بداللة 𝛼 و 𝑔‬
‫‪0.75‬ن‬
‫‪-2-2‬‬
‫أحسب الزاوية 𝛼 ‪.‬‬
‫‪ .3‬يصل الجسم مرة أخرى للنقطة ‪ B‬بسرعة ‪ 𝑣𝐵 = 3 𝑚. 𝑠 −1‬لينتقل على المستوى األفقي باحتكاك ننمذجه بقوة ⃗𝑓 منحاها‬
‫عكس منحى الحركة‪ ,‬فيتوقف الجسم عند النقطة ‪ C‬بعد قطعه المسافة 𝑚‪.𝐵𝐶 = 1.8‬‬
‫‪1‬ن‬
‫‪ -3-1‬بتطبيق القانون الثاني لنيوتن لحركة مركز قصور الجسم الصلب على المستوى األفقي‪ .‬أحسب ‪ f‬شدة قوة االحتكاك‬
‫علما أن تسارع مركز قصور الجسم هو ‪𝑎𝐺3 = −2.5 𝑚. 𝑠 −2 :‬‬
‫‪0.75‬ن‬
‫‪ -3-2‬أحسب لحظة وصول الجسم الصلب للنقطة ‪. C‬‬
Téléchargement
Explore flashcards