مادة الفيزياء والكيمياء دورة مارس 2009 الثانوية التأهيلية باجة مدينة ابن أحمد
الامتحان التجريبي السنة الثانية مسلك العلوم الفيزيائية مدة الانجاز : 3ساعات
الكيميـاء : يحتوي هذا التمرين على جزئين :
* يتضمن الجزء الأول تتبع تكون غاز ثنائي أوكسيد الكربون2 COالناتج عن تفاعل هيدروجينوكربونات الصوديومaq Naaq+ +HCO3- مع حمض الإيثانويك CH3COOH .
* يتضمن الجزء الثاني معايرة ايون هيدروجينو كربونات في ماء معدني اعتمادا على تفاعل حمض- قاعدة
الجزء الأول :ندخل في حوجلة حجمهاV = 1.41L ، حجما v =60 mL من محلول حمض الإيثانويك تركيزه CA= 5,0mol.L-1 وكتلة m = 1,25g من هيدروجينوكربونات الصوديوم .نغلق الحوجلة ونصلها بكاشف المضغاط الفرقي .نعطي ثابت الغازات الكاملةR= 8,31(SI )
يتفاعل هيدروجينوكربونات الصوديوم حسب المعادلة التالية :
CH3COOH + HCO3- CH3COO- + CO2 + H2O
نسجل P ضغط الغاز CO 2 الناتج لهذا التحول خلال الزمن فنحصل على المنحنى التالي :

1-ننجز هذه القياسات عند درجة الحرارة θ = 25°C ، حدد ، مبيانيا ، كمية المادة لثنائي أوكسيد الكربون المتكون عند نهاية التجربة …………….......................................……...…0.5ن
2-حدد كميات المادة البدئية للمتفاعلات ...........................................................0.5ن
3-أنشئ جدول التقدم لهذا التحول ، ثم استنتج : التقدم الأقصى و المتفاعل المحد...........0.5ن
4- كمية المادة القصوية ثنائي أوكسيد الكربون ( قارن مع النتيجة التجريبية)................0.25ن
5- ما أشكال المنحنيات الممثلة للضغط P بدلالة الزمنt في الحالات التالية:
• CA’ = 3.0mol.L-1 عند درجة الحرارة θ = 25°C............................0.25ن
• CA’ = 3.0mol.L-1 عند درجة الحرارة θ = 20°C..................................0.25ن

الجزء الثاني: نهدف من هذا الجزء ، التحقق من إشارة اللصيقة على قارورة الماء المعدني : تشير اللصيقة إلى
التركيز الكتلي ب mg/L : هيدروجينوكربونات : 403 وpH = 7,0
معطيات : المزدوجة CO2,H2O / HCO3- pKA1 = 6,4 :
المزدوجة HCO3- /CO3- : pKA2 = 10,3
منطقة الانعطاف لكاشف أخضر البروموكريزول هي 3,8 - 5,4
منطقة الانعطاف لكاشف أحمر البروموفينول هي 5,2 - 6,8
منطقة الانعطاف لكاشف أ زرق البروموتيمول هي6,0 - 7,6
1- أعط مخطط مجال الهيمنة لأنواع كيميائية للمزدوجتين التي ينتمي إليها أيون هيدروجينوكربونات.....0.25ن
2- ما النوع الكيميائي المهيمن في الماء المعدني المدروس ؟ علل حوابك .........................................0.25
3- نعاير حجما V1 = 20,0 mL من الماء المعدني بمحلول حمض الكلوريدريك تركيزه C2 = 1,0.10-2 mol.L-1 ، نسجل V2 حجم الحمض المضاف . فنحصل على المنحنيات التالية pH = f(V2) و dpH/dV2 =g(V2)
الصفحة6/1

الصفحة6/2
3-1- أكتب معادلة التفاعل معايرة أيونا ت الهيدروجينوكربونات .........................0.5ن
3-2- حدد إحداثيات نقطة التكافؤ E ،موضحا الطريقة المستعملة...........................................0.25ن
3-3- ما الكاشف الملون المناسب المقترح ؟ علل الجواب............................................0.25ن.
3-4- حدد تركيز أيونات هيدروجينوكربونات للماء المعدني
هل توافق إشارة اللصيقة الموجودة على القارورة ......0.5ن









الفيزيــــــاء
التمرين 1 : حركة السقوط الرأسي لكرية من البوليسترين في الهواء
1- دافعة أرخميدس
1-1- عرف دافعة أرخميدس...................................................................................0.25ن
1-2- أحسب FA شدة دافعة أرخميدس المطبقة من طرف الهواء على الكرية...........................0.25ن
1-3- يمكن أن نكتب العلاقة FA = mA . g .ما تمثل mA ؟ أحسب mA ..............................0.25ن
معطيات: الكتلة الحجمية للهواء μair = 1.3g.L-1 حجم الكرة = 4/3.π.r3 V g = 9.8 N.kg-1
شعاع الكرية r = 3.5cm
2- نضع الكرية كتلتها m فوق كفة الميزان
2-1- أجرد القوى المطبقة على الكرية ثم مثلها .نرمز لدافعة أرخميدس ب FA و نرمز لتأثير كفة الميزان على الكرة ب R ...................................................................................................0.25ن
2-2- استنتج العلاقة بين الشدات التالية P و FA و R..........................................................0.25ن
2-3- في شاشة الميزان نقرأ الكتلة m’ حيث ، أعط تعبير كتلة الكرة m بدلالة m’ وmA ،
ثم أحسب m ، نعطي= 2.29g m’ و mA = 0.23 g ......................................................0.25ن
2-4- قارن P و FA ثم استنج....................................................................................0.25ن
3- دراسة حركة السقوط الرأسي في الهواء
ننجز تسجيل فيديو (10صور في الثانية ) لحركة سقوط كرة من البوليسترين في مكان ملائم لهذه الدراسة .
يمكن البرنام من تحديد المواضع المتتالية للكرة، ثم بواسطة مجدول نحصل على المنحنى التجريبي vexp = f(t) التالي :








الصفحة6/2

الصفحة6/3



نفترض أن قوة الاحتكاك المائع هي Ff =- k.v
3-1- أجرد القوى المطبقة على الكرية ثم مثلها ................................................................0.25ن
3-2- أوجد المعادلة التفاضلية لحركة التي تخضع لها السرعة v . نختار محورا رأسيا موجها نحو الأسفل.........................................................................................................0.5ن
3-3- ما قيمة عندما تصل السرعة قيمتها الحدية l v .................................................0.25ن
3-4- أوجد التعبير الحرفي للسرعة الحدية l v بدلالة m وmA وg وk ...................................0.25ن
3-5- حدد السرعة الحدية l v مبيانيا ............................................................................0.25ن
3-6- حدد قيمة الثابتة k ..........................................................................................0.25ن
3-7- بين أن : ..................................................................0.5ن
3-8- باستعمال طريقة أولير، أتمم الجدول التالي: ............................................................0.5 ن

vi ب m.s-1 2.92
ti + ∆t بs 0,1 0.2 0.3 0.4



التمرين 2 : انتشار الموجات
يهدف هذا التمرين إلى دراسة بعض مظاهر انتشار الموجات
معطيات : سرعة الصوت في الهواء ِ: v =340 m.s-1
سرعة الضوء في الفراغ : c=3.0.108m.s-1
تردد الموجة لا يتعلق بوسط الانتشار
1- تسقط قطرة ماء مطر على سطح ماء في في حالة سكون ، فتحدث تموجا دائريا ينتشر على سطح الماء.
1-1- هل الموجة طولية أم مستعرضة ؟ علل الجواب...........................................................0.25ن
1-2- لماذا تكون الموجة دائرية ؟...................................................................................0.25ن
2- نحدث بواسطة الآلة الموسيقية صوتا ، يلتقط الميكروفون المرتبط بكاشف التذبذب هذا الصوت فنحصل على التسجيل التالي : الحساسية الأفقية 250μs.div-1
الصفحة6/3
الصفحة6 /4

2-1 حدد الدورT والتردد N لهذا الصوت ، مفسرا الطريقة المستعملة .........................0.25ن
2-2- أحسب طول الموجة λ لهذا الصوت ...........................................................0.25ن
3- المظهر التموجي للضوء
3-1- أعط اسم ظاهرة تؤكد أن الضوء عبارة عن موجة ..............................................0.25ن
3-2- أذكر ميزة أوتجربة تبرهن على أن الموجة الضوئية ليست موجة ميكانيكية ...............0.25ن
3-3 إلى أي صنف تنتمي هذه الموجة .....................................................................0.25ن
4- نرسل حزمة من الضوء الأبيض على وجه موشور ، فنلاحظ طيفا مستمرا من الألوان
4-1- ماذا تبين هذه الملاحظة بالنسبة لطبيعة الضوء الأبيض..........................................0.25ن
4-2- فسر باختصار ظاهرة تبدد الضوء بواسطة موشور ...............................................0.25
5- تتميز الموجة الأحادية اللون تنتمي إلى المجال المرئي في الفراغ ،بطول موجتها λ0 حيث 380nm< λ0<780nm ;وبترددها ν حيث 3,8.1014Hz< ν<7,9.1014Hz.
5-1- هل الموجة الأحادية اللون التي ترددها يساوي 9.1014Hz ، تنتمي إلى المجال المرئي أو المجال فوق البنفسجي أو المجال تحت الحمراء ، علل الجواب ........................................................0.25ن
5-2- ينتشر ضوء طول موجته λ = 750nm في وسط شفاف معامل انكسار هذا الوسط يساوي n =2 .
حدد السرعة C والتردد ν لهذا الضوء.هل هذا الضوء ينتمي إلى المجال المرئي أو المجال فوق البنفسجي أو المجال تحت الحمراء ، علل الجواب ...........................................................................................0.5ن
6- نضيء شقا عرضه a بضوء أحادي اللون طول موجته λ ، كما يبين الشكل التالي ،فنحصل على شاشة تبعد بالمسافة D عن الشق ، على صورة لحيود الضوء .نميز البقعة المركزية بالزاوية θ حيث
6-1- انقل الشكل موضحا فيه الزاوية θ ، ماذا تمثل الزاوية θ...........................................0.25ن
6-2- نحتفظ بنفس عرض الشق a والمسافة D ، ثم نعيد التجربة بإرسال مرة موجة من الضوء الأحمر ومرة أخرى موجة من الضوء الأزرق .في أي حالة نحصل على بقعة مركزية ذات عرض أكبر. علل الجواب ....0.25ن
6-3- عندما نعوض الضوء الأحادي اللون بالضوء الأبيض نحصل على صورة للحيود عبارةعن سلسلة من الأطياف المتقزحة .فسر الظاهرة الملاحظة ..................................................................0.25ن





الصفحة6 /4

الصفحة6 /5
التمرين3:النظام الانتقالي للدارة RLC
نعتبر الدارة التالية ، حيث R مقاومة الموصل الأومي وL معامل التحريض الوشيعة مقاومتها مهملة وC سعة المكثف .ندرس تفريغ المكثف في الوشيعة والتذبذبات االناتجة عنه.
نرمز للشحنة اللحظية للمكثف عند اللحظة t ب q(t) .ونرمز للشدة اللحظية للتيار عند اللحظة بi(t) ونرمز للتوتر اللحظي بين مربطي المكثف عند اللحظة t ب u(t)
الشكل1

1- نحتفظ بالتوجيهات المشار إليها في الشكل 1 ، أوجد العلاقة بين q(t) و u(t)من جهة والعلاقة بين q(t)و i(t) ثم استنتج تعبير i(t) بدلالة u(t) ......................................0.5ن
2- أوجد المعادلة التفاضلية التي يخضع لها التوتر u(t)..................................0.25
3- نعتبر الآن أن المقاومة R منعدمة والتوتر البدئي u(0)= E .
بين أن تعبير u(t) حل المعادلة التفاضلية المحصل عليها هو u(t) = Acos(2π/T0+ B) محددا الثوابت AوBوT0 .....................................................................................0.5ن
4- استنتج تعبير i(t).......................................................................................0.25
5- أعط تعبير القيمة القصوية التي يصل إليها التوتر uبين مربطي المكثف بدلالة الطاقة المخزونة في المكثف Ec وسعة المكثف C .............................................................0.25 .
6- ندرس الآن الحالة التي تكون فيها المقاومة غير منعدمة.لدينا دائما u(0) = E .
6-1- أوجد المعادلة التفاضلية التي يخضع لها التوتر u(t) .نضع ................0.5ن
6 -2- بين أن هذه المعادلة التفاضلية تكتب على الشكل التالي ...0.5ن
6-3- لهذه المعادلة التفاضلية 3حلول حسب جذور المعادلة التالية :
*إذا كان المميز Δ’=يكون النظام حرجا.
*حدد تعبير المقاومة الحرجة RC بدلالة L و C .....................................................0.5ن
7- في حالة إذا كان المميز Δ’= يكون النظام مخمدا و شبه دوري ويكون تعبير شبه الدور في هذه الحالة هو
7-1- ما يصير تعبير شبه الدور عندما تكون المقاومة R =0 ؟ ومثل شكل المنحنى u(t) في هذه الحالة ...............................................................................................0.5ن
7-2- في حالة ، قارن T0 وT ……………………… ..........0.5ن
الصفحة6 /5
الصفحة6/6

التمرين 4: قانون التناقص الإشعاعي
الفوسفور1532P نويدة مشعة تتفتت بانبعاث إلكترون .له عمر النصف t1/2 = 14,3j .
1- خلال التفتت يتكون الكبريت S، أكتب معادلة هذا التفتت ...............................0.5ن
نذكر أن العلاقة بين الثابتة الإشعاعية λ وعمر النصف t1/2 هي : λ t1/2 = ln2/
نريد دراسة تطور عدد النويات المشعة لعينة خلال الزمن باستعمال العلاقة
N (t)= - λ.N(t). ∆t ∆حيث( ∆N(t تغير عدد النويدات المشعة ، خلال مدة زمنية ∆t و N(t) عدد النويدات المتواجدة عند اللحظة t .عدد النويدات المشعة البدئية للعينة N(0) = 1022
2- ما عدد النويدات المشعة التي تفتت خلال خمسة ايام الأولى...............................0.5ن.
3- ما عدد النويدات المتبقية بعد 5أيام نرمز لهذه القيمة N(5j).............................0.25ن
4- بإعادة إنجاز السؤال 2 و3 خلال الزمن ، املأ الجدول التالي :............................0.5ن
t(j) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
N(t) 1022

5- مثل تطور عدد النويدات المشعة N بدلالة الزمن .................................................0.5ن
6- كتلة نواة الفوسفور 32 تساوي m(P)= 5,35631.10-26Kg وكتلة الكيبريت المتكون هي m(S) = 5,35608.10-26Kg .
احسب النقص الكتلي للعينة المدروسة خلال 45يوم. معطيات: كتلة الإلكترون me = 9,10939.10-31Kg.........................................................................................0.5ن
7- استنتج الطاقة المحررة خلال 45يوم...................................................................0.5ن
نذكر أن قيمة سرعة الضوء هي c = 3.108m/s.