حل بكالوريا 2014 علوم فيزيائية شعبة علوم تجريبية — الموضوع الأول مفصّل خطوة بخطوة
شعبة علوم تجريبية · الموضوع الأول · على 20 · 33 سؤالاً
التمرين الأول 4 ن
- I-10,5 ناكتب المعادلتين النصفيتين للأكسدة والإرجاع.
الحل
- إرجاع (يكتسب إلكترونين): .
- أكسدة شوارد اليود (تفقد إلكترونين): .
- جمع المعادلتين يعطي معادلة التفاعل المعطاة.
الجواب و
انتبه عكس الدورين: الماء الأكسجيني هنا هو المؤكسد (يُرجَع).
- I-20,5 ناحسب كميتي المادة للماء الأكسجيني و لشوارد اليود في المزيج الابتدائي.
- I-30,75 نأعد كتابة جدول التقدم للتفاعل وأكمله (في الحالة النهائية )، ثم استنتج المتفاعل المحد.
الحل
- الحالة الابتدائية (): ؛ ؛ بزيادة ؛ ؛ بزيادة.
- الحالة الانتقالية: ؛ ؛ بزيادة ؛ ؛ بزيادة.
- الحالة النهائية مع : ؛ ؛ بزيادة ؛ ؛ بزيادة.
- ، إذن شوارد اليود هي المتفاعل المحد.
الجواب الحالة النهائية: ، ، . المتفاعل المحد: .
انتبه كتابة : معامل هو .
- II-10,75 نأ) ما الهدف من إضافة الماء والجليد؟ ب) ضع رسماً تخطيطياً للتجهيز التجريبي المستخدم في عملية المعايرة.
الحل
- أ) الماء يخفض التراكيز والجليد يخفض درجة الحرارة: عاملان حركيان يوقفان التفاعل عملياً، فنعاير كمية ثنائي اليود الموجودة في اللحظة t بالضبط.
- ب) عناصر الرسم: حامل وماسك، سحاحة مدرجة مملوءة بمحلول ثيوكبريتات الصوديوم وصنبورها، بيشر يحوي العينة (ماء اليود + صمغ النشاء: لون أزرق)، قضيب مغناطيسي ومخلاط مغناطيسي، وحوض (ماء + جليد).
- التكافؤ عند اختفاء اللون الأزرق.
الجواب أ) التوقيف الآني لتفاعل تشكل في اللحظة المعتبرة . ب) سحاحة مدرجة (ثيوكبريتات الصوديوم) على حامل، فوق بيشر فيه العينة وصمغ النشاء، على مخلاط مغناطيسي.
- II-2 أ0,5 نعرّف واكتب عبارة السرعة الحجمية للتفاعل.
الحل
- السرعة الحجمية هي سرعة التفاعل في وحدة الحجم من المزيج التفاعلي.
- مع حجم المزيج.
الجواب سرعة التفاعل في وحدة الحجم:
- II-2 ب0,5 ناحسب السرعة الحجمية للتفاعل في اللحظتين و .
الحل
- .
- عند : المماس (المنقط في الشكل) يمر بالمبدأ وبالنقطة ، ميله .
- .
- عند : ميل المماس ، إذن .
- السرعة تتناقص مع الزمن بسبب تناقص تراكيز المتفاعلات.
الجواب و
انتبه القسمة على 100 mL بدل الحجم الكلي 200 mL.
- II-2 ج0,5 نعبّر عن سرعة اختفاء شوارد بدلالة السرعة الحجمية للتفاعل واحسب قيمتها في اللحظة . (اكتب القيمة بـ )
التمرين الثاني 4 ن
- 10,5 ناكتب قانوني الانحفاظ في التفاعلات النووية ثم عيّن قيمة و . (اكتب )
الحل
- انحفاظ العدد الكتلي (النكليونات): ، إذن .
- انحفاظ العدد الشحني: ، إذن .
الجواب و
- 2 أ1 ناحسب الطاقة المحرّرة عن انشطار نواة واحدة من البلوتونيوم 239 واستنتج النقص في الكتلة المكافئ.
الحل
- .
- .
- إذن .
الجواب (طاقة محررة ) و
انتبه جمع طاقات الربط بدل طرحها، أو احتساب طاقة للنترونات الحرة.
- 2 ب0,75 نضع مخططاً طاقوياً يمثل الحصيلة الطاقوية لتفاعل انشطار نواة البلوتونيوم 239.
الحل
- المستوى الأعلى: النكليونات منفصلة .
- سهم صاعد من إلى المستوى الأعلى طوله .
- سهم نازل من المستوى الأعلى إلى طوله .
- الفرق بين المستويين السفليين هو الطاقة المحررة (سهم نازل).
الجواب ثلاثة مستويات: في الأعلى ، في الوسط ، في الأسفل .
- 30,75 نيستهلك مفاعل نووي كل يوم () كتلة من البلوتونيوم 239 قدرها . احسب الاستطاعة المتوسطة للمفاعل. (اكتب القيمة بـ )
الحل
- نواة.
- .
- .
- .
الجواب
انتبه نسيان تحويل MeV إلى J أو اليوم إلى ثوان.
- 4 أ0,5 نماذا يمثل المنحنى المقابل (الشكل-2) وما الفائدة منه؟
الحل
- هو منحنى أستون : طاقة الربط لكل نكليون في النواة بدلالة عدد نكليوناتها.
- الفائدة: تحديد آلية استقرار الأنوية؛ الأنوية في أسفل المنحنى (حول A بين 20 و 190 تقريباً، وأدناها قرب 60) أكثر استقراراً.
الجواب منحنى أستون: تغيرات بدلالة . فائدته: تحديد استقرار الأنوية (مقارنة استقرارها).
- 4 ب0,5 نأعد رسم المنحنى بشكل كيفي وحدّد عليه مواضع الأنوية: ، ، .
الحل
- نضع النقاط بإحداثياتها : ، ، .
- نرسم سهمي انشطار من Pu نحو Mo و Te: النواتج أدنى على المنحنى، أي أكثر استقراراً.
الجواب عند على الجزء الصاعد يميناً، عند و عند في منطقة الاستقرار.
التمرين الثالث 4 ن
- 1 أ0,5 نأعد رسم الدارة الكهربائية وحدّد جهة التيار الكهربائي مع التعليل.
الحل
- سهم التوتر E يشير إلى القطب الموجب (الأعلى).
- خارج المولد يمر التيار من إلى : عبر ثم ويعود إلى المولد.
الجواب يمر التيار من القطب نحو القطب خارج المولد: من إلى ثم .
- 1 ب0,25 نأعط عبارة شدة التيار الكهربائي في النظام الدائم.
- 2 أ1,25 نلمشاهدة التوتر الكهربائي بين طرفي الناقل الأومي على شاشة راسم اهتزاز مهبطي ذي ذاكرة: بيّن كيفية التوصيل براسم الاهتزاز المهبطي لمشاهدة تطور ، مثّله كيفياً بدلالة الزمن، وما هو المقدار الفيزيائي الذي يُماثله في التطور؟
الحل
- نوصل مدخل راسم الاهتزاز بالنقطة والأرضي بالنقطة .
- المنحنى: ينطلق من عند ويتزايد ثم يستقر عند .
- إذن : المقدار الذي يماثله في التطور هو شدة التيار.
- في الرسم (بالقيم الناتجة عن السؤال ج): ؛ المحور الأفقي بوحدة والعمودي بالفولط.
الجواب المدخل في والأرضي في . يتزايد من نحو قيمة حدية . يماثل تطور شدة التيار .
- 2 ب0,75 نجد المعادلة التفاضلية لتطور شدة التيار المار في الدارة.
الحل
- قانون جمع التوترات: .
- .
- ومنه ، أو .
الجواب
انتبه نسيان الحد لمقاومة الوشيعة.
- 2 ج0,75 نإن حل المعادلة التفاضلية السابقة هو حيث الزمن بالثانية وشدة التيار بالأمبير . استنتج قيمة كل من ، (ثابت الزمن) و .
- 2 د0,5 ناكتب العبارة اللحظية للطاقة المخزنة في الوشيعة واحسب قيمتها في اللحظة . (اكتب القيمة بـ )
التمرين الرابع 4 ن
- 1 أ0,25 نمثّل القوى الخارجية المطبقة على مركز عطالة الجسم .
الحل
- و متعاكسان على الشاقول.
- أفقية نحو لأن الحركة نحو .
الجواب الثقل (شاقولي نحو الأسفل)، رد الفعل (عمودي على المستوي نحو الأعلى)، قوة الاحتكاك (أفقية عكس جهة الحركة).
- 1 ب0,5 نبتطبيق القانون الثاني لنيوتن بيّن أن المعادلة التفاضلية المميزة للحركة تعطى بالعبارة: .
الحل
- في المعلم العطالي (السطحي الأرضي): ، أي .
- بالإسقاط على منحى الحركة: .
- ومنه .
الجواب ، وبالإسقاط على منحى الحركة: .
- 1 ج0,75 نباعتبار النقطة مبدأ للفواصل، اكتب المعادلتين الزمنيتين و بدلالة ، و ، ثم استنتج العلاقة النظرية .
- 20,5 ناستنتج من المنحنى (الشكل-5) قيمة السرعة الابتدائية وشدة قوة الاحتكاك .
الحل
- معادلة البيان: ، وبالمطابقة مع .
- (الترتيب عند المبدأ)، إذن .
- الميل (مثلاً من إلى ).
- ، إذن .
الجواب و
انتبه استعمال بدل .
- 3 أ1 نادرس طبيعة حركة مركز عطالة الجسم بعد مغادرته النقطة في المعلم .
الحل
- مع القوة الوحيدة: ، أي .
- بالإسقاط: و .
- إذن مسقط الحركة على منتظم، وعلى متغير بانتظام (متسارع).
- ثابت، ؛ و ، .
الجواب على حركة مستقيمة منتظمة: ؛ على متغيرة بانتظام متسارعة: .
حركة قذيفة في مجال الجاذبيةالقانون الثاني لنيوتن (حركة مستقيمة)
- 3 ب0,25 ناكتب معادلة مسار الحركة .
- 3 ج0,75 نحدّد المسافة الأفقية وسرعة الجسم في الموضع .
الحل
- بيانياً: عند نقرأ ، إذن .
- من معادلة المسار: ، إذن .
- مدة السقوط: .
- و .
- (دون تدوير وسيط: ).
الجواب و
حركة قذيفة في مجال الجاذبيةالقانون الثاني لنيوتن (حركة مستقيمة)
التمرين التجريبي 4 ن
- 10,25 نأعط بروتوكولاً تجريبياً توضح فيه كيفية تحضير محلول للحمض الصلب تركيزه المولي وحجمه .
الحل
- نحسب الكتلة اللازمة: .
- نزنها بميزان إلكتروني في زجاجة ساعة، ثم ننقلها بواسطة قمع إلى حوجلة عيارية سعتها V.
- نضيف قليلاً من الماء المقطر ونرج حتى الذوبان التام، ثم نكمل بالماء المقطر حتى خط العيار ونرج للتجانس.
الجواب نزن الكتلة ونذيبها في حوجلة عيارية سعتها ثم نكمل بالماء المقطر إلى خط العيار ونرج.
- 20,5 نعرّف الحمض حسب برونشتد واكتب معادلة تفاعله مع الماء.
الحل
- تعريف الحمض: فرد كيميائي قابل لفقدان بروتون أو أكثر خلال تفاعل كيميائي.
- .
الجواب فرد كيميائي قابل لفقدان بروتون أو أكثر خلال تفاعل كيميائي.
- 31,25 نأكمل الجدول السابق.
الحل
- و .
- العمود الأول: ، ، .
- العمود الثاني: ؛ ؛ .
- العمود الثالث: ؛ ؛ .
- العمود الرابع: ؛ ؛ .
- العمود الخامس: ؛ ؛ .
- ملاحظة: في الإجابة النموذجية الرسمية كُتبت بعض القوى خطأً ( بدل في سطر ، و بدل ). القيم أعلاه مصحّحة، والنتائج النهائية للإجابة الرسمية لا تتغير.
الجواب (mol/L): ؛ ؛ ؛ ؛ . : ؛ ؛ ؛ ؛ . : ؛ ؛ ؛ ؛ .
انتبه أخذ : الفرق مهم خاصة للتراكيز الصغيرة (العمود الأخير).
الأحماض الضعيفة: pH وثابت الحموضة pKaجدول التقدم والمتفاعل المحد
- 40,5 نجد عبارة المحلول المائي للحمض بدلالة الثابت للثنائية .
- 5 أ0,5 نارسم المنحنى واكتب معادلته.
الحل
- نعلّم النقاط الخمس (log على محور الفواصل، pH على محور التراتيب) فنجدها على استقامة واحدة.
- نمدد المستقيم حتى محور التراتيب: يقطعه عند ، وميله .
- معادلة البيان: .
الجواب مستقيم ميله :
- 5 ب0,5 نحدّد بيانياً قيمة الثابت للثنائية ثم استنتج صيغة الحمض من الجدول المعطى:
- أ
- ب
- ج
الحل
- من المعادلة: عند يكون .
- الثنائية التي هي .
الجواب ، الحمض هو .
- 5 ج0,5 نرتّب هذه الأحماض حسب تزايد قوتها الحمضية مع التعليل.
الحل
- تزداد قوة الحمض بتزايد ، أي بتناقص .
- ، إذن الترتيب: ثم ثم (الأقوى).
الجواب