موضوع امتحان شهادة التعليم المتوسط BEM 2020 في العلوم الفيزيائية مع الحل — البيام — المنهاج الجزائري

الجزء الأول: (12 نقطة)

التمرين الأول: تحويل كيميائي (06 نقاط)

نحضر محلولاً مائياً من كلور الصوديوم (NaCl) بإذابة 5.85g من الملح الصلب في الماء المقطر للحصول على 500mL من المحلول.

1. أحسب التركيز المولي C للمحلول المحضر. (1 ن)
2. أكتب معادلة انحلال كلور الصوديوم في الماء. (0.5 ن)
3. أحسب التركيز المولي للأيونات الموجودة في المحلول. (1.5 ن)
4. نخفف 10mL من المحلول السابق لنحصل على 250mL من محلول مخفف، أحسب التركيز C’ للمحلول المخفف. (1.5 ن)
5. إذا أضفنا إلى المحلول المخفف كمية من نترات الفضة (AgNO3)، ماذا نشاهد؟ أكتب معادلة التفاعل. (1.5 ن)

التمرين الثاني: الميكانيك (06 نقاط)

نرمي كرة كتلتها m=200g من سطح الأرض بسرعة ابتدائية V0=20m/s وبزاوية alpha=30° مع الأفقي. نأخذ g=10N/kg.

1. أحسب طاقة الحركة الابتدائية للكرة. (1 ن)
2. باستخدام مبدأ انحفاظ الطاقة، أحسب أقصى ارتفاع تصله الكرة مع إهمال مقاومة الهواء. (2 ن)
3. أحسب سرعة الكرة عند أقصى ارتفاع. (1 ن)
4. ما هي طاقة الوضع الثقالية عند أقصى ارتفاع؟ (1 ن)
5. أحسب سرعة الكرة عند عودتها إلى مستوى الأرض. (1 ن)

الجزء الثاني: مسألة (08 نقاط)

دارة كهربائية منزلية تعمل على توتر 220V ومزودة بالقواطع الكهربائية التالية: مصباح (100W)، ثلاجة (150W)، تلفاز (120W)، مكواة (1500W)، غسالة (2000W).

1. أحسب القدرة الكهربائية الإجمالية للأجهزة إذا كانت تعمل كلها في آن واحد. (1 ن)
2. أحسب شدة التيار الكلي المار في الدارة الرئيسية. (1 ن)
3. إذا كان قاطع التيار الرئيسي (disjoncteur) بقوة 30A، فهل يكفي ذلك؟ علل. (1 ن)
4. ما نوع ربط الأجهزة في المنزل (تسلسل أم توازٍ)؟ لماذا؟ (1.5 ن)
5. أحسب استهلاك الطاقة الكهربائية بالـ kWh إذا اشتغلت الأجهزة السابقة كلها لمدة ساعتين مع العلم أن الغسالة تعمل فقط 30 دقيقة. (2 ن)
6. إذا كان سعر kWh هو 7 دنانير، أحسب تكلفة الاستهلاك. (1.5 ن)

✅ الحل النموذجي

التمرين الأول:

1. n=m/M=5.85/58.5=0.1mol. C=n/V=0.1/0.5=0.2mol/L.
2. NaCl(s) -> NaCl(aq) -> Na+(aq) + Cl-(aq).
3. [Na+]=[Cl-]=C=0.2mol/L (نسبة التفكك 100% لأن كلور الصوديوم شاردي قوي).
4. مبدأ التخفيف: CxV=C’xV’ -> 0.2×10=C’x250 -> C’=2/250=0.008mol/L.
5. نشاهد راسباً أبيض من كلوريد الفضة (AgCl). المعادنة: Ag+(aq)+Cl-(aq)->AgCl(s).

التمرين الثاني:

1. Ec0=0.5xmxV0^2=0.5×0.2×400=40J.
2. عند أقصى ارتفاع، السرعة العمودية = 0. الطاقة الكلية محفوظة: Ec0=Ec(zmax)+Epp(zmax). V(zmax)=V0xcos30=20×0.866=17.32m/s. Ec(zmax)=0.5×0.2×300=30J. Epp(zmax)=40-30=10J. zmax=Epp/(mg)=10/(0.2×10)=5m.
3. سرعة الكرة عند أقصى ارتفاع: V=17.32m/s (المركبة الأفقية ثابتة).
4. Epp(zmax)=10J.
5. بالعودة إلى الأرض: Epp=0، Ec=Ec0=40J -> V=(2Ec/m)^0.5=(80/0.2)^0.5=400^0.5=20m/s.

حل المسألة:

1. Ptot=100+150+120+1500+2000=3870W.
2. I=P/U=3870/220=17.59A.
3. نعم يكفي لأن 17.59A < 30A، فالدارة تتحمل التيار الكلي.
4. ربط الأجهزة على التوازي لكي يعمل كل جهاز باستقلالية عن الآخر وليكون توفر كل جهاز 220V (التوتر الاسمي).
5. المصباح: 100Wx2h=0.2kWh. الثلاجة: 150Wx2h=0.3kWh. التلفاز: 120Wx2h=0.24kWh. المكواة: 1500Wx2h=3kWh. الغسالة: 2000Wx0.5h=1kWh. المجموع=0.2+0.3+0.24+3+1=4.74kWh.
6. التكلفة=4.74×7=33.18 ديناراً.