Physique-Chimie BEPC 1999 Madagascar : sujet et corrigé

CHIMIE (Les deux exercices sont obligatoires)

EXERCICE I sur 10points

On fait réagir de l’acide chlorhydrique sur du fer. La masse de fer ayant réagi est de 28g.

1 – Écrire l’équation-bilan de cette réaction. (2,5pts)

2 – Calculer le nombre de moles de fer ayant réagi. (2,5pts)

3 – Comment identifie-t-on le gaz obtenu ? (2,5pts)

4 – Calculer le volume du gaz obtenu. (2,5pts)

On donne Fe = 56g/mol ; Volume molaire 24l/mol

EXERCICE 2 sur 10 points

On réalise la combustion de 400cm³ de gaz butane dans l’air. On suppose la combustion complète.

1 – Quels sont les réactifs ? (1pt)

2 – Quels sont les produits obtenus pendant la combustion ? (1pt)

3 – Comment identifie-t-on les produits obtenus ? (2pts)

4 – Écrire l’équation bilan de cette combustion. (3pts)

5 – Calculer : a) le nombre de moles de butane brulé. (1pt)

b) le nombre de moles de dioxygène utilisé. (1pt)

c) le volume de dioxygène utilisé (1pt)

On donne : volume molaire = 24l/mol

PHYSIQUE (Les trois exercices sont obligatoires)

EXERCICE D’OPTIQUE (sur 6points)

1 – Complétez le tableau en marquant le phénomène prépondérant par une croix pour chaque matière. (2pts)

2 – Une source lumineuse ponctuelle S se trouve au-dessus d’un miroir (M)

a) Construire l’image S’ de S donnée par le miroir (M). (1pt)

b) Tracer le rayon qui arrive sous une incidence de 60° au point I. (1pt)

c) Tracer le rayon réfléchi en ce point I. (1pt)

d) On dit que S’ est une image virtuelle. Que signifie ce terme ? (1pt)

La source ne donne pas de figure pour la question 2 : la position de S et du point I sur le miroir n’est pas connue.

EXERCICE DE MÉCANIQUE (16 points)

On donne g = 10N/kg

Un groupe d’élève réalise l’expérience représentée par le schéma ci-dessous.

1 – Le corps A de masse m = 90g est suspendu à un dynamomètre (figure 1).

Quelle est l’indication du dynamomètre ? (2pts)

2 – Une éprouvette graduée contient 65cm³ d’huile (figure 2). Lorsqu’on immerge complément le corps A dans l’huile, le niveau d’huile monte jusqu’à la graduation 165cm³ et le dynamomètre indique 0,1M (figure3)

a) Énoncer le théorème d’Archimède (3pts)

b) Calculer le volume du corps A (2pts)

c) Calculer l’intensité de la poussé d’Archimède exercée par l’huile sur le corps A (2pts)

d) En déduire la masse volumique de l’huile. (3pts)

3 – Un élève laisse tomber le corps A d’une hauteur de 12m

a) Le travail effectué par le poids du corps A est – il moteur ou résistant ? Justifier la réponse. (3pts)

b) Calculer le travail effectuer par le poids du corps A. (1pt)

EXERCICE D’ÉLECTRICITÉ (18pts)

Les parties A et B sont indépendantes.

A – On veut déterminer la réaction d’un résistor à partir du tracé de sa caractéristique. Pour cela, on réalise le circuit électrique suivant

1 – Quel est le rôle – du générateur G (0,5pt)

– du Rhéostat Rh (0,5pt)
– de l’ampèremètre A (0,5pt)
– du voltmètre V (0,5pt)

2 – On fait vérifier l’intensité I du courant qui traverse le résistor R et on mesure la tension U, correspondant à chaque valeur de I. Les résultats de mesure sont donnés dans le tableau ci après.

a) Tracer la caractéristique \(U = f(I)\)
Échelle : 1 cm pour 25mA ; 1cm pour 1V (2pts)

b) Quelle est la nature de la courbe obtenue ? (1pt)

c) En interprétant la courbe obtenue, que peut-on dire de U et I ? (1pt)

d) Pourquoi certaine points ne se trouvent-ils pas exactement sur ola caractéristique du résistor ? (2pts)

e) À partir de la courbe obtenue, déterminer la tension U aux bornes du résistor lorsqu’il est traversé par un courant d’intensité 120mA. (1pt)

f) En déduire la valeur de la résistance du résistor. (2pts)

B – On réalise le nouveau circuit électrique schématisé comme suit :

1 – a) Comment sont branchés les résistors R₁ et R₂ ? (1pt)

b) Calculer la résistance équivalente à R₁ et R₂. (1pt)

2 – L’ampèremètre A indique 0,1 A Calculer

a) La tension U_AB entre les deux points A et B (1pt)

b) La tension U_AC entre les deux points A et C (2pts)

3 – Calculer

a) La puissance consommée par l’installation (1pt)

b) L’énergie consommée pendant 1h 30min en J et en Wh (1pt)