Physique-Chimie : Session 2009

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EXERCICE DE CHIMIE (7 POINTS)Les deux parties sont indépendantes et obligatoiresA – On réalise la réaction entre le soufre et le fer II. On obtient un solide gris foncé de masse 17,6g.1 – Donner le nom et la formule du produit obtenu. (1pt)2 – Écrire l’équation bilan de la réaction (1pt)3 – Calculer la masse du fer qui a réagi dans la réaction (1pt)On donne : M(Fe) = 56g/mol ; M(S)  32g/molB – Un élève dispose de trois solutions A, B et C dont les pH sont respectivement :– Solution A, pH = 7– Solution B, pH = 10– Solution C, pH = 3,11 – Donner la nature de chacune de ces solutions (1,5pts)2 – Il verse quelques gouttes de B.B.T dans les trois solutions.a) Compléter le tableau suivant : (1,5pts)

Solutions A B C
Teinte obtenue   

b) Quel est l’ion responsable du changement de couleur :– dans la solution B ? (0,5pt)– et dans la solution C ? (0,5pt)EXERCICE DE MÉCANIQUES (6 POINTS)Un élève du CEG Malaza mesure le poids d’un corps homogène de volume 125cm3. Il trouve 2,5N.1 – Quel appareil utilise-t-il pour effectuer cette mesure ? (1pt)2 – Calculer la masse du corps. (1pt)3 – Calculer la masse volumique du corps (1pt)4 – L’élève plonge maintenant le corps dans l’eaua) Le corps coule. Pourquoi ? (1pt)b) Donner le sens de la poussée d’Archimède. (1pt)c) Calculer l’intensité de la poussée d’Archimède exercée par l’eau sur le corps. (1pt)On donne : Masse volumique de l’eau : aeau  = 1g/cm3, g = 10N/kgEXERCICE ÉLECTRICITÉ (5POINTS)Un élève fait une installation électrique dans un bâtiment scolaire. Cette installation est alimentée par un secteur de 220V, comportant de trois lampes.– Une lampe L1 portant les indications : (220V ; 60W) – Une lampe L2 portant les indications : (220V ; 100W) – Une lampe L3 portant les indications : (220V ; 75W) 1 – Comment sont branchées les trois lampes ? (1pt)2 – Que signifient les indications 220V et 60W portées par la lampes L1 ? (1pt)3 – Préciser la lampe qui consomme plus d’énergie parmi les trois  lampes lorsqu’elles fonctionnent dans une même durée. (0,5pt)4 – Calculer l’intensité du courant qui traverse la lampe L3. (1pt)5 – Calculer l’énergie totale consommée par les trois lampes lorsqu’elles fonctionnent pendant quatre heures, exprimée en Wh. (1,5pts)EXERCICE D’OPTIQUE (2 POINTS)Un rayon lumineux issu d’une source ponctuelle S arrive sur un miroir plan (M) en I (voir figure)1 – Qu’appelle – t – on le rayon SI ? (0,5pt)2 – Calculer l’angle d’incidence î. (0,5pt)3 – En reproduisant la figure, tracer le rayon réfléchi IR correspondant et construire l’image S’ de la source S par le miroir (M). (0,5 + 0,5pt)

Corrigés
EXERCICE DE CHIMIE A –1- Le nom du produit obtenu est : sulfure de fer.La formule du produit est : FeS.2- L’équation bilan de la réaction est : Fe + S → FeS3- La masse de fer qui a réagi est :On sait que : M(Fe)=56 g/mol ; M(S)=32g/mol ;M (FeS) = 56 + 32 = 88 g ; M (FeS) obtenu après la réaction = 17,6 gD’après l’équation bilan, B-1- La nature de chacune des solutions est :A, pH = 7 : neutre.B, pH = 10 : basique.C, pH = 3,1 : acide.2-a) Tableau

Solutions A B C
Teinte bleue Verte Bleue Jaune

b) L’ion responsable du changement de couleur est :– Dans B : ion OH (ion hydroxyde).– Dans C : ion H+ (ion hydrogène).EXERCICE DE MÉCANIQUES 1- L’appareil de mesure du poids est : le dynamomètre.2- La masse du corps est :On sait que : Poids = 2,5 N ; g = 10 N3- La masse volumique du corps est :On sait que : volume = 125 cm3 = 0,125 dm34-a) Le corps coule parce que : la masse volumique du corps est supérieure à la masse volumique de l’eau.b) Le sens de la poussée d’Archimède est : du bas vers le haut.c) L’intensité de la poussée d’Archimède exercée sur le corps par l’objet est :On sait que : masse volumique eau = 1 kg/dm3 ; volume objet = 0,125 dm3 ; g = 10 N/kgForme littérale :PA = masse volumique eau x volume objet x g    Application numérique:PA = 1 x 0,125  x 10 = 1,25 NEXERCICE ÉLECTRICITÉ 1- Les trois lampes sont branchées : en dérivation.2- 220 V signifie : la tension nominale de la lampe L1.60 W signifie : la puissance nominale de la lampe L1.3- La lampe qui consomme le plus d’énergie est : la lampe L2 parce que sa puissance nominale est plus élevée.4- L’intensité du courant dans la lampe L3 est :On sait que : Puissance L3 = 75 W ; tension L3 =220 V5- L’énergie consommée par les trois lampes est :On sait que :Forme littérale :Énergie = énergie L1 + énergie L2 + énergie L3 = (Puissance L1 x temps) + (Puissance L2 x temps) + (Puissance L3 x temps)*On peut faire le calcul comme çaApplication numérique:Énergie = (60 x 4) + (100 x 4) + (75 x 4) = 240 + 400 + 300 = 940 W*On peut aussi factoriser le tempsÉnergie = (Puissance L1 x temps) + (Puissance L2 x temps) + (Puissance L3 x temps)Énergie = (Puissance L1 + Puissance L2 + Puissance L3) x tempsApplication numérique:Énergie = (60 + 100 + 75 ) x 4 = 235 x 4 = 940 WEXERCICE D’OPTIQUE 1- Le rayon SI s’appelle : rayon incident.2- Calcul de l’angle d’incidence :Î = 90° – 60° = 30°3- Schéma :

 

Sujet complet (PDF)

Correction

Page 1

DIRECTION DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR Service dAppui au Baccalauréat BACCALAUREAT DE L'ENSEIGNEMENT GENERAL S E S S I 0 N 2 0 0. 9 Série

Epreuve de SCIENCES PHYSIQUES Durée 2 heures 15 mn Coefficients Obligatoire Facultatif A1 =1 Bonification A2 = 2 Bonification A Code matière 011

@ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ NB Les trois Exercices sont obligatoires. Machine à calculer autorisée (6 points) Al A2 EXERCICE 1 Une lame vibrante munie d'une pointe fine verticale provoque; en un point Sde la surface libre d'un liquide au repos, des ondes sinusoïdales déquation Ys (t) = 3.10-3 sin (1OOnt + z) (Ys en m; ten s) La célérité de propagation des ondes est 4Ocm.s-1 phénomènes observés sur la surface du liquide (1,50 0,50) 19) a- Décrire les b- Calculer l'élongation et la vitesse du point Sà linstant t=0,5s. (2,00 ; 1,50) 29) a- Ecrire Y'équation horaire du mouvement dun point M de la surface du liquide (2,00 ; 1,50) tel que SM-5cm: b- Comparer les mouvements de $ et de M. (0,50 ; 1,00) POUR A2 SEULEMENT 39) Représenter graphiquement |'aspect de la surface du liquide à Y'instant t-8.10-2s . On précisera le nombre et les rayons des crêtes observées à cet instant; (0,00 ;1,50)

EXERCICE 2 (7 points) On réalise une expérience dinterférences lumineuses avec le dispositif d' Young en utilisant une lumière monochromatique de longueur donde ^ = 0,60 um La source $ éclaire les deux fentes fines identiques parallèles S; et S2distantes de a = 2mm. Un écran d'observation est placé à une distance D = 3m du plan contenant S1 et S2et 'parallèlement à celui-ci. a- Faire le schéma de ce dispositif; on précisera les marches des rayons lumineux et la zone dinterférences lumineuses. (1,50 ; 1,00) b- Calculer linterfrange i. (1,50 ; 1,00) 2) Calculer l'abscisse x=OM du point Mde l'écran sur lequel passe la quatrième frange brillante du système. La frange centrale brillante est numérotée zéro (0) (2,00; 1,00) 3) La fente S émet maintenant une radiation monochromatique de longueur donde 2, =0,72 um- quelle distance de cette fente source S doit-on placer 'écran dobservation (E) pour que Y'interfrange i' obtenue avec ce dispositif soit égale à l'interfrange i de la question 1-b ? (NB les étapes du calcul doivent figurer dans votre copie) La distance entre la fente source $ et le plan contenant S1 et S2 est égale à 5Ocm. (2,00 ; 2,00)

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POUR A2 SEULEMENT 4)La fente $ émet maintenant deux radiations monochromatiques de longueur d'onde 21= 0,60 u m et ^2-0,72 u m. A quelle distance de la frange centrale aura lieu la première coïncidence des franges brillantes. (NB les étapes du calcul doivent figurer dans votre copie) (0,00 ; 2,00)

ExERCICE 3

(7 points)

L'énergie d'extraction dun électron d'une cellule photoémissive est Wo = 2,2eV a-Définir la longueur d'onde seuil. b- Calculer sa valeur pour la cathode de cette cellule. (1,00 ; 0,50) (2,00 ; 1,00) 2) On éclaire la cathode de cette cellule photoémissive par deux radiations monochromatiques de longueurs donde respectives 21 = 0,60 u m et ^2=0,40 um. Laquelle des deux radiations donne l'effet photoélectrique ? Expliquer. (2,00 ; 1,50) 3) Calculer la vitesse dun électron qui sort de la cathode dans le cas où il y a effet photoélectrique. (2,00 ; 2,00) POUR A2 SEULEMENT

Calculer la valeur absolue du potentiel d'arrêt Uo. (0,00 2,00)

On donne

Constante de Planck : Masse dun électron Vitesse de la lumière dans le vide Charge dun électron 1 pm = 10-6 m IeV = 1,6.10-19 J h =6,62.10-34 J.s me = 9,1.10-31 Kg c =3.108 m.s-1 9 = -e =-1,6.10-19 €