Physique-chimie : 2010
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EXERCICE DE CHIMIE (7 POINTS)Les deux parties sont indépendantes et obligatoiresA – On brûle complètement 4,48l du gaz méthane de formule CH4 avec le dioxygène. On obtient du dioxyde de carbone et de l’eau.1 – Écrivez la formule générale des alcanes (0,5pt)2 – Comment identifier le dioxyde de carbone ? (0,5pt)3 – Écrivez l’équation bilan de la combustion complète du méthane (1pt)4 – Calculez la masse de l’eau obtenue (1pt)On donne : M(C) = 12g/mol ; M(H) = 1g/mol ; M(O) = 16g/mol ; Volume molaire d’un gaz : V = 22,4 lB – On dissout 4 g de cristaux d’hydroxyde de sodium NaOH dans de l’eau distillée. On obtient une solution aqueuse de volume 100ml. On ajoute 3 gouttes de BBT dans la solution.1 – Donnez la teinte prise par la solution. (0,5pt)2 – Précisez le pH de la solution (0,5pt)3 – Écrivez l’équation de dissolution totale. (1pt)4 – Calculez la masse molaire de l’hydroxyde de sodium. (0,5pt)5 – Calculez le nombre de mole de l’hydroxyde de sodium dissout. (0,5pt)6 – Calculez la concentration molaire de la solution (1pt)On donne : M(Na) = 23g/mol ; M(O) = 16g/mol ; M(O) = 1g/mol.EXERCICE DE MÉCANIQUE (6 POINTS)Une boule de masse 200g de volume 250 cm3 et de centre de gravité G est suspendu à un support par un fil (voir figure ci-contre) 
1 – Calculez la masse volumique de la boule. (0,5pt) 2 – Calculez le poids de la boule (1pt) 3 – Quelles sont les deux forces qui s’exercent sur la boule ? (1pt) 4 – Représentez ces 2 forces à l’échelle 1cm pour 1N. (1pt) 5 – On coupe le fil, la boule tombe d’une hauteur 0,5m dans un récipient contenant de l’eau. a) Calculez le travail effectué par le poids (1pt) b) La boule flotte. Pourquoi ? (0,5pt) c) Calculez le volume de l’eau déplacée. On donne : g = 10N/kg (1pt) Masse volumique de l’eau = 1g/cm3EXERCICE ÉLECTRICITÉ (5 POINTS)On considère le montage d’un circuit électrique ci-dessous.
1 – Comment sont branchés la lampe et le résistor ? (0,5pt) 2 – Reproduisez le schéma et placez-y deux ampèremètres A et A1 qui mesurent respectivement l’intensité du courant principal et l’intensité du courant qui passe dans la lampe. (1pt) 3 – L’ampèremètre A indique 500mA et l’ampèremètre A1 indique 300mA. Calculez l’intensité du courant qui passe dans le résistor. (0,5pt) 4 – On donne UAB = 6V a) Calculez la résistance de la lampe (1pt) b) Sachant que R = 30Ω. Calculer la résistance équivalente de la lampe et du résistor. (1pt) c) Calculez la puissance électrique consommée par le résistor. (1pt)EXERCICE D’OPTIQUE (2 POINTS)1 – Énoncez la 2ème loi de la réflexion de la lumière (0,5pt)2 – Un rayon lumineux frappe sur une surface libre de l’eau. Quel est le phénomène physique qui se produit ? (0,5pt)3 – Énoncez les 7 couleurs de la lumière blanche (1pt)
B-1- La teinte prise par la solution est : bleue2- Le pH de la solution est : pH > 73- L’équation de dissolution dans l’eau est : NaOH → Na+ + OH–4- La masse molaire de l’hydroxyde de sodium est :On sait que : masse molaire Na = 23 g/mol – Forme littérale :Donc masse molaire NaOH = masse molaire Na + masse molaire O + masse molaire H– Application numérique :masse molaire NaOH = 23 + 16 + 18 = 40 g/mol5- Le nombre de mole d’hydroxyde de sodium dissout est :On sait que : masse NaOH = 4 g ; masse molaire NaOH = 40g/mo
6- La concentration molaire d’hydroxyde de sodium est :
EXERCICE DE MÉCANIQUE 1- La masse volumique de la boule est :
2-Le poids de la boule est :P = m x g = 0,5 x 10 = 5 N3- Les deux forces sur la boule sont :
4- Schéma : On va prendre comme échelle : 1 cm → 1 N
5-a) Le travail effectué par le poids est :Travail poids = poids x hauteur = 2 x 0,5 = 1 Jb) La boule flotte parce que sa masse volumique est inférieure à la masse volumique de l’eauc) Le volume d’eau déplacée est :N.B : Parce que la boule flotte, la poussée d’Archimède est égale au poids de la bouleOn sait que : masse volumique eau = 1 kg/dm3
EXERCICE ÉLECTRICITÉ 1- La lampe et le résistor sont branchés en dérivation2- Schéma :3- L’intensité du courant qui passe dans le résistor est :On sait que : Intensité circuit = 500mA ; intensité lampe = 300 mAN.B Le branchement est en dérivation, donc : – Forme littérale :Intensité circuit = intensité lampe + intensité résistorintensité résistor = Intensité circuit – intensité lampe– Application numérique :intensité résistor = 500 – 300 = 200 mA4-a) La résistance de la lampe est :On sait que : tension lampe = tension circuit = 6 V ; intensité lampe = 300 mA = 0,3 A
b) Calcul de la résistance équivalente de la lampe et du résistor :N.B Le branchement est en dérivation, donc :
c) Calcul de la puissance électrique consommée par le résistor :N.B On sait que : tension résistor = tension circuit = 6 V ; intensité résistor = 200 mA = 0,2 A– Forme littérale :Puissance résistor = tension résistor x intensité résistor– Application numérique :Puissance résistor = 6 x 0,2 = 1,2 WEXERCICE D’OPTIQUE1- La 2eme loi de la réflexion de la lumière est : l’angle d’incidence est égal à l’angle de réflexion.2- Le phénomène physique qui se produit est : la réfraction de la lumière.3- Les 7 couleurs de la lumière blanche sont : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Corrigé disponible
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DIRECTION DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR BACCALAUREAI DE L'ENSEIGNEMENT GENERAL Service dAppui au Baccalauréat S E S S I 0 N 2 0 1 0 Série Epreuve de SCIENCES PHYSIQUES Durée 2 heures 15 mn A Code matière 011 Coefficients OBL FAC Al;1 Bonificaticn A2: 2 Bonification @ @ @ @ { { & @ N @ W e W @I { N ( @ W (0 1 @ NB Les trois Exercices sont obligatoires: Machine à calculer non programmable autorisée. ExERCICE 1 (6 points) A1 A2 Une Iame vibrante munie de deux pointes détermine; en deux points S; et S2de la surface libre dun liquide au repos; des mouvements vibratoires d'équation horaire Ys =Ys; =2.10*' sin(4O0æt) (ys ' Ys; en m ; t en s) 1 a) Quel phénomène physique se produit-il à la surface libre du liquide ? 1 1) b) Qu'observe-t-on à la surface libre du liquide ? 2 La longueur donde est ^ = 2.10*2 m. Calculer la célérité de propagation des ondes. (1,5; 1) 3. On considère un point M appartenant à la surface libre du liquide tel que d1 = SqM = 12,5 cm et d2= S2M = 4,5cm. Déterminer l'équation horaire du mouvement du point M (2,5;1,5) POUR A2 SeUleMENT 4 Déterminer le nombre et les positions par rapport à S1 des points immobiles sur le segment [s,s2] (o; 1,5) On donne S1S2= d = 2,8 cm. ExERCICE 2 points) Dans un dispositif interférentiel d'Young; la distance séparant les deux fentes fines F1 et Fz identiques et parallèles; est a = 1,9 mm. L'écran Eest placé à une distance D = 2mdu plan des fentes. On éclaire le dispositif avec une radiation rouge de longueur donde ^ _ 1, Expliquer le phénomène observé sur lécran E (1,5;1,5) 2 La dixième frange obscure se trouve à une distance d = 7,6 mm de la frange centrale. a) Après avoir défini l'inlerfrange ;, la calculer; (1,5 ; 1 ) b) Calculer la longueur donde 2 de la radiation utilisée. (2 ; 1) 3. On éloigne lécran Edu plan des fentes en déplaçant de 0,5 m de sa position précédente . Déterminer la nouvelle distance de la dixième frange obscure à la frange centrale? (2 1,5) PouR A2 Seulement 4) On ramène Yécran à la distance D = 2 m, Le dispositif est maintenant éclairé par une source émettant une radiation rouge de longueur donde ^ et une autre radiation de longueur donde 1' On observe que la première coïncidence se produit à la 7eme frange brillante rouge et à la Bame frange brillante de lautre radiation. Calculer 23 (0 ; 2) EXERCICE 3 points) La cathode dune cellule photoélectrique au potassium est éclairée par deux radiations lumineuses monochromatiques de longueurs donde respectives 2,=0,49 pm et 42=0,6ô pm. L'énergie dextraction dun électron de la cathode au potassium est Wo = 2,25 ev 1. Définir l'énergie dextraction dun électron? (1;1 ) 2 Calculer la longueur donde seuil 20 du potassium; (2;1,5) 3. Laquelle de ces deux radiations provoque-t-elle l'effet photcélectrique ? (Votre réponse doit être justifiée). (2 ; 1,5) 4. Calculer; en joule; lénergie cinétique maximale dun électron à la sortie de la cathode au potassium, (2;1,5) POUR A2 SEULEMENT 5. Calculer la vitesse maximale dun électron àla sortie de la cathode au potassium. (0 ; 1.5) Ondonne Constante de Planck h =6,62.10-34 J.s Masse &un électron me = 9,0.10-31 kg Célérité de la lumière daris le vide c=3.108 m.s-1 Charge d'un électron 9 =-e=-1,6.10-19 € 1pm = 10-6 m 1eV = 1,6.10-1J 57