Physique-Chimie : Session 2011

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EXERCICE DE CHIMIE (7 POINTS)
Les parties A et B  sont indépendantes et obligatoires
A – une barre de fer est exposée à l’air dans un endroit humide pendant quelques jours.
1 – Qu’observe t – on sur la barre ? (0,5pt)
2 – Quel est le nom de cette transformation chimique ? (1pt)
3 – Citez deux manières de protéger cette barre de fer contra cette réaction chimique. (1pt)
B – Sahondra prépare une solution de soude. Elle dissout 0,1mol de soude dans 100mL d’eau pure.
1 – Calculez la concentration molaire de la solution préparée. (1pt)
2 – Sahondra utilise cette solution pour réaliser une réaction chimique. Elle verse quelques gouttes de cette solution préparée dans un tube à essai contenant une solution de sulfate de cuivre II. Il se forme un précipité bleu de masse 0,49g.
a) Écrivez l’équation bilan de la réaction (1,5pts)
b) Calculez le nombre de moles d’ions OH- qui ont réagi. (2pts)

EXERCICE DE MÉCANIQUE (6POINTS)
I – On fait tomber un objet S de masse m = 0,07kg d’une hauteur h = 10m
1 – Le travail W effectué par le poids de l’objet S est – il moteur ou résistant ? Justifier votre réponse. (1pt)
2 – Calculez le travail effectué par le poids de l’objet S. (0,5pt)
II – On réalise les expériences représentées par les figures suivantes :


1 – Que représente la valeur indiquée par le dynamomètre ? (1pt)
2 – a) Calculez le volume de l’objet S.
b) Déduisez en l’intensité de la poussée d’Archimède subie par l’objet. (1pt)
3 – On veut déterminer la masse volumique de l’alcool. Pour cela, on immerge l’objet accroché au dynamomètre dans l’alcool (voir fig.4 ci-dessous). Le dynamomètre indique 0,4N.
Calculez la masse volumique de l’alcool. (1,5pts)

Fig. 4
On donne : intensité de la pesanteur g = 10N/kg
Masse volumique de l’eau pe = 1g/cm3

EXERCICE D’ÉLECTRICITÉ (5 POINTS)
L’installation électrique de la maison de Mme RASOA comporte :
– un compteur C (220V, 10A) avec un disjoncteur D.
– une lampe électrique (220V, 75W)
– un fer à repasser (220V ; 1000W)
1 – Que signifie les indications inscrites sur le fer à repasser ? (1pt)
2 – a) Comment sont branchés la lampe et le fer à repasser ? (0,5pt)
b) Déterminer les intensités respectives qui passent dans la lampe électrique et le fer à repasser lorsqu’ils fonctionnent normalement. (1pt)
3 – Chaque jour, elle allume cette lampe pendant 10h et utilise le fer à repasse pendant 15mn.
a) Quelle est en kWh l’énergie électrique totale Wtconsommée par la lampe électrique et le fer à repasser pendant un jour. (1pt)
b) Si le kWh coûte 515Ar, calculez le coût de la consommation de Mme Rasoa en un mois de 30 jours.

EXERCICE D’OPTIQUE (2 POINTS)
Un rayon lumineux SI frappe un miroir (M) en un point I. son angle d’incidence est de 30°
1 – Quel est l’angle de réflexion ? (0,5pt)
2 – Tracez le rayon incident SI et le réfléchi IR correspondant (1pt)
3 – Quelle est la nature de l’image S’ de S donnée par le miroir ? (0,5pt)

Corrigés

EXERCICE DE CHIMIE

A-
1- On observe du fer rouillé sur la barre

2- Le nom de cette transformation chimique est : la combustion lente du fer.

3- Deux manières de protéger le fer contre cette réaction chimique sont : 
– recouvrir la barre de fer par de l’antirouille
– recouvrir la barre de fer par de la peinture à l’huile

B-
1- Calcul de la concentration molaire de la solution préparée :
N.B : Soude = NaOH
On sait que le  nombre de mole de NaOH = 0,1 g et le volume d’eau pure = 100 ml = 0,1 l

EXERCICE DE MÉCANIQUE

I-
1- Le travail effectué par le poids de l’objet S est moteur parce que le poids  et l’objet S ont le même sens de déplacement.

2- Calcul du travail effectué par le poids de l’objet S :
On sait que masse de S= 0,07 kg ; g = 10 N/kg ; hauteur = 10 m
Or Poids = masse x g           donc               Poids = 0,07  x 10 = 0,7 N
– Forme littérale :
Travail de Poids = Poids x hauteur
– Application numérique :
Travail de Poids = 0,7 x 10 = 7 J

II-
1- La valeur 0,7 N indiquée par le dynamomètre représente le poids de l’objet.

2-
a) Le volume de l’objet est :
N.B : Quand l’objet est complètement dans un liquide, le volume de l’objet est égal au volume de liquide déplacée. Ici, le liquide est l’eau.
On sait que : volume initial = 120 cm3 ; volume final = 160 cm3
– Forme littérale :
Volume objet = volume eau déplacée = volume final – volume initial
– Application numérique :
Volume objet = 160 – 120 = 40 cm3

b) L’intensité de la poussée d’Archimède subie par l’objet est :

N.B : Quand l’objet est complètement dans un liquide en équilibre, la poussée d’Archimède est égale au poids du liquide déplacé. Ici, le liquide est l’eau.
On sait que : Volume eau déplacée = 40 cm3 = 0.00004 m3 ; masse volumique eau = 1g/cm3 = 1000 kg/m3 ; g = 10 N/kg
– Forme littérale :
PA = Poids eau déplacée = Masse eau déplacée x g
Or Masse eau déplacée = masse volumique eau x volume eau déplacée
PA = masse volumique eau x volume eau déplacée x g
– Application numérique :
   PA = 1000 x 0.00004 x  10 = 0,4 N

2) La masse volumique de l’alcool est :
On sait que : Poids objet = 0,7 N ; Poids Objet dans l’alcool = 0,4 N ; Volume objet = 40 cm3 = 0.04 dm3 

EXERCICE ÉLECTRICITÉ
1- Les indications inscrites sur le fer à repasser signifient :
– 220 V : elle représente la tension nominale.
– 1000 W : elle indique la puissance nominale.
2-
a) La lampe et le fer à repasser sont branchés en dérivation
b) Les intensités respectives qui passent dans la lampe électrique et le fer à repasser sont :
L’intensité dans la lampe est :  
On sait que Puissance lampe = 75 W et Tension lampe = 220 V

L’intensité dans le fer à repasser est :
On sait que Puissance fer = 1000 W et Tension fer = 220 V

3-
a) L’énergie totale consommée est :
On sait que :
Puissance fer = 1000 W = 1 KW ; Temps fer = 15mn = 0,25 h ; Puissance lampe = 75 W = 0,075 kW ; Temps lampe = 10 h
– Forme littérale :
Energie totale = Energie fer + Energie lampe
Or    Energie fer = Puissance fer x Temps fer    et    Energie lampe = Puissance lampe x Temps lampe
– Application numérique :
Energie totale = (1 x 0,25) + (0,075 x 10) = 0,25 + 0,75 = 1 KWh

b) Le coût de la consommation d’énergie par mois :
– Dans un jour, la lampe consomme 1 KWh
Donc, dans un mois de 30 jours, il consomme : 30 jours x 1 KWh = 30 KWh
– On sait que 1KWh coûte 515 Ar
Donc, 30 KWh coûte : 515 Ar x 30 KWh = 15 450 Ar

EXERCICE D’OPTIQUE
1- L’ ’angle de réflexion est : 30°
2- Schéma du rayon incident SI et du rayon réfléchi IR correspondant

3- La Nature de l’image S’ de S donnée par le miroir est virtuelle