Physique-Chimie : Session 2012

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EXERCICE DE CHIMIE (7 points)
Les deux parties A et B sont indépendantes et obligatoires.
A – On fait une expérience sur l’électrolyse de l’eau. On a recueilli 480cm3 de dihydrogène.
1 – Comment identifie-t-on ce gaz ? (1pt)
2 – Écrire l’équation bilan de la réaction chimique  (1,5pts)
3 – Calculer le volume de gaz recueilli à l’anode. (1,5pts)
B – On brûle complètement 16,8g de fer dans le dioxygène
1 – Donner le nom du produit de la réaction. (1pt)
2 – Calculer la masse de Fe3O4 obtenu. (2pts)
On donne : M(O) = 16g/mol ; M (Fe) = 56g/mol

EXERCICE DE MECANIQUE (6points)
1 – Un corps homogène (C) de masse volumique 0,3g/cm3 est suspendu à un dynamomètre. Il indique 5,4N.
a) Que signifie 5,4N ? (1pt)
b) Calculer sa masse. On donne g = 10N/kg (1pt)
2 – On enlève le corps (C) du dynamomètre puis on le lance vers le haut à une hauteur h = 3m. Calculer le travail de son poids. (1,5pt)
3 – Maintenant, on plonge ce corps dans l’eau.
a) Va –t-il flotter ou couler ? Justifier. (1pt)
b) Déterminer le volume d’eau déplacée par ce corps. (1,5pts)
On donne : masse volumique de l’eau ae = 1g/cm3

EXERCICE ÉLECTRICITÉ (5 points)
Solo fait l’étude d’un résistor.
1 – Faire le schéma du montage qu’il doit réaliser (0,5pt)
2 – Après l’expérience et l’exploitation des mesures, il obtient le graphique ci-dessous :


a) Que représente cette droite pour ce résistor ? (0,5pt)
b) En utilisant cette courbe, déterminer la résistance R de ce résistor. (1,5pt)
3 – On monte en dérivation deux résistors R1 = 20 et R2 = 30
Calculer la résistance équivalente à cette association. (1pt)
4 – Le résistor R1 est traversé par un courant de 0,06A pendant 5 minutes. Calculer la quantité de chaleur dégagée par ce résistor. (1,5pt)

EXERCICE D’OPTIQUE (2 points)
Une source ponctuelle S de lumière se trouve à 2cm au-dessus du plan d’un miroir plan horizontal (M). Un rayon incident SI arrive en un point I du miroir.


1 – Quelle est la valeur de l’angle d’incidence ? (1pt)
2 – Soit S’ l’image de S par le miroir (M). Calculer la distance SS’. (1pt)

Corrigés

EXERCICE DE CHIMIE
A –
1°) Identification du gaz :
On identifie ce gaz par une Flamme bleue pâle avec une légère détonation

2°) Équation-bilan  de la réaction chimique :
2H2O → 2H2 + O2

3°) Calcul du volume de gaz recueilli à l’anode :
On sait que : Volume H2= 483 cm3

B –

1°) Le nom du produit de la réaction est : oxyde magnétique

2°) Calcul de la Masse de Fe3O4 obtenu :

EXERCICE DE MÉCANIQUE
1-
a) 5,4N signifie le poids du corps homogène
b) Calcul de la masse du corps homogène (C) :

2- Calcul du travail du poids du corps homogène (C) :
On sait que : h = 3 m ; on note W(P) : le travail du poids
– Forme littérale :
W(P) = P x h
– Application numérique 
W(P) = 0,54 x 3 = 16,2 J

3- 
    a) On sait que la masse volumique du corps homogène  (C) est : 0,3g/cm3 et la masse volumique de l’eau est : 1g/cm3
Oui, ce corps va flotter parce que la masse volumique du corps est inférieure à la masse volumique de l’eau : 0,3g/cm3 <1g/cm3

b) Le volume d’eau déplacée par le corps homogène (C) :
– On note : ρeau = masse volumique de l’eau et Veau dep = volume d’eau déplacée
– on sait que ρeau = 1g/cm3 mais il faut la convertir en kg/dm3 donc ρeau = 1kg/dm3

EXERCICE ÉLECTRICITÉ
1 – Schéma du montage :

2 –
a) Pour ce résistor, cette droite représente sa courbe caractéristique.

b) Calcul de la résistance du résistor en utilisant la courbe :
 On sait que : U = 3 V ; I = 0,15 A

3- Calcul de la résistance équivalente :
On sait que : R1 = 20 Ω ; R2 = 30 Ω ; le montage est en dérivation

4- La quantité de chaleur dégagée par R1 est :
On sait que : Intensité = 0,06 A ; Temps =  5 mn = 300 s ; R1 = 20 Ω

EXERCICE D’OPTIQUE

1 – La valeur de l’angle d’incidence est =  = 90° – 30° = 60°

2 – Calcul de la distance SS’
S’ est l’image de S par le miroir M et on sait que S se trouve à 2 cm de M donc SM=2cm
– Si SM=2cm alors S’M=2cm
– Donc SS’= 2 x SM
SS’ = 2cm x 2 = 4cm