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 dioxygène1 – 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/molEXERCICE 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/cm3EXERCICE 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 = 30Calculer 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 CHIMIEA – 1°) Identification du gaz : On identifie ce gaz par une Flamme bleue pâle avec une légère détonation2°) Équation-bilan  de la réaction chimique :2H2O → 2H2 + O23°) Calcul du volume de gaz recueilli à l’anode :On sait que : Volume H2= 483 cm3B –1°) Le nom du produit de la réaction est : oxyde magnétique2°) Calcul de la Masse de Fe3O4 obtenu : EXERCICE DE MÉCANIQUE1- a) 5,4N signifie le poids du corps homogèneb) 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 J3-     a) On sait que la masse volumique du corps homogène  (C) est : 0,3g/cm3 et la masse volumique de l’eau est : 1g/cm3Oui, ce corps va flotter parce que la masse volumique du corps est inférieure à la masse volumique de l’eau : 0,3g/cm3 <1g/cm3b) 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/dm3EXERCICE ÉLECTRICITÉ1 – 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 A3- Calcul de la résistance équivalente :On sait que : R1 = 20 Ω ; R2 = 30 Ω ; le montage est en dérivation4- La quantité de chaleur dégagée par R1 est :On sait que : Intensité = 0,06 A ; Temps =  5 mn = 300 s ; R1 = 20 ΩEXERCICE 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 SMSS’ = 2cm x 2 = 4cm
   

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Phvsique

SESSION 2012

Exercice 1 : Une corde élastique de longueur L=2m, de massc m, est tendue par une force F dintensité F=AN. L'extrémité 0 de la corde est animée d'un mouvement vibratoire sinusoïdal transversal de fréquence N-SOHz La célérité de propagalion des ondes Ic long de la corde est V=Smls.On néglige la réflexion et Famortissement des ondes le long de la corde. 1 – Calculer la masse m de la corde. 2- Définir et calculer Ja longueur donde des vibrations le long de la corde; 3- Le mouvement du point 0 debute à F'instant t=Os, partir de sa position déquilibrê en allant dans le sens positif des élongations, avec une amplitude a-3mm. a- Ecrire /'équation horaire du mouvement du point 0_ b- Ecrire |'équation horaire du mouvement d'un point M de la corde, situé à la distance x-2Scin du point C- Comparer Jcs mouvements de 0 et de M: 4- Traccr Taspect de la corde à V'instant t-4,5,10*5. Excrcice 2 : oncrecalise une expérience d'interférences lumineuses en avec le dispositif des fentes d'Young 1 – Faires le schéma du dispositif interférentiel, tracer la marche des rayons lumineux el préciscr Je champ d'interférences preCus rdeux fentes Tines F, et F2, distantes de a-2mnin, sont églairéesepar une vadiation monochromatique de longueur d'onde 2 Un écran d'observation (È)ëst placé à la distance D=2m du plan contenant F, ct Fz et parallèlement à celui-ci. a- Qu'observe-t-on sur l'écran (E) 6- Quelle nature doit-on attribuer 9 la lumière pour interpréter le phénomène d'interférences 3-'uminsstscsce entre les milieux de-la 3ewe frange brillante située d'un côté de la frange centrale et la 3ème frange obscure-située de l'autte côré de la frange centrale est d-2,2mm. a- Calculer la valeur de l'interfrangei3 b- En déduire Ia valeur de Ja iongueur d'onde 1 de la radiation utilisee: 4 – Les deux' fentes F; et F2 sont maintenant' éclairées par une source émettantstdaux monochromatiques de longueurs d'ondes respectives 4, et % quelle distancc radiations de la frange centralc-aura lieu la premnière coïncidence des franges brillantcs des deux systèmes de franges obtenues ? Eaercicog d'une cellule photoémissive est éclairée par deux radiations monochromatiques de longueurs donde respectives ^1 =O,4Oumn et 12 -0,70um. La frequence seuil photo- électrique du métal qui constitue la cathode de cette ccllule est Yo=6. 10"Hz 1-a- Définir la fréquence seuil photoélectrique 6- Quelle hypothese a-t-on émis concernant la naturê de la lumnière; pour intcrpréter' le phénomène de ]'effet phofoélectrique ? 2-a- Calculer l'énergie d'extraction d'un électron du métal de la cathode: b- Laquelle de ces deux radiations provoque-t-elle Feffet photoélectrique ? Justifier la 3-'ÉpoTS8e cas possible; calculer la vitesse maximale d'un électron à la sortie de la cathode de la cellule 4- Calculer le potentiel d'arrêt de la cellule.