Département de pct physique / 1èred coef : 2








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date de publication02.04.2018
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LYCEE DE MBALLA II SEQUENCE IV DUREE 2H

Département de PCT PHYSIQUE / 1èreD Coef : 2
L’épreuve porte sur l’optique et la mécanique : les deux parties sont obligatoires

A/ Optique 13pts

Exercice 1. Lentilles 6,5pts

  1. Définir : lentille sphérique, quand dit-on qu’une lentille sphérique est mince ? 0,5pt

  2. Une lentille mince, biconvexe, de vergence C, a deux faces de même rayon de courbure .L’indice du verre étant. Calculer C 0,5pt

  3. Un objet fixe AB, est fixé à une distance d’un écran également fixe.

    1. Quelles sont les deux positions que peut occuper la lentille de vergence

par rapport à l’objet pour former sur l’écran une image nette de l’objet ? 1,75pt

    1. Pour chaque valeur trouvée, calculer le grandissement. 1pt

  1. On associe à une autre lentille. Le système ainsi obtenu a pour vergence. Quelle est la distance focale de  ? 0,75pt

  2. A en avant de la lentille (de centre optique ) et perpendiculairement à son axe principal, on place un objet AB.

a) Etablir une relation entre la distance focale de et la position de l’objet. 0,5pt

b) Quelle est la position et la nature de l’image de AB à travers  ? 0,5pt

c) A quelle distance de faut-il placer pour que le système () donne de AB une image A’B’ de même sens et deux fois plus grande ? 1pt
Exercice 2 L’œil réduit 3,5pts

  1. Faire le schéma annoté de l’œil réduit 0,75pt

  2. Définir : punctum remotum, punctum proximum, accommodation 1,5pt

  3. Un a pour punctum remotum et pour punctum proximum .

    1. Quelle anomalie présente cet œil ? 0,25pt

    2. Quelle est la nature des verres correcteurs lui permettant de voir nettement à l’infini sans accommoder ? Quelle est sa vergence ? 0,5pt

    3. Quel est le nouveau punctum proximum de l’œil ainsi corrigé ? 0,5pt

Exercice 3. Les instruments optiques 3pts

1. Une lunette astronomique est constituée d’un objectif de distance focale et d’un oculaire de distance focale. La lunette étant afocale ;

  1. Définir lunette afocale 0,5pt

  2. Déterminer la distance entre les centres optiques de l’oculaire et de l’objectif. 0,5pt

  3. Déterminer le grossissement de la lunette 0,5pt

2. Un œil normal est placé au foyer principal image d’une loupe de vergence.

a)Définir latitude de mise au point. 0,75pt

b) Déterminer la latitude de mise au point sachant que le punctum proximum de cet œil est de 0,75pt
B/ Mécanique 7pts

  1. Définir : travail d’une force, énergie cinétique, énergie mécanique, énergie potentielle de pesanteur.1pt

  2. Sur un plan incliné d’angle, un mobile de masse se déplace de la position (point le plus haut du plan ) à la position (point le plus bas du plan)

Après chaque ,à laide d’un dispositif approprié, on enregistre la position et la vitesse du mobile. On obtient les résultats suivants :

position

















(m)

0

0,050

0,125

0,220

0,330

0,455

0,610

0,770

V(m/s)

0

0,78

1,06

1,28

1,47

1,75

1,97

2,25




    1. Déterminer la durée totale de son déplacement 0,5pt

    2. Déterminer le travail effectué par le poids entre et 0,5pt

    3. Calculer la variation de l’énergie cinétique entre le point de départ et le point d’arrivée 0,5pt

    4. En comparant les réponses de 2.3 et 2.2 , le théorème de l’énergie cinétique est –il vérifié ? Justifier. 0,5pt

    5. Tracer sur papier millimétré la courbe  : échelle et (sur la verticale). 2pts

    6. Exprimer en fonction de m,g, ,et f (force de frottement) 1pt

    7. Déduire de la courbe l’intensité de la force de frottement 1pt


« Es tu toujours le paresseux de ta classe ? Si oui change car l’avenir appartient aux compétents et travailleurs »

Nouemo s.

LYCEE DE MBALLA II SEQUENCE IV DUREE 2H

Département de PCT PHYSIQUE / TleD Coef : 2
L’épreuve porte sur trois thèmes

A/ Mouvement dans un champ de force. On prendra

  1. Deux particules de charges respectives et sont distants de .

  1. Représenter très simplement les forces que les deux particules exercent entre elles. 0,5pt

  2. Calculer l’intensité de ces forces. 0,5pt

  1. Un mobile dévale un plan incliné d’angle sur l’horizontal. Il passe en un point A à la vitesse . Après une durée de , il atteint un point B. Les frottements sont négligés.

a) Exprimer en fonction de g, t, et (vitesse au passage par A) la vitesse au point B. faire l’application numérique. 0,75pt

b) Déterminer la distance AB. 0,5pt

3. Un faisceau d’électrons homocinétiques est émis en O à l’entrée d’un condensateur plan, avec une vitesse. Il sort du condensateur au point S de coordonnées et et frappe en un point M d’un écran fluorescent situé à du milieu I des plaques horizontales distantes de. La différence de potentiel entre les plaques (armatures du condensateur) est . Déterminer :

a) L’ordonnée du point M. 1,25pt y Ecran

b) La charge massique de l’électron1,5pt M

O S x



4.a) Définir satellite géostationnaire 0,5pt

b) Quelle est la période d’un tel satellite ?0,25pt

c) Un tel satellite est à l’altitude h au dessus de la terre de rayon . Calculer h. On prendra 0,75pt
B/ Les systèmes oscillants

    1. Définir : phénomène périodique, période 1pt

    2. a) Donner la représentation graphique sur papier millimétré, sur deux période et demi des intensités de courant alternatif suivantes :

et échelle : 1,5pt

  1. Déterminer à l’aide de la construction de Fresnel, l’intensité du courant alternatif résultant 2pts

  2. Déterminer la valeur de pour 1pt

  1. Une roue porte 28 rayons identiques régulièrement espacés. Elle tourne à raison de . On l’ éclaire à l’aide d’un stroboscope

  1. Quelle est la plus petite période des éclairs du stroboscope pour laquelle on observe l’immobilité apparente ? 0,5pt

  2. Pour une fréquence de , le disque a effectué combien de tours ? 0 ,5pt

  1. Le pendule simple

a) De quoi est constitué un pendule simple 0,5pt

    1. Représenter un pendule simple faisant un angle (avec ) dans le sens trigonométrique et y faire l’inventaire des forces. 0,75pt

  1. En utilisant le fait que l’énergie mécanique du pendule se conserve, établir l’équation différentielle du pendule au cours des oscillations.0.75pt

  2. Ecrire l’équation horaire du mouvement sachant qu’à , il passe par sa position d’équilibre et évolue dans le sens trigonométrique pris comme sens des élongations positives et que son amplitude maximale vaut rad. 0,5pt

5. Les ondes mécaniques.

Un vibreur est muni d’une pointe fine. L’extrémité, animée d’un mouvement vertical sinusoïdal de fréquence et d’amplitude 2,2mm, frappe en un point O, la surface d’un liquide au repos. On négligera l’amortissement du mouvement au cours de la propagation. A l’aide d’un stroboscope, on provoque l’immobilité apparente du phénomène.

  1. Quelle est la plus grande fréquence des éclairs pour laquelle il y’a immobilité apparente ? 0,5pt

  2. Décrire l’aspect de la surface du liquide. 0,5pt

  3. Six crêtes consécutives sont distantes de .

  • Définir longueur d’onde 0,5pt

  • Calculer la longueur d’onde et la célérité des ondes à la surface d’un liquide 0,5pt

  1. Ecrire l’équation du point O sachant qu’à , il passe par sa position d’équilibre et évolue dans le sens des élongations négatives. 0,75pt

  2. On enlève la pointe et on fixe à l’extrémité du vibreur une corde élastique qui passe par la gorge d’une poulie et est tendu par tension .Il n’y a pas réflexion des ondes.

    • Calculer la vitesse des ondes qui se propagent le long de la corde sachant que sa masse vaut et sa longueur .0,75pt

    • Au bout de , toute la corde vibre-elle ? 0,5pt


« Es tu toujours le paresseux de ta classe ? Si oui change car l’avenir appartient aux compétents et travailleurs »

Nouemo

LYCEE DE MBALLA II SEQUENCE IV DUREE 2H

Département de PCT CHIMIE / Tle C&D Coef : 2


      1. Chimie organique. 8pts

Dans toute l’épreuve : C :12g/mol ;O :16g/mol ;N :14g/mol ;H :1g/mol ;S :32g/mol

Exercice 1. 4,5pts

1. Le composé suivant : appelé acétanilide est un principe actif qui a été utilisé pour lutter contre les douleurs et la fièvre sous le nom d’antifébrine. Il a été abandonné au profit du paracétamol.

a)Retrouver les formules semi-développées de l’acide carboxylique et du composé azoté dont il est issu. 0,5pt

b) Proposer deux méthodes rapides pour synthétiser de l’acétanilide. Ecrire pour chaque méthode, l’équation bilan correspondante. 0,5+0,5=1pt

2. Le paracétamol est un principe actif de formule

a)Retrouver les formules semi-développées de l’acide carboxylique et du composé azoté dont il est issu. Les nommer. On les désignera par A et B (B possédant le noyau aromatique) 0,5+0,5 = 1pt

b) Le paracétamol est également obtenu à partir de l’anhydride acétique et de l’un des composés de la question 2.a). Ecrire l’équation bilan de la réaction. 0,75pt

c) Le rendement de la réaction par rapport à B est égal à 79,7%. Déterminer la quantité de B nécessaire à la synthèse de de paracétamol, masse globale de principe actif contenue dans une boîte de Doliprane pour enfant. Quelle est la masse minimale d’anhydride acétique nécessaire ? 1pt

d) Quelle réaction supplémentaire pourrait-on prévoir entre B et l’anhydride acétique ? En réalité, dans les conditions expérimentales utilisées, cette réaction n’a pas lieu. 0,25pt
Exercice 2. 3,5pts

Un hydrocarbure C possède une composition massique de de carbone et d’hydrogène. Sa densité de vapeur est de 2,41.

1. Déterminer sa formule brute et écrire les formules semi développées possibles de cet hydrocarbure 1,5pt

2. Ce composé ne possède pas de chaîne alkyle ramifiée et son hydratation conduit a un composé D .

a) Ecrire la formule semi développée de D possédant un carbone asymétrique. 0,5pt

b) quel est le nom de D ? 0,25pt

c) Faire la représentation spatiale des deux énantiomères de D. 0,5pt

3. Au cours de l’hydratation de C, il peut se former un autre composé D’. Déduire de cette information et de la question1, la formule de C et celles de ses deux stéréoisomères. 0,75pt

B. Cinétique chimique 12pts

Exercice 3. 7pts

On étudie la cinétique de la réaction lente des ions iodure sur les ions peroxodisulfate :



A l’instant, on prépare une solution aqueuse S en mélangeant d’une solution à 0,80mol.L-1 d’iodure de potassium KI avec d’une solution à 0,20 mol.L-1de peroxodisulfate d’ammonium (NH4)2S2O8. La température étant maintenue constante, on effectue des prélèvements dans cette solution S et l’on détermine la concentration en diiode formé. On recommence la même expérience en ajoutant quelques gouttes d’une solution de sulfate de fer(II) dans la solution initiale. Les résultats obtenus sont les suivants :



t(min)

0

2,5

5

10

15

20

30

(mmol.L-1) sans

0

9,5

17,2

29,6

38,7

45,7

55,8

(mmol.L-1) avec

0

15,0

27,0

46,5

61,0

72,7

91,2


1.a) Ecrire l’équation bilan de la réaction de dosage. 0,75pt

b) Ecrire la réaction caractérisant l’équivalence. 0,5pt

2. Après chaque prélèvement, on réalise la trempe. Pourquoi ? 0,5pt

3. Représenter sur papier millimétré et dans un même système d’axes, les variations de en fonction du temps dans les deux expériences. Echelle : 1cm pour 2min ; 1cm pour 5mmol.L-1 . 2pts.

4. Calculer les concentrations initiales en ions iodures et en ions peroxodisulfate dans la solution S. 1pt

5. Définir, puis déterminer graphiquement le temps de demi-réaction dans les deux expériences. Conclure quant au rôle des ions 0,75pt

6. Déterminer la vitesse volumique instantanée de formation du diiode à la date . 1,5pt
Exercice 4. 5pts

L’étude du mélanges équimolaires d’acide formique ou acide méthanoïque et de pentan-1-ol, placés sous reflux dans un bain marie maintenu à ébullition, a permis de déterminer la quantité d’acide restant en fonction du temps :

t(h)

0

10

20

30

40

50

80

120

150

(mol)

0,60

0,48

0,39

0,33

0,28

0,26

0,22

0,21

0,20




    1. Ecrire l’équation bilan de la réaction étudiée 0,5pt

    2. Quel est le nom du produit principal B obtenu ? 0,25pt

    3. Tracer sur papier millimétré et dans un même système d’axes, les courbes et . 1,5pt

  1. Déduire à quelle date ces quantités sont égales. 0,5pt

  2. Déterminer le rendement de la réaction. 0,75pt

Prendre pour échelle : 1cm pour 0,1mol et 2,5cm pour 50heures.

4. a) Comment peut-on faire pour atteindre plus rapidement l’équilibre ? Le rendement à l’équilibre est –il modifié ? Donner très simplement dans le même système d’axes ci-dessus l’allure des graphes correspondants à une atteinte rapide de l’état d’équilibre. 0,25+0,25+1=1,5pt

« Es tu toujours le paresseux de ta classe ? Si oui change car l’avenir appartient aux compétents et travailleurs »

Nouemo S.

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