Science et technologique / ST Secondaire 4 Révision des concepts

Science et technologique / ST
Secondaire 4
Révision des concepts par Univers
Juin 2015
Nom: _________________________________
Groupe : ____
Univers Terre et espace
Cycle biogéochimique du carbone
1. Nomme, parmi le choix proposé, le processus du cycle du carbone auquel chacune
des situations représentées peut être associée.
Consommation
Combustion
Dissolution
Décomposition
Photosynthèse
Respiration
La forêt amazonienne est considérée
comme le poumon de la Terre.
a)
Une vache qui mange de l'herbe.
b)
Une voiture qui se déplace.
c)
L'atmosphère échange avec l'océan.
d)
Lithosphère
2. Pour explorer l'extrême nord du Québec, Gabrielle prend l'avion entre les mois de
septembre et mai alors que, le reste de l'année, elle prend l'hélicoptère à cause de
l'atterrissage.
Comment expliques-tu ce choix? Indice, pense au sol...
3. Pour répondre à nos besoins énergétiques, nous utilisons des ressources disponibles
sur notre planète. Place, dans la colonne appropriée, les énergies suivantes:
Énergie éolienne
Énergie fossile
Atmosphère
Énergie géothermique
Énergie marémotrice
Hydrosphère
Lithosphère
4. Nomme les types de centrales qui proviennent de la lithosphère.
5. À partir des deux listes suivantes, relie par une flèche chaque ressource énergétique
au moyen technologique utilisé pour produire de l’électricité.
Ressources énergétiques
Moyens technologiques
1)
Combustible fossile
a)
Centrale marémotrice
2)
Courant marin
b)
Centrale nucléaire
3)
Substance radioactive
c)
Centrale thermique
4)
Vent
d)
Éolienne
Hydrosphère
6. À partir de l'image suivante, réponds aux questions.
a) Quel(s) endroit(s) sera affecté s'il n'y a pas d'eau en provenance du point C?
b) Si un contaminant est déversé au point A, quel(s) autre(s) endroit(s) sera affecté?
c) Le point B est-il en aval ou en amont par rapport au point F?
d) Comment nomme-t-on l'ensemble du territoire regroupant les lettres A à F?
7. Nomme les types de centrales qui proviennent de l'hydrosphère.
8. Nomme une conséquence, causée par le réchauffement planétaire, sur :
a) la fonte des glaciers:
b) la fonte de la banquise:
9. Vrai ou faux?
a) Les glaciers et les banquises sont principalement composés d'eau douce.
__
b) Un glacier est de la glace ou de la neige qui s'est formée sur la mer.
__
c) La couleur de la banquise fait en sorte qu'elle absorbe plus de rayonnement solaire.
__
d) La circulation océanique est causée principalement par les vents et les variations de
température et de salinité de l'eau.
__
e) L'eau froide a une masse volumique plus petite que l'eau chaude.
__
f) L'eau douce flotte sur l'eau salée.
__
g) La fonte de la banquise dilue l'eau salée
__
Atmosphère
10. Complète les phrases suivantes qui expliquent le processus menant à l'effet de serre.
1- La Terre reçoit de l'énergie ____________________.
2- Une partie du rayonnement solaire est ________________
par l'atmosphère et atteint la surface de la Terre.
3- Une partie du rayonnement solaire est réfléchie par
l'atmosphère vers l'___________________.
4- L'énergie du rayonnement solaire réchauffe le sol. Celui-ci
émet des rayons infrarouges (_________________) vers l'air.
5- Une petite partie des rayons infrarouges traverse
l'atmosphère et atteint l'espace alors qu'une grande partie est emprisonnée dans
l'atmosphère par les _____________________________________________(GES).
11. Complète les phrases suivantes.
a) L'effet de serre est principalement produit par: le gaz carbonique (_____), le
____________________ (____) et les oxydes nitreux (____).
b) Sans effet de serre, il ferait en moyenne ____ oC sur Terre.
c) La planète a donc besoin d'effet de serre, mais le problème est que les activités
humaines ont ____________________ la présence des GES.
12. Vrai ou faux?
a) L'augmentation actuelle de l'effet de serre
est un phénomène tout à fait naturel.
__
b) Les végétaux et les océans contribuent à
l'absorption du CO2. Grâce à eux, la concentration de GES dans l'atmosphère est
demeurée presque constante pendant des millénaires.
__
c) Une augmentation de la température moyenne de moins de 3 oC est négligeable et ne
risque pas d'entraîner des changements climatiques.
__
d) Le méthane est un GES plus puissant, à concentration égale, que le CO 2.
__
e) La combustion de combustibles fossiles est la principale émission des GES par les
humains.
__
13. Nomme deux (2) actions par laquelle la nature émet des GES.
14. Nomme les types de centrales qui proviennent de l'atmosphère.
Univers Matériel
Propriétés
1. Si je verse 50 g de sel dans un contenant de 0,3 L rempli d’eau, quelle la concentration
de cette solution?
a) En g/L
b) En %
c) En ppm
2. Qu’est-ce qu’un électrolyte?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3. Indique si oui ou non les substances suivantes sont des électrolytes.
a) Eau salée
_____ b) Un acide _____
c) Sel de table _____
d) Une base
_____ e) NaOH
_____
f) Eau distillée _____
4. Indique si les substances suivantes sont :
faiblement acide, fortement acide, faiblement basique, fortement basique ou neutre
a) Citron pH : 2
_______________________________
b) Savon pH : 11
_______________________________
c) Pomme de terre pH : 5 _______________________________
d) Alcool pH : 7
_______________________________
e) Oeuf pH : 8
_______________________________
5. Qu’est-ce qu’un ion?
_____________________________________________________________________
6. Le chlore (Cl) a-t-il tendance à former un ion négatif ou un ion positif?
Explique ta réponse.
________________________________________________________________________
7. L’étiquette d’un pot indique « KBr », une poudre blanchâtre.
a) Cette poudre est-elle un acide, une base ou un sel? _________________
b) Lorsque tu mets la poudre dans l’eau, que devient la molécule? _______________
c) Cette solution conduit-elle l’électricité? _______________
d) Que dois-tu faire pour que cette solution conduise beaucoup l’électricité?
_____________________________________________________________________
Transformation
1. Pour allumer une allumette, tu dois la frotter sur une surface rugueuse.
Explique cette combustion à l’aide du triangle du feu.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2. Les réactions suivantes peuvent-elles être des exemples de neutralisations
acidobasiques?
a) Un mélange de vinaigre et de savon à main.
__________________
b) Un mélange égal de pH 7 et de pH 12.
__________________
c) Na2CO3 (aq) + CaCl2 (aq) → CaCO3 (s) + 2 NaCl (aq)
__________________
d) Fe(OH)2 (aq) + H2SO4 (aq) → FeSO4 (aq) + 2 H2O(l)
__________________
3. Remplis les équations de neutralisations acido-basiques suivantes en indiquant les
molécules manquantes.
a) Base
+
b) Acide
+
Acide
___________
→
___________
+
→
___________
+
___________
Eau
4. Lors d'une expérience, on a mélangé 4 g de tétrahydrure de carbone (CH 4)
avec 7 g de dioxygène (O2). On a obtenu 2 g de dioxyde de carbone (CO 2) et
une certaine quantité d'oxyde de dihydrogène (H 2O).
Écris l'équation chimique de cette réaction, balance l'équation chimique et
trouve la quantité d'oxyde de dihydrogène produite.
5. Équilibre les équations chimiques suivantes et dessine la dernière équation à l'aide
du modèle particulaire (boules et bâtonnets).
a)
C2H6
+
O2
→
CO2
+
H2O
b)
NaOH
+
H3PO4
→
H 2O
+
Na3PO4
c)
Mg3N2
+
H2O
→
Mg(OH)2
+
NH3
6. Pour fonctionner, une automobile a besoin d’énergie chimique qu’elle transforme en
énergie mécanique, tout en produisant d’autres formes d’énergie.
Complète la phrase suivante en utilisant un des mots proposés.
« L’énergie chimique consommée est ___________________ à la somme de
l’énergie mécanique et des autres formes d’énergies produites. »
a) inférieure
b) égale
c) supérieure
7. Un technicien analyse différents appareils électriques pour déterminer celui qui a le
meilleur rendement énergétique. Il constate lors d'un test qu'un de ces appareils
consomme 720 000 J d'énergie et qu'il perd 230 000 J en même temps.
Quel est le rendement énergétique de cet appareil?
8. Julie fait du jogging deux fois par semaine. Ces jours-là, elle mange deux tranches
de pain de blé entier avec du gruau et un verre d’eau. Elle termine son repas avec un
fruit, souvent une pomme. Une heure après la fin de son repas, elle court sur une
distance de 12 km.
a) Sous quelle forme d'énergie trouve-t-on l’énergie dans ces aliments ?
b) Quelle forme d’énergie est à l’origine de l’énergie accumulée dans les aliments
consommés par Julie ?
c) Durant la course, l’énergie des aliments est transformée en quelles autres formes
d’énergie ?
________________________________________________________________________________
Organisation
Utilise un tableau périodique pour répondre aux 6 questions suivantes.
1. Le tableau périodique est composé de familles, aussi appelées groupes.
a) Où sont situées les familles dans le tableau périodique?
__________________
b) Si un atome est dans la famille 5, que signifie ce chiffre?
__________________
c) Qu’ont en commun les éléments d’une même famille?
__________________
2. Le tableau périodique est également composé de périodes, comme son nom l’indique.
a) Où sont situées les périodes dans le tableau périodique?
__________________
b) Si un atome est dans la période #3, que signifie ce chiffre?
__________________
c) Qu’ont en commun les éléments d’une même période?
__________________
3. Dessine l’atome de soufre (S) selon le modèle atomique de Rutherford-Bohr. Ajoute
les mots suivants à ton dessin par une flèche : noyau, électrons, protons, couche
électronique, vide, électrons de valence.
4. Qui suis-je? Identifie le symbole des atomes à l’aide des indices.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
Élément situé sur la période #3 et dans la famille #4.
_____
Je suis le 1er de la famille des halogènes.
_____
Je possède 35 protons
_____
Ma configuration électronique est -2, -8, -3.
_____
Je suis le 2e alcalin.
_____
Je possède 6 électrons de valence et 2 couches électroniques.
_____
Je suis le 3e gaz inerte.
_____
5. Trouve les informations demandées portant sur le calcium (Ca).
a) Nombre de protons
_____
b) Nombre d’électrons
_____
c) Nombre d’électrons de valence
_____
d) Nombre de couche électronique
_____
e) Catégorie (métal, non-métal ou métalloïde)
_____
Électricité et électromagnétisme
1.
1. Indique la charge électrique des particules suivantes :
Proton = ________
Électron = ________
Neutron : ________
2. Je frotte 2 règles de plastique à l’aide d’un tissu de laine.
a) Si je rapproche les 2 règles, que vais-je observer?
b) Si je suspends une règle et que j'approche le tissu de laine, que vais-je observer?
3. Les cinq sphères suivantes, identifiées A à E,
portent une charge électrique. Si la charge de
la sphère A est positive, quel est le signe des
charges de chacune des autres sphères ?
4. Lorsque tu frottes une balloune sur tes cheveux et que tu la retires, tes cheveux ont
tendance à rester collés sur la balloune. Sachant que la balloune a tendance à se
charger négativement, explique le phénomène portant sur la statique et fais un dessin
pour représentation la situation.
Avant le frottement
Après le frottement
Pour les 3 questions suivantes, utilise la feuille des formules et fais une démarche
complète.
5. Un grille-pain qui fonctionne sous une tension électrique de 120 V est traversé par
un courant de 8 A. Quelle est la valeur de la résistance de cet appareil?
6. Dans un circuit électrique, une résistance de 8 Ω est traversée par un courant de
2,5 A.
a) Quelle est la différence de potentiel de cette résistance?
b) Quelle est la puissance de cette résistance?
c)
d) Si le circuit est en fonction pendant 3 minutes, quelle quantité d’énergie électrique
est consommée en J, en kWh et en Wh ?
7. À partir des informations ci-dessous, lequel des appareils consomme le plus
d’énergie électrique en 1 heure? Explique ta réponse.
Appareil 1
120 V
0,5 A
CA 60 Hz
Appareil 2
120 V
50 W
CA 60 Hz
8. Quelle est la fonction électrique des composantes électriques suivantes :
a) Des fils
d) Une batterie
_____________
_____________
e) Un fusible
_____________
c) Un interrupteur _____________
f) Un moteur
_____________
b) Une ampoule
_____________
9. Un système d’éclairage comprend des ampoules (3), un interrupteur et une batterie
comme source de courant.
a) Dessine le circuit en série
b) Dessine le circuit en parallèle
10. Qu’elle est la différence entre du courant continu et du courant alternatif?
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
11. Dessine la flèche dans les boussoles (cercle) en a) et c) et
indique les pôles de l'aimant en b) :
a)
b)
S
N
c)
12.
Vous échappez un aimant droit, et il se
brise en deux morceaux, comme illustré cidessous. Vous constatez ensuite qu’en
rapprochant les deux morceaux, ceux-ci sont
encore magnétiques.
Quel schéma représente correctement les lignes
de champs magnétiques lorsqu’on approche les
deux morceaux de l’aimant brisé?
Univers Technologique
Ingénierie mécanique
1. Quels sont les trois types de guidage?
2. On peut toujours décrire une liaison mécanique en quatre points.
Complète les énoncés suivants.
a) Une liaison mécanique est _______________ ou indirecte.
b) Une liaison mécanique est rigide ou __________________.
c) Une liaison mécanique est ________________ ou indémontable.
d) Une liaison mécanique est _____________ou ______________.
3. Qu’est-ce qui distingue la liaison directe de la liaison indirecte?
4. Dans quel type de liaison l’organe de liaison peut se déformer pour que les pièces
puissent bouger?
5. Quel type de liaison permet de démonter les pièces sans les endommager?
6. Détermine quel est le type de guidage dans les exemples suivants.
a) Le rivet du coupe-pizza qui
permet à la roulette de tourner.
b) Le rail d’une fenêtre permet
d’ouvrir et de fermer la fenêtre.
c) Le papier essuie-tout sur son
dévidoir.
d) Le tiroir d’un bureau
7. Donne les 4 types de liaisons inclus dans les exemples suivants.
a) Trois blocs « lego » emboîtés
un dans l’autre
b) Le capuchon et son stylo
c) Une table et ses quatre
pattes vissées
d) Une suspension de vélo
e) Un manche fixé à la tête d’un
marteau à l’aide de colle
f) Une affiche fixée au babillard
par une punaise
g) Un contenant de crème
glacée et son couvercle
h) Un autocollant collé dans un
album
i) Le couvercle d’un pot de
confiture
j) La liaison entre le cordon et
le combiné d’un appareil
téléphonique
8. Comment nomme-t-on le mécanisme de mouvement qui transmet le même type de
mouvement d’une pièce à l’autre?
9. Comment nomme-t-on le mécanisme de mouvement qui transmet un autre type de
mouvement d’une pièce à l’autre?
10. Quand il y a transformation du mouvement, est-ce la nature, la vitesse ou la direction
du mouvement qui est modifiée?
11. Pour chaque image, précise le nom du mécanisme et indique s'il est réversible ou
irréversible.
12. Lors de la conception d’un objet technique, on cherche parfois à obtenir un
changement de vitesse important dans la rotation des pièces. Pour y arriver, on vous
propose les deux systèmes suivants :
Système 1
Système 2
a) De quels systèmes de transmission du mouvement s’agit-il ?
b) Dans quel système le changement de la vitesse de rotation entre les roues
est-il le plus marqué ? Explique pourquoi.
13. Dans une entreprise, la perte de données informatiques a fait en sorte qu’on ne
retrouve plus les vitesses de rotation des organes B des systèmes ci-dessous. À partir
des informations fournies par les dessins de ces systèmes, précisez la vitesse de
rotation des organes B.
a)
b)
B
A
15 tours/minute
c)
A
B
30 tours/minute
d)
diamètre
= 4 cm
A
B
A
diamètre = 10 cm
diamètre = 20 cm
60 tours/minute
diamètre = 20 cm
25 tours/minute
B
Ingénierie électrique
14. Quels sont les 4 facteurs qui permettent d’augmenter la conductibilité électrique d’un
fil? Explique comment ils doivent varier pour augmenter la conductibilité d’un fil.
-
-
-
-
15. Chaque année, André propose à ses élèves la construction d’une « boîte à savon ».
Cette année, l’équipe de Bruno a conçu un système de freinage, mais André lui
demande de le transformer de façon à ce que les feux arrières s’allument dès que l’on
actionne la pédale de frein. D’ici à la prochaine leçon, chacun des membres de
l’équipe doit réfléchir et trouver une solution pour élaborer un tel système.
Voici ce que Maude propose à l’équipe lors de la rencontre suivante :
« Nous allons couper une rondelle de fer en deux parties égales et coller deux
élastiques plats sur les deux moitiés afin de les retenir à un maximum d’environ 0,5 cm
de distance. Nous recouvrirons ensuite la pointe d’un clou métallique de 15 cm de
longueur et de 0,6 cm de diamètre avec du plastique fondu, puis nous fixerons ce clou
à la pédale de frein afin que sa pointe passe entre les parties de la rondelle.
Nous allons souder un fil à la première partie de la rondelle et le relier à la borne d’une
pile de 6,0 volts. Nous allons souder un autre fil à la seconde pièce de la rondelle, puis
le relier au système des feux arrières et à l’autre borne de la pile. Quand nous
actionnerons la pédale de frein, le clou passera dans le trou de la rondelle en étirant
les élastiques et les feux s’allumeront. »
Maude a apporté ces deux schémas pour faciliter la compréhension de la solution.
Fre vue de haut
a) Quelle fonction électrique associez-vous à chacune des composantes du montage
énumérées ci-dessous ? Expliquez votre réponse.
A. Le plastique de la pointe du clou.
B. La rondelle et le clou.
C. Les fils.
D. Les ampoules.
E. La pile.
b) Quelle fonction électrique n’a pas été prévue dans le système proposé par Maude ?
Que lui suggéreriez-vous d’ajouter pour remplir cette fonction oubliée ?
c) Quel type de courant circule dans le circuit de Maude ? Pourquoi ?
16. Associe par une flèche la forme d’énergie avec sa définition.
a. Énergie lumineuse
b. Énergie électrique
c. Énergie magnétique
d. Énergie thermique
e. Énergie chimique
f. Énergie nucléaire
g. Énergie sonore
1. Énergie que possède le noyau des
atomes.
2. Énergie due à la chaleur.
3. Énergie contenue dans la lumière.
4. Énergie due à la circulation d’un courant
électrique.
5. Énergie produit lorsque de la matière
vibre.
6. Énergie emmagasinée dans les aimants.
7. Énergie impliquée dans une réaction
chimique.
17. Indique les transformations d’énergie qui surviennent dans les situations suivantes
(sers-toi des formes d’énergie du numéro précédent).
a. La lumière fait fonctionner la calculatrice.
b. Le mouvement des palmes des éoliennes produit de l’électricité.
c. Les piles permettent de faire fonctionner ton MP3.
d. Ta mère utilise son batteur électrique.
e. Le calorifère de ta chambre réchauffe la pièce.
f. L’ampoule électrique t’éclaire lorsque tu fais ton devoir.
g. La télévision te permet d’écouter ton émission préférée.
h. Les centrales nucléaires utilisent l’énergie contenue dans le noyau des atomes pour
faire chauffer de l’eau.
i. La combustion du bois produit de la chaleur et de la lumière.
18. Explique (à l'aide d'un dessin) le fonctionnement des interrupteurs suivants.
c. À levier
d. Poussoir
e. À bascule
f. À commande magnétique
19. Réponds aux questions suivantes.
20. Réponds aux questions suivantes.
Fil
Fusible
Matériaux
21. Nomme une propriété associée à l’usage des matériaux suivants :
a) Un bâton de hockey fait de matériaux composites.
b) Un sac de plastique.
c) Un pont fait en métal.
d) Un plat en verre allant au four.
e) Un plancher fait en lattes de chêne.
22. Le pont Jacques-Cartier est une structure faite de métal.
Que peut-on faire pour contrer sa dégradation?
23. Indique à quelle contrainte est soumis l'objet dans les situations suivantes:
a. J’appuie sur une touche de ma calculatrice
b. Je déchire une feuille
c. J’écrase une canette de liqueur
e. Je saute sur un trampoline
f. Tu casses une noix à l’aide d’un casse-noix
g. Tu suspends une plante avec une corde au plafond
h. Tu étires un élastique à son maximum
i. Tu places un morceau de bois dans un étau
24. Lors d’une violente tempête, une entreprise a vu ses vitres brisées par des débris qui
ont failli blesser ses clients. Elle veut donc remplacer le verre de ses fenêtres par un
matériau transparent plus résistant. Quelles sont les propriétés mécaniques que devra
posséder ce matériau transparent (une seule réponse) ?
a) Élasticité – Dureté
b) Élasticité – Malléabilité
c) Résilience – Dureté
d) Résilience – Malléabilité
25. Indique à quelle propriété mécanique correspond chacun des exemples suivants.
a. On enfonce un clou dans du bois.
b. Un pneu d'auto s'écrase et reprend sa forme initiale après avoir passé sur un
nid-de-poule.
c. Un verre se brise quand il tombe sur le sol.
d. Un arc en bois laminé peut subir de grandes contraintes de flexion avant de
se briser.
e. Pour faire des fils de cuivre, on fait passer un cylindre de cuivre dans une
filière qui l'étire sans qu'il ne se rompre.
Bravo, tu as terminé, tu es prêt pour l’examen.
Bonne chance !