CO1 TS2 2019 ia th wahabdiop (1)

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République du Sénégal
Un Peuple-Un But-Une Foi
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Ministère de l’Education nationale
INSPECTION D’ACADEMIE DE THIES
CRFPE
ÉVALUATIONS STANDARDISEES DE SCIENCES PHYSIQUES – 2018/2019
EPREUVE DE COMPOSITION DU PREMIER SEMESTRE / TS2
Durée : 4h
EXERCICE1 (4pts)
1.1) Un acide carboxylique A à une masse molaire M = 88 g.mol-1.
1.1.1) Déterminer la formule brute de cet acide. (0,25pt)
1.1.2) Déterminer les formules semi-développées et les noms des isomères acides de A. (0,5pt
On note : A1 : l’isomère à chaîne linéaire ; A2 : l’isomère à chaîne ramifié.
1.2) L’acide A2 a été obtenu à partir de l’oxydation ménagée d’un alcool B.
1.2.1) Donner la formule semi-développée, le nom et la classe de l’alcool B. (0,5pt)
1.2.2) Au cours de l’oxydation de B, il se forme un autre produit.
● Quelle est sa fonction chimique ? (0,25pt)
● Donner sa formule semi-développée et son nom. (0,25pt)
1.3) L’alcool B réagit avec un acide C on obtient un produit D de formule brute C6 H12 O2 et de l’eau.
1.3.1) Donner la formule semi-développée et le nom de C.(0,5pt)
1.3.2) Ecrire l’équation de la réaction entre C et B puis précisé le nom de D.(0,5pt)
1.3.3) De quelle réaction s’agit-il ? Donner ses caractéristiques. (0,25pt)
1.4) L’acide A1 provient de l’hydrolyse d’un ester E de masse molaire M = 102 g.mol-1.
1.4.1) Quelle est la formule brute de E ? (0,25pt)
1.4.2) Ecrire l’équation de la réaction d’hydrolyse de E. (0,25pt)
1.5) On fait agir du chlorure de thionyle SOCℓ2 sur le composé A1.
Ecrire l’équation de la réaction et nommer le composé organique formé. (0,25pt)
1.6) Le composé obtenu réagit avec le méthanol pour donner un composé F et le chlorure
d’hydrogène.
1.6.1) Déterminer les formules semi développées du méthanol et du composé F. (0,5pt)
1.6.2) Ecrire l’équation de la réaction et préciser ses caractéristiques. (0,25pt)
EXERCICE2 : (4 points)
On veut étudier la cinétique de la réaction entre l’acide méthanoïque et le pentan-1-ol
2.1.Ecrire l’équation-bilan de la réaction. (0,5pt)
2.2.Nommer le produit organique formé. (0,25pt)
On mélange rapidement 0,2mol de chacun de ses réactifs. On répartit ce mélange en dix parties égales
dans dix tubes à essais. On plonge simultanément les dix tubes dans l’eau bouillante.
2.3.On retire les tubes successivement à différentes dates. Chaque tube retiré est aussitôt plongé dans
de l’eau glacée. Donner la raison de cette action. (0,25pt)
2.4.On dose alors l’acide restant dans chaque tube avec une solution d’hydroxyde de sodium de
concentration molaire Cb=1mol/L. Soit Vb le volume de soude nécessaire à la neutralisation de
l’acide restant dans chaque tube à l’instant t. On obtient le tableau ci-dessous :
t(min)
0
3
8
18
28
38
48
58
68
Vb(cm3)
20
16
13,5
10
8,5
7,2
6,9
6,9
6,9
ne(mol)
ne : nombre de mole d’ester formé à la date t.
2.4.1. Montrer que : ne = 0,02 - Vb où (Vb en L) (0,25pt)
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2.4.2. Compléter le tableau. Tracer la courbe ne= f(t). (0,75pt)
Echelle : 1cm 4min en abscisse et 1cm 2.10-3mol en ordonnée
2.5. Définir et déterminer la vitesse de formation de l’ester à t = 8min, à t = 38min. Comparer et
conclure (01pt)
2.6.Déterminer le temps de demi-réaction t1/2(0,25pt)
2.7.Déterminer la vitesse moyenne de formation de l’ester entre t = 0 et t = t1/2(0,25pt)
2.8.Calculer la valeur limite de ne et en déduire le rendement de la réaction. (0,5pt)
EXERCICE3 : (4 points)
Un solide S de masse   assimilable à un point matériel est lancé à la vitesse initiale à
partir d’un point A le long de la ligne de la plus grande pente de longueur      d’un plan
incliné ou il existe des forces de frottement d’intensité   . Ce plan incliné fait avec l’horizontal
un angle    ;
3.1.On veut que le solide arrive en B avec une vitesse .
Etablir l’expression de en fonction de , . Faire l’application numérique. (0,5pt)
3.2. Au point B, le solide quitte la piste avec la vitesse  .
3.2.1 Etablir les équations horaires du mouvement du solide dans le repère  (1pt)
3.2.2 Etablir l’équation cartésienne de la trajectoire du solide. En déduire sa nature. (0,5pt)
3.2.3 Déterminer les coordonnées  du solide lorsqu’il atteint le sommet de sa trajectoire. (1pt)
3.3 On place un mur de hauteur    à la distance   du point O origine du repère.
3.3.1 Montrer que la vitesse 
qu’il faut communiquer au solide en B pour qu’il se pose sur le mur
au point C s’écrit sous la forme :
(0,5pt)
3.3.2 Faire l’application numérique. (0,5pt)
Exercice 4 : (4,25pt)
Dans tout le problème, les dispositifs sont dans le vide, les vitesses sont faibles devant la célérité de
la lumière. On ne tiendra pas compte de la pesanteur.
1/ On considère deux plaques A et B, conductrices parallèles, verticales et distantes de5 cm.
Une source émet des ions oxygène 16O2-, ces derniers pénètrent avec une vitesse négligeable par un
trou O1, dans l’espace compris entre les deux plaques verticales A et B. Lorsqu’on applique entre ces
deux plaques verticales une tension U0 =VA - VB, les ions atteignent le trou O2 avec la vitesse V0 =
400 km.s-1.
a/ Quelle plaque (A ou B) doit-on porter au potentiel le moins élevé? (0,25pt)
b/ Etablir l’expression littérale de la différence de potentiels VA - VB en fonction de m (masse de
l’ion 16O2-) ; VO et e. Faire l’application numérique. (0,5pt + 0,25pt)
On donne: e =1,6.10-19C ; m (16O2-) = A.u (u = 1,66.10-27 kg) ; A= nombre de masse
N.B: On traitera la suite de l’exercice sans utiliser, dans les expressions littérales à établir, le
champ électrique E.
2/ Le faisceau d’ions 16O2- pénètre entre les armatures horizontales Q et P d’un condensateur à la
vitesse V0 = 400 km.s-1. On établit entre les armatures une tension U positive.
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a/ Quel doit être le signe de l’armature Q pour que les ions soient déviés vers le bas ? (0,5pt)
En déduire le sens de  . (0,25pt)
b/ Etablir l’équation de la trajectoire du mouvement d’un ion 16O2- entre les armatures du
condensateur. (0,75pt)
c/ Donner la condition d’émergence de ces ions. (0,25pt)
En déduire l’expression de yS (l’ordonnée de sortie). Calculer yS. (0,5pt + 0,25pt)
3/ Le faisceau d’ions arrive ensuite sur un écran fluorescent (E) situé à la distance D du centre de
symétrie I des armatures.
a/ Etablir l’expression de la déflexion électrique H du spot sur l’écran (E). (0,5pt)
b/ Faire l’application numérique. (0,25pt)
Données: L =10 cm ; d = 8 cm ; U = 6374,4 V ; D = 1m.
Exercice 5 : (3,75 points)
Lors de l’exploration de la planète Jupiter les sondes spatiales voyager (1) et voyager (2) ont mesuré
la valeur du champ de gravitation à deux altitudes différents les résultats obtenus sont les suivant :
Altitude
H1 = 278.103 Km
H2 = 650.103 Km
Champ de gravitation
G1 = 1,04N.Kg-1
G2 = 0,243 N.Kg-1
3.1) Reproduire le schéma et représenter le champ de
gravitation créé par la planète Jupiter au point M. (0,25pt)
3.2) Montrer que le mouvement du voyageur 1 ou 2 est
circulaire et uniforme. (0,5pt)
On donne
u
hR
M
KG
J
J2
3.3) Exprimer les valeurs des intensités G1 et G2 du champ
de gravitation créé par la planète Jupiter aux points M1 et
M2 positions respectives des deux sondes voyageur (1) et voyageur (2). (0,5pt)
3.4) Exprimer le rapport 
 en fonction de RJ, h1 et h2, puis calculer sa valeur en utilisant les valeurs
du tableau. (0,75pt)
3.5) Montrer que le rayon de Jupiter est donné par la relation suivante :  
 où α =   .
(0,75pt)
3.5.1) Calculer la valeur de RJ. (0,5pt)
3.5.2) Déterminer la masse MJ de la planète Jupiter. (0,5pt)
On donne K = 6,67.10-11 SI
A
O
y
B
O1
D
P
O’
d
o
V0
L
O2
I
(E)
Q
H
x
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