LYCEE DE MBALLA II SEQUENCE IV DUREE 2H

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
1
L
, biconvexe, de vergence C, a deux faces de même rayon de courbure
0,2Rm
.L’indice du verre étant
1,5n
. Calculer C 0,5pt
3. Un objet fixe AB, est fixé à une distance
5Dm
d’un écran également fixe.
a) Quelles sont les deux positions que peut occuper la lentille
1
L
de vergence
1
c
5
par rapport à l’objet pour former sur l’écran une image nette de l’objet ? 1,75pt
b) Pour chaque valeur trouvée, calculer le grandissement. 1pt
4. On associe à
1
L
une autre lentille
2
L
. Le système ainsi obtenu a pour vergence
15
. Quelle
est la distance focale de
2
L
? 0,75pt
5. A
40cm
en avant de la lentille
1
L
(de centre optique
1
O
) et perpendiculairement à son axe
principal, on place un objet AB.
a) Etablir une relation entre la distance focale de
1
L
et la position
1
OA
de l’objet. 0,5pt
b) Quelle est la position et la nature de l’image de AB à travers
1
L
? 0,5pt
c) A quelle distance de
1
L
faut-il placer
2
L
pour que le système (
12
,LL
) 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
100cm
et pour punctum proximum
40cm
.
a) Quelle anomalie présente cet œil ? 0,25pt
b) Quelle est la nature des verres correcteurs lui permettant de voir nettement à
l’infini sans accommoder ? Quelle est sa vergence ? 0,5pt
c) 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
200cm
et d’un
oculaire de distance focale
4cm
. La lunette étant afocale ;
a) Définir lunette afocale 0,5pt
b) Déterminer la distance entre les centres optiques de l’oculaire et de l’objectif.
0,5pt
c) Déterminer le grossissement de la lunette 0,5pt
2. Un œil normal est placé au foyer principal image d’une loupe de vergence
25
.
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
20cm
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
30
, un mobile de masse
100mg
se déplace de la position
o
M
(point le plus haut du plan ) à la position
7
M
(point le plus bas du plan)
Après chaque
80ms
,à laide d’un dispositif approprié, on enregistre la position et la vitesse du
mobile. On obtient les résultats suivants :

position
o
M
1
M
2
M
3
M
4
M
5
M
6
M
7
M
x
(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
2.1. Déterminer la durée totale de son déplacement 0,5pt
2.2. Déterminer le travail effectué par le poids entre
o
M
et
7
M
0,5pt
2.3. Calculer la variation de l’énergie cinétique entre le point de départ et le point d’arrivée
0,5pt
2.4. En comparant les réponses de 2.3 et 2.2 , le théorème de l’énergie cinétique est –il vérifié ?
Justifier. 0,5pt
2.5. Tracer sur papier millimétré la courbe
2()V f x
: échelle
8 0,8cm m
et
11cm unité
(sur la verticale). 2pts
2.6. Exprimer
2
V
en fonction de m,g,
x
, et f (force de frottement) 1pt
2.7. 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.
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Département de PCT PHYSIQUE / TleD Coef : 2
L’épreuve porte sur trois thèmes
A/ Mouvement dans un champ de force. On prendra
2
10 .g ms
1. Deux particules de charges respectives
19
2,7.10
A
qC
et
2
BA
qq
sont distants de
6cm
.

a) Représenter très simplement les forces que les deux particules exercent entre elles. 0,5pt
b) Calculer l’intensité de ces forces. 0,5pt
2. Un mobile dévale un plan incliné d’angle
30
sur l’horizontal. Il passe en un point A à
la vitesse
4/ms
. Après une durée de
4s
, il atteint un point B. Les frottements sont négligés.
a) Exprimer en fonction de g, t, et
0
V
(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
7
02.10 /V m s
. Il sort du condensateur au point S de coordonnées
5
S
x cm
et
0,8
S
y cm
et frappe en un point M d’un écran fluorescent situé à
40cm
du milieu I des
plaques horizontales distantes de
2cm
. La différence de potentiel entre les plaques (armatures
du condensateur) est
290UV
. Déterminer :
a) L’ordonnée du point M. 1,25pt y
5cm
Ecran
b) La charge massique de l’électron1,5pt M
O S x
40D cm
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
6400
T
R km
. Calculer h. On
prendra
2
09,8 .g m s
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 :
1( ) 10cos(100 )
2
i t t
et
2( ) 15cos(100 )i t t
échelle :
1 pour 10V et 4cm pour une périodecm
1,5pt
c) Déterminer à l’aide de la construction de Fresnel, l’intensité du courant alternatif résultant
12
( ) ( ) ( )i t i t i t
2pts
d) Déterminer la valeur de
i
pour
4
25.10ts
1pt
3. Une roue porte 28 rayons identiques régulièrement espacés. Elle tourne à raison de
6/trs s
.
On l’ éclaire à l’aide d’un stroboscope
a) Quelle est la plus petite période des éclairs du stroboscope pour laquelle on observe
l’immobilité apparente ? 0,5pt
b) Pour une fréquence de
84Hz
, le disque a effectué combien de tours ? 0 ,5pt
4. Le pendule simple
a) De quoi est constitué un pendule simple 0,5pt
b) Représenter un pendule simple faisant un angle (avec
90
) dans le sens
trigonométrique et y faire l’inventaire des forces. 0,75pt
c) En utilisant le fait que l’énergie mécanique du pendule se conserve, établir l’équation
différentielle du pendule au cours des oscillations.0.75pt
d) Ecrire l’équation horaire du mouvement sachant qu’à
0t
, 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
3
m
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
25f Hz
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.
a) Quelle est la plus grande fréquence des éclairs pour laquelle il y’a immobilité apparente ?
0,5pt
b) Décrire l’aspect de la surface du liquide. 0,5pt
c) Six crêtes consécutives sont distantes de
10d cm
.
 Définir longueur d’onde 0,5pt
 Calculer la longueur d’onde et la célérité des ondes à la surface d’un liquide 0,5pt
d) Ecrire l’équation du point O sachant qu’à
0ts
, il passe par sa position d’équilibre et
évolue dans le sens des élongations négatives. 0,75pt
e) 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
2,5FN
.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
33,57mg
et sa longueur
250cm
.0,75pt
 Au bout de
0,04s
, 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
A. 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 :
6 5 3
C H NH CO CH  
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
6 4 3
HO C H NH CO CH   
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
3,00
P
mg
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
85,7%
de carbone et
14,3%
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 :
22
2 8 4 2
22S O I SO I
A l’instant
0t
, on prépare une solution aqueuse S en mélangeant
100mL
d’une solution à
0,80mol.L-1 d’iodure de potassium KI avec
100mL
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 :