Remplissez le tableau suivant qui montre la représentation et les

Revision pour l’examen de fin d’année
En rouge : exercices pour le STG
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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En jaune : exercices pour le STE
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
Univers matériel (chapitre 1 à 5)
1. Remplissez le tableau suivant qui montre la représentation et les caractéristiques de différents
modèles atomiques.
Modèle
atomique
Représentation
Caractéristiques du modèle
Dalton
Les atomes sont des particules
extrêmement petites et indivisibles.
Rutherford
Les atomes sont constitués d’un noyau petit,
massif et positif et d’électrons qui gravitent
Les atomes sont des particules
extrêmement petites, positives,
parsemées de petites particules
négatives, les électrons.
Thomson
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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autour de ce noyau.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
RutherfordBohr
Les atomes sont constitués d’un noyau petit,
positif et d’électrons qui gravitent autour de
ce noyau selon des orbites spécifiques.
Modèle
Le noyau des atomes est constitué de
atomique
particules positives, les protons, et de
simplifié
particules neutres, les neutrons. Des
électrons gravitent autour de ce noyau selon
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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des orbites spécifiques.
2. Le modèle atomique a évolué au fil du temps en fonction de différentes observations et
découvertes. Indiquez la conclusion qu’il est possible de tirer pour chacun des faits observés
ci-dessous.
a) John Dalton observa que les éléments ont des propriétés différentes.
Les atomes d’un élément diffèrent de ceux des autres éléments.
b) Ernest Rutherford observa que seules quelques particules alpha sont déviées par
une mince feuille d’or.
L’atome est constitué d’un noyau très dense et très petit.
c) Niels Bohr observa qu’un élément chauffé émet de la lumière selon certaines longueurs
d’onde précises.
Les électrons gravitent autour du noyau selon des orbites spécifiques.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
d) Joseph John Thomson observa que les rayons cathodiques sont attirés par la borne
positive d’un champ électrique.
Les rayons cathodiques sont négatifs.
e) Ernest Rutherford observa que la plupart des particules alpha sont capables de passer
au travers d’une mince feuille d’or sans être déviées.
L’atome est essentiellement constitué de vide.
f) Joseph John Thomson observa que les rayons cathodiques peuvent mettre en mouvement
un moulinet inséré à l’intérieur du tube.
Les rayons cathodiques sont constitués de particules.
g) James Chadwick découvre une nouvelle particule provenant du noyau, mais qui n’est pas
déviée par un champ électrique.
Le noyau comporte des particules neutres qui permettent de maintenir ensemble les protons de
charges positives.
3. Indiquez quel modèle atomique le plus ancien permet d’expliquer chacun des faits énoncés
ci-dessous.
a) Les particules alpha sont déviées par les atomes.
Le modèle atomique de Rutherford.
Le modèle atomique de Dalton.
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b) Au cours d’une transformation, aucune matière ne se perd ni se crée.
c) On observe des phénomènes d’électricité statique lorsque des électrons sont transférés
d’un corps à un autre.
Le modèle atomique de Thomson.
d) L’hydrogène émet un spectre différent de celui de l’hélium.
Le modèle atomique de Rutherford-Bohr.
e) Les isotopes d’un même élément ont des masses différentes.
Le modèle atomique simplifié.
f) La matière est constituée de particules extrêmement petites.
Le modèle atomique de Dalton.
g) Le noyau des atomes est petit et massif.
Le modèle atomique de Rutherford.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
h) Les électrons tournent à grande vitesse selon des orbites spécifiques.
Le modèle atomique de Rutherford-Bohr.
4. Qu’est-ce qui différencie un atome d’hydrogène d’un atome d’hélium ?
Leur nombre de protons, d’électrons et de neutrons est différent.
5. Les électrons d’un atome d’oxygène sont-ils différents des électrons d’un atome de cuivre ?
Expliquez votre réponse.
Non, puisque l’électron est une particule élémentaire de l’atome, commune à tous les atomes.
Seul leur nombre varie d’un atome à l’autre.
6. Qui suis-je ?
a) Je suis le nom que l’on donne à chaque colonne du tableau périodique.
Une famille ou un groupe.
b) Je suis le nom que l’on donne à chaque rangée du tableau périodique.
Une période.
c) Je suis une classe d’éléments à gauche du tableau périodique.
Les métaux.
d) Je suis une classe d’éléments qui se situe autour de l’escalier du tableau périodique.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Les métalloïdes.
e) Je suis une classe d’éléments dans laquelle se trouvent à la fois des éléments solides,
liquides ou gazeux aux conditions ambiantes de température et de pression.
Les non-métaux.
7. Après avoir observé un élément pur, Catherine note les résultats suivants :
Caractéristique
ÉTAT
Observation
Conductibilité électrique
Solide
OUI
Conductibilité thermique
Oui
Malléabilité
Non
Éclat
Non
S’agit-il d’un métal, d’un non-métal ou d’un métalloïde ? Expliquez votre réponse.
Il s’agit d’un métalloïde puisqu’il a à la fois certaines propriétés des métaux et des non-métaux.
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CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
8. Indiquez à quelle famille appartient chacun des éléments suivants.
a) Un élément qui possède huit électrons de valence.
Les gaz nobles.
b) Un élément qui, à l’état pur, doit être conservé dans l’huile.
Les alcalins.
c) L’iode.
Les halogènes.
d) Un élément qui ne réagit presque pas.
Les gaz nobles.
e) Un élément métallique qui entre dans la composition du calcaire.
Les alcalino-terreux.
9. Observez la notation suivante :
a) De quel élément s’agit-il ?
Il s’agit du sodium.
b) Quel nom porte le nombre 11 ?
C’est le numéro atomique.
c) Que représente ce nombre ?
Il représente le nombre de protons et d’électrons que comporte un atome de sodium.
Il s’agit du nombre de masse.
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d) Quel nom porte le nombre 23 ?
e) Que représente ce nombre ?
Il représente la somme du nombre de protons et de neutrons d’un atome.
f) Combien de particules élémentaires comporte un atome de cet élément ?
Il comporte 34 particules élémentaires.
g) Combien d’électrons de valence comporte un atome de cet élément ?
Il comporte un seul électron de valence.
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CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
10. La masse atomique relative est une propriété périodique comportant parfois certaines
irrégularités.
a) Généralement, comment varie la masse atomique relative au sein d’une période ?
Expliquez votre réponse.
Généralement, la masse atomique relative augmente au sein d’une période, puisque les atomes
ont de plus en plus de protons et de neutrons, ce qui augmente leur masse.
b) Comparez la masse atomique relative du cobalt et du nickel. Expliquez la différence
observée.
La masse atomique relative du cobalt est de 58,93 u, tandis que celle du nickel est de 58,69 u. La
masse atomique relative du nickel est plus petite que celle du cobalt à cause du nombre de neutrons
qu’il comporte.
11. Pour représenter un atome selon le modèle atomique simplifié, il est nécessaire de recueillir
différents renseignements.
a) Comment détermine-t-on le nombre de protons que comporte un atome ?
Le nombre de protons correspond au numéro atomique de l’élément.
b) Comment détermine-t-on le nombre d’électrons que comporte un atome ?
c) Comment détermine-t-on le nombre de neutrons que comporte un atome ?
Il faut arrondir la masse atomique relative de l’élément au nombre entier le plus près et soustraire
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Le nombre d’électrons correspond au numéro atomique de l’élément.
le numéro atomique de ce nombre.
d) Comment détermine-t-on le nombre de couches électroniques ?
Le nombre de couches électroniques correspond au numéro de la période où se situe l’élément.
e) Comment détermine-t-on le nombre d’électrons de valence ?
Le nombre d’électrons de valence correspond au chiffre romain indiqué au-dessus de la colonne
de la famille de l’élément.
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CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
12. Illustrez chacun des éléments suivants selon la notation de Lewis.
a) Krypton
b) Gallium
13. Illustrez chacun des éléments suivants selon le modèle atomique simplifié.
b) Chlore
14. Déterminez la masse molaire de chacune des substances suivantes.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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a) Calcium
a) Co
58,93 g/mol
b) CO
28,01 g/mol
c) (NH4)2CrO4
152,1 g/mol
d) Ca(OH)2
74,1 g/mol
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CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
15. Alexis recueille un échantillon de 2,5 mol de carbonate de calcium (CaCO3).
a) Combien de molécules contient cet échantillon ?
6,02 × 1023 molécules = ? molécules
1 mol
2,5 mol
2,5 mol × 6,02 × 1023 molécules = 1,505 × 1024 molécules
1 mol
L’échantillon contient 1,505 × 1024 molécules.
b) Combien d’atomes contient cet échantillon ?
1,505 × 1024 molécules × 5 atomes / molécules = 7,525 × 1024 atomes
L’échantillon contient 7,525 × 1024 atomes.
c) Quelle est la masse de cet échantillon ?
1. m = ?
2. n = 2,5 mol
M = 100,09 g/mol
3. M = m
n
d’où m = Mn
5. La masse de cet échantillon est de 250,2 g.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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4. m = 100,09 g/mol × 2,5 mol = 250,2 g
16. Remplissez le tableau suivant.
Masse molaire
(g/mol)
Masse
(g)
Nombre de moles
(mol)
Ar
39,95
9,99
0,25
Mg
24,31
0,49
0,02
Al2(CO3)3
233,99
994,5
4,25
CH3COOH
60,06
25
0,42
Substance
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
17. Quelle est la masse de 4,25 x 1024 atomes de cuivre ?
m = ?
d’où m = Mn
M =m
n
6,02 × 1023 atomes = 4,25 × 1024 atomes
1 mol
? mol
1 mol × 4,25 × 1024 atomes = 7,06 mol
6,02 × 1023 atomes
m = 63,55 g/mol × 7,06 mol = 448,66 g
La masse de 4,25 × 1024 atomes de cuivre est de 448,66 g.
18. Quelle est la masse de 8,2 x 1022 molécules de H3PO4 ?
m = ?
M = m
n
d’où m = Mn
6,02 × 1023 molécules = 8,2 × 1022 molécules
1 mol
? mol
m = 98,00 g/mol × 0,136 mol = 13,3 g
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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1 mol × 8,2 × 1022 molécules = 0,136 mol
6,02 × 1023 molécules
La masse de 8,2 × 1022 atomes de cuivre est de 13,3 g.
19. Remplissez le tableau suivant.
Élément
Potassium
Nombre
Tendance à perdre ou
d’électrons
à gagner des électrons
de valence
1
Tendance à perdre
Nombre
d’électrons
de la tendance
1
Silicium
4
Tendance à gagner ou à perdre
4
Argon
8
Aucune des deux tendances
0
Gallium
3
Tendance à perdre
3
Sélénium
6
Tendance à gagner
2
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
20. Quelle est la tendance naturelle de chacun des éléments suivants, du point de vue des gains
ou des pertes d’électrons ?
a)Le potassium.
Le potassium a tendance à perdre un électron.
b)L’oxygène.
L’oxygène a tendance à gagner deux électrons.
c)L’aluminium.
L’aluminium a tendance à perdre trois électrons.
d)Le krypton.
Le krypton est un gaz noble. Il n’a donc pas tendance à gagner ou à perdre des
électrons.
21. Les métaux sont des donneurs d’électrons. Par conséquent, ont-ils tendance à former des ions
positifs ou des ions négatifs ?
Ils ont tendance à former des ions positifs.
22. Effectuez le bilan des charges de chacun des transferts d’électrons suivants. Indiquez
également la charge des ions qui en résultent.
c) Un atome d’iode gagne un électron.
a) Un atome de calcium perd deux
électrons.
(+20) protons
(+53) protons
+ (–18) électrons
+ (–54) électrons
–1
+2
On obtient un ion I –.
2+
b) Un atome d’azote gagne trois électrons.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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On obtient un ion Ca .
d) Un atome d’aluminium perd trois électrons.
(+7) protons
(+13) protons
+ (–10) électrons
+ (–10) électrons
–3
+3
3
On obtient un ion Al3+.
On obtient un ion N .
23. Plusieurs savons et détergents contiennent des phosphates qui contaminent l’eau des lacs et
des rivières. D’ailleurs, plusieurs organismes environnementaux tentent d’encourager les
consommateurs à utiliser des savons et des détergents sans phosphates.
a) Un phosphate est-il un atome, une molécule ou un ion ?
Un phosphate est un ion polyatomique.
b) Précisez sa formule chimique.
Sa formule chimique est PO43–.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
24. Les molécules suivantes contiennent-elles un ion polyatomique ? Si oui, indiquez sa formule
chimique et nommez-le en suivant les règles de nomenclature.
a)
Oui. Formule chimique : OH . Nom : ion hydroxyde.
b)
Non, elle ne contient pas d’ion polyatomique.
NaO Oui. Formule chimique: SO42. Nom : ion sulfate.
c)
H
C6H22 Oui. Formule chimique : PO43. Nom : ion phosphate.
d)
Osubstances
11
25. Parmi lesMgS
suivantes, lesquelles comportent au moins une liaison ionique ?
O34PO
H
HCl, NaOH,
CO2, KBr, CaO, AlCl3, NH3.
NaOH, KBr,
CaO, AlCl3.
4
26. Indiquez la charge de chacun des ions formant les molécules ci-dessous.
a) Na+ et Br.
c) Li2S
Li+ et S2.
b) Ca2+ et O2.
d) AlF3
Al3+ et F.
Na
27. Parmi les substances suivantes, lesquelles comportent au moins une liaison covalente ?
Br CS2, CoCl2, Fe2O3, H2O, CH4, AgCl.
Ca
CH3COOH,
CH3COOH,
O CS2, H2O, CH4.
28. À l’aide de la notation de Lewis, montrez comment les liaisons ioniques des molécules
suivantes se forment.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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a) LiF
29. À l’aide de la notation de Lewis, montrez comment se forment les liaisons covalentes de
chacune des molécules suivantes.
a) Cl2
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c) CO2
3
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
30. Écrivez la formule chimique de la molécule qui résulterait de l’union de chacune des paires
de susbtances suivantes.
a)
Le potassium et K2S
le soufre.
b)
Le chlore et le CuCl2
cuivre. Le chrome et le CrF3
c)
fluor. L’ion Mg2+ et
d)
MgSO4
SO42.
31. Utilisez l’ion
les règles de nomenclature pour nommer les substances suivantes.
a) Bromure de sodium.
b) Pentachlorure de phosphore.
Na Tétrachlorure de silicium.
c)
Br
PClTrinitrate de potassium.
d)
SiC
e)
Trioxyde de dialuminium.
5
l4
KN
Al
3 2
32. La saumure est une solution de chlorure de sodium (NaCl) à 18 % m/V dans laquelle on fait
O3
tremper certains
aliments afin de les conserver. Si l’on désire préparer 250 ml de saumure,
quelle quantité de sel devra-t-on dissoudre ?
Étapes de la démarche C =
Démarche de résolution de problème
=
1. Déterminer ce qu’on
La masse de sel nécessaire pour préparer 250 ml de
cherche.
saumure à 18 % m/V.
3. Choisir la formule à utiliser.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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2. Déterminer les différentes
variables et leur valeur.
C = 18 % m/V
V = 250 ml
m=?g
m
V
4. Remplacer les variables par
18 g
?g
leur valeur et isoler
100 ml 250 ml
l’inconnue.
Donc m = 45 g.
5. Vérifier le résultat et
répondre à la question du
problème.
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La quantité de sel nécessaire pour préparer 250 ml de
saumure à 18 % m/V est 45 g.
3
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
33.L’étiquette d’une bouteille d’eau indique que cette eau contient 45 ppm de sodium.
a) Que signifie cette indication ?
Elle indique que cette eau contient 45 parties de sodium par million de parties de solution.
b) Quelle est la concentration du sodium en g/L ?
45 mg
45 ppm =
1L
0,045 g
=
1L
Donc, la concentration en sodium est de 0,045 g/L.
34. Un contaminant est présent dans l’eau d’un lac. Afin d’en déterminer la concentration, un
technicien prélève 50 ml de cette eau. Après avoir effectué quelques mesures, il conclut
que l’échantillon contient 3,75 mg de contaminant. Calculez la concentration de ce
contaminant en ppm.
3,75 mg
50 ml
? mg
=
1000 ml
= 75 mg/L = 75 ppm
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Donc, la concentration de ce contaminant est de 75 ppm.
35.Certains minéraux sont nécessaires au maintien d’une bonne santé. Par exemple, on devrait
absorber environ 350 mg de magnésium par jour. Les sources de magnésium sont
nombreuses. Par exemple, le pain de blé entier en contient en moyenne 850 ppm.
Combien
de tranches de pain de blé entier faudrait-il manger pour obtenir la dose quotidienne
recommandée de magnésium ? Considérez que la masse d’une tranche de pain est
d’environ
30 g. Laissez des traces de vos calculs.
850 ppm =
411,8 g
30 g
850 mg
1000 g
350 mg
=
?g
= 13,73
Donc, il faudrait manger environ 14 tranches de pain pour obtenir la dose quotidienne de
magnésium recommandée.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
36. Une technicienne prépare une solution en dissolvant 50 g de nitrate de potassium (KNO3)
dans un peu d’eau, puis en ajoutant de l’eau de façon à obtenir 500 ml de solution. Quelle
sera la concentration molaire de la solution qu’elle obtiendra ?
C = ? mol/L
V = 500 ml = 0,5 L
m = 50 g
n = ? mol
M = 39,10 + 14,01 + (3  16,00)
= 101,11 g/mol La concentration molaire de la
solution sera de 1 mol/L.
37. Indiquez si chacune des substances suivantes est un acide, une base ou un sel.
a)
C’est un acide.
d)
C’est un sel.
b)
C’est une base.
e)
C’est un acide.
HBr
c)
C’est un sel.
ZnSO C’est une base.
f)
KOH un travail de 2400 J, une machine consomme
H3PO12 000 J. Quel est le rendement
4
38. Pour effectuer
BaF2 de cette machine ?
Cu(O
énergétique
4
Rendement énergétique =
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H)2
=
Forme d’énergie désirée
 100
Énergie consommée
2400 J
 100 = 20 %
12 000 J
39. Raphaël plonge un bloc de plomb de 100 g, chauffé à 155 C, dans 100 ml d’eau à 19 C.
La température de l’eau s’élève à 24 C. En supposant qu’il n’y a pas de perte d’énergie dans
l’environnement, calculez la capacité thermique massique du plomb.
Étapes de la démarche
Démarche de résolution de problème
1. Déterminer ce qu’on cherche.
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Quelle est la chaleur dégagée par le plomb puis
absorbée par l’eau ?
3
CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
Q
m
c
∆T
=?
= 100 g
= 4,19 J/g°C
= 24 °C – 18 °C = 5 °C
3. Choisir la formule à utiliser.
Q = mc∆T
4. Remplacer les variables par leur valeur et
isoler l’inconnue.
Q
5. Vérifier le résultat et répondre à la question
du problème.
La chaleur absorbée par l’eau est de 2095 J. Donc,
celle qui provient du plomb est de  2095 J.
3
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
= 100 g  4,19 J/g°C  5 °C
= 2095 J
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement
2. Déterminer les différentes variables et leur
valeur.
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
Étapes de la démarche
Démarche de résolution de problème
1. Déterminer ce qu’on cherche.
Quelle est la capacité thermique massique du
plomb ?
2. Déterminer les différentes variables et leur
valeur.
Q
m
c
∆T
3. Choisir la formule à utiliser.
Q = mc∆T
= –2095 J
= 100 g
=?
= 24 °C – 155 °C = –131 °C
c = –2095 J  –131 °C
100 g
= 0,16 J/g°C
4. Remplacer les variables par leur valeur et
isoler l’inconnue.
5. Vérifier le résultat et répondre à la question du
problème.
La capacité thermique massique du plomb est de
0,16 J/g°C.
40. On verse 250 ml d’eau dans un verre sortant du congélateur. Après quelque temps, on
constate que la température de l’eau est passée de 18 °C à 12 °C.
Quelle quantité de chaleur a été transférée entre l’eau et le verre ?
Étapes de la démarche
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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a)
Démarche de résolution de problème
1. Déterminer ce qu’on cherche.
Quelle quantité de chaleur a été transférée entre
l’eau et le verre ?
2. Déterminer les différentes variables et leur
valeur.
Q =?
m = 250 g
c = 4,19 J/g°C
∆T = 12 °C – 18 °C = –6 °C
Q = mc∆T
3. Choisir la formule à utiliser.
4. Remplacer les variables par leur valeur et
isoler l’inconnue.
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Q
4
CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
= 250 g  4,19 J/g°C  –6 °C
= –6285 J
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
5. Vérifier le résultat et répondre à la question La chaleur transférée entre l’eau et le verre est de
du problème.
–6285 J.
b) L’eau a-t-elle dégagé ou absorbé de l’énergie ? Expliquez votre réponse.
L’eau a dégagé de l’énergie puisque sa température a diminué.
c) Le verre a-t-il dégagé ou absorbé de l’énergie ? Expliquez votre réponse.
Le verre a absorbé de l’énergie, parce que la chaleur passe toujours du milieu le plus chaud vers
le milieu le plus froid.
41.Un lanceur de base-ball envoie une balle d’environ 150 g à un autre joueur. Quelle est
l’énergie cinétique de la balle si, au moment où elle est attrapée, sa vitesse est de 5 m/s ?
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Étapes de la démarche
Démarche de résolution de problème
1. Déterminer ce qu’on cherche.
Quelle est l’énergie cinétique de la balle ?
2. Déterminer les différentes variables et leur
valeur.
Ek = ?
m = 0,5 kg
v = 5 m/s
3. Choisir la formule à utiliser.
Ek = 1 mv2
2
4. Remplacer les variables par leur valeur et
isoler l’inconnue.
Ek = 1  0,5 kg  (5 m/s)2
2
= 6,25 J
5. Vérifier le résultat et répondre à la question
du problème.
L’énergie cinétique de la balle au moment où elle
est attrapée est de 6,25 J.
42.Un ascenseur soulève une personne de 60 kg du niveau du sol jusqu’au huitième étage.
a) Sachant que cet étage se situe à 56 m du sol, quelle est l’énergie potentielle acquise par
cette personne ?
Étapes de la démarche
Démarche de résolution de problème
1. Déterminer ce qu’on cherche.
Quelle est l’énergie potentielle de la personne ?
2. Déterminer les différentes
variables et leur valeur.
Ep
m
g
h
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=?
= 60 kg
= 9,8 N/kg
= 56 m
5
CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 3
L’énergie et ses manifestations
3. Choisir la formule à utiliser.
Ep = mgh
4. Remplacer les variables par leur
valeur et isoler l’inconnue.
Ep = 60 kg  9,8 N/kg  56 m
Ep = 32 928 J
5. Vérifier le résultat et répondre à
la question du problème.
L’énergie potentielle acquise par la personne est de
32 928 J.
b) D’où vient l’énergie potentielle acquise par cette personne ?
Elle vient du travail effectué par l’ascenseur.
43.Jessica construit la maquette d’un circuit pour son
petit frère. Elle dépose un autobus miniature de 0,5 kg
au point A et lui donne une vitesse de 2 m/s. L’autobus
parcourt tout le trajet sans nécessiter l’apport
d’énergie extérieure.
a) En négligeant le frottement, calculez l’énergie
mécanique, l’énergie potentielle et l’énergie cinétique
de l’autobus aux points A, B et C.
Au point A
Au point B
Au point C
Ek =
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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=
 0,5 kg  (2 m/s)2 = 1 J
1 mv2
Em = 3,45 J
2
Ep = 0,5 kg  9,8 N/kg  0,1 m Ek = 1  0,5 kg  (3 m/s)2
2
= 0,49 J
1
2
Ep = mgh
Ek = 3,45 J – 0,49 J
= 2,96 J
= 0,5 kg  9,8 N/kg  0,5 m
Em = 3,45 J
= 2,25 J
Ep = 3,45 J – 2,25 J
= 1,2 J
= 2,45 J
Em = Ek + Ep
= 1 J + 2,45 J
= 3,45 J
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4
CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 4
Les transformations de la matière
b) Calculez la hauteur de l’autobus au point C.
Ep = mgh
1,2 J = 0,5 kg  9,8 N/kg  h
h =
1,2 J
0,5 kg  9,87 N/kg
h = 0,245 m
44. Qu’est-ce qui distingue la masse du poids ?
45.Les nouveaux téléviseurs à écran plasma ou à cristaux liquides sont beaucoup plus légers
que les anciens appareils à rayons cathodiques. Quel est le poids d’un téléviseur ayant
une
masse de 25 kg à la surface de la Terre ?
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Étapes de la démarche
Démarche de résolution de problème
1. Déterminer ce qu’on cherche.
Quel est le poids de l’objet ?
2. Déterminer les différentes variables et leur
valeur.
Fg = ?
m = 25 kg
g = 9,8 N/kg
3. Choisir la formule à utiliser.
Fg = mg
4. Remplacer les variables par leur valeur et
isoler l’inconnue.
Fg = 25 kg  9,8 N/kg
= 245 N
5. Vérifier le résultat et répondre à la question
du problème.
Le poids du téléviseur est de 245 N.
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4
CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 4
Les transformations de la matière
46.Trouvez la composante verticale et la composante horizontale de chacune des forces
suivantes.
a)
b)
Composante verticale :
Côté opposé = sin 20  25 N
= 8,55 N
Composante horizontale :
Côté adjacent = cos 20  25 N
= 23,49 N
Composante verticale :
Côté opposé = sin 40  45 N
= 28,93 N
Composante horizontale :
Côté adjacent = cos 40  45 N
= 34,47 N
47. Quelle est la force efficace dans chacun des cas suivants ?
a) La boîte glisse le long du plan incliné.
La force efficace est le côté opposé à l’angle de 25.
Force gravitationnelle= mg
= 20 kg  9,8 N/kg
= 196 N
Côté opposé = sin 25  196 N
= 82,83 N
b) La boîte glisse parallèlement au sol.
La force efficace est le côté adjacent à l’angle
de 20.
= 28,19 N
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Côté adjacent = cos 20  30 N
48.Une personne applique une force de 200 N sur le côté d’un piano. Quelle quantité de travail
permettrait de le déplacer sur une distance de 5 m ?
Étapes de la démarche
Démarche de résolution de problème
1. Déterminer ce qu’on cherche.
Quel est le travail nécessaire pour déplacer le piano
sur une distance de 5 m ?
2. Déterminer les différentes variables et leur
valeur.
W=?
F// = 200 N
d=5m
3. Choisir la formule à utiliser.
W = F//d
4. Remplacer les variables par leur valeur et
isoler l’inconnue.
W = 200 N  5 m
W = 1000 J
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 4
Les transformations de la matière
5. Vérifier le résultat et répondre à la question Le travail nécessaire pour déplacer le piano est de
du problème.
1000 J.
49.Quel est le travail accompli par la force gravitationnelle sur cette personne si le déplacement
est de 4 m ?
Calcul de la force efficace
La force efficace est la composante
parallèle au plan incliné provenant de
la force gravitationnelle, donc c’est le
côté opposé de l’angle de 15°.
Fg = mg
Fg = 70 kg  9,8 N/kg
Fg = 686 N
Côté opposé = sin 15°  686 N = 446 N
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Étapes de la démarche
Démarche de résolution de problème
1. Déterminer ce qu’on cherche.
Quelle est le travail fait sur la personne ?
2. Déterminer les différentes
variables et leur valeur.
W =?
F// = 446 N
d =4m
3. Choisir la formule à utiliser.
W = F//d
4. Remplacer les variables par
leur valeur et isoler l’inconnue.
W = 446 N  4 m
= 1784 J
5. Vérifier le résultat et répondre
à la question du problème.
Le travail exercé sur la personne est de 1784 J.
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 4
Les transformations de la matière
50. Représentez chacune des réactions suivantes à l’aide d’une équation chimique. Précisez l’état
physique de chaque substance.
a)
Un atome de zinc solide réagit avec deux molécules d’acide chlorhydrique (HCl) en
solution pour former une molécule de dichlorure de zinc (ZnCl2) en solution et une
molécule de
dihydrogène gazeux.
Zn(s) + 2 HCl(aq)  ZnCl2(aq) + H2(g)
b)
Deux atomes de sodium solide réagissent avec deux molécules d’eau liquide pour
former
deux molécules d’hydroxyde de sodium (NaOH) en solution et une molécule
de dihydrogène
gazeux.
2 Na(s) + 2 H2O(l)  2 [2 NaOH(aq)] + H2(g)
c)
La réaction d’une molécule de propane (C3H8) gazeux avec cinq molécules de
dioxygène
gazeux produit trois molécules de dioxyde de carbone gazeux et quatre
molécules de
vapeur d’eau.
C3H8(g) + 5 O2(g)  3 CO2(g) + 4 H2O(g)
Lorsqu’on mélange deux molécules de chlorure de sodium (NaCl) en solution avec
molécule de dinitrate de baryum (Ba(NO3)2) en solution, il y a formation de
deux molécules
nitrate de sodium (NaNO3) en solution et d’une molécule de dichlorure de
baryum sous
forme de précipité solide.
2 NaCl(aq) + Ba(NO3)2(aq)  2 NaNO3(aq) + BaCl2(s)
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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d)
une
51. La synthèse de l’eau se fait selon l’équation : 2 H2(g) + O2(g)  2 H2O(l). Si l’on fait réagir 2 g de
dihydrogène avec 16 g de dioxygène, quelle masse d’eau sera formée ? Laissez des
traces de
vos calculs.
À cause de la loi de la conservation de la masse, la masse totale des réactifs est égale à la masse totale
des produits, donc :
16 g de dioxygène + 2 g de dihydrogène = 18 g d’eau
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 4
Les transformations de la matière
52.Indiquez si chacune des équations suivantes est balancée ou non. Expliquez vos réponses.
a) NA + O2  Na2O2 Non.
Avant la réaction chimique
Réactifs
Nombre d’atomes
Na + O2
1 atome de Na
2 atomes de O
Après la réaction chimique
Produit
Nombre d’atomes
Na2O2
2 atomes de Na
2 atomes de O
b) C + O2  CO2 Oui.
Avant la réaction chimique
Réactifs
Nombre d’atomes
C + O2
1 atome de C
2 atomes de O
Après la réaction chimique
Produit
Nombre d’atomes
CO2
1 atome de C
2 atomes de O
c) 2 C2H2 + 5 O2  4 CO2 + 2 H2O Oui.
Avant la réaction chimique
Réactifs
Nombre d’atomes
2 C2H2 + 5 O2
4 atomes de C
4 atomes de H
10 atomes de O
Après la réaction chimique
Produit
Nombre d’atomes
4 CO2 + 2 H2O
4 atomes de C
4 atomes de H
10 atomes de O
Avant la réaction chimique
Réactifs
Nombre d’atomes
CH4 + 2 Cl2
1 atome de C
4 atomes de H
4 atomes de Cl
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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d) CH4 + 2 CI2  CCI4 + 4 HCI Non.
Après la réaction chimique
Produit
Nombre d’atomes
CCl4 + 4 HCl
1 atome de C
4 atomes de H
5 atomes de Cl
53.Balancez chacune des équations suivantes.
a) Mg + O2  MgO 2 Mg + O2  2 MgO

Mg + O2
Mg
O2
Mg
MgO
Mg
O
MgO
Mg
O
MgO
2 Mg + O2
2 MgO
54.L’oxyde de cuivre (CuO) se forme selon l’équation suivante : 2 Cu + O2  2 CuO. Si l’on fait
réagir quatre moles de cuivre avec suffisamment de dioxygène, combien de moles d’oxyde
de cuivre obtiendra-t-on ? Laissez des traces de vos calculs.
2 Cu
2 mol
4 mol
+
O2  2 CuO
2 mol
? mol
On obtiendra quatre moles d’oxyde de cuivre.
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 4
Les transformations de la matière
55.Soit la réaction suivante : 2 Na + 2 H2O  2 NaOH + H2. Combien de moles d’hydroxyde de
sodium seront produites si l’on fait réagir complètement 46 g de sodium ? Laissez des traces
de vos calculs.
2 Na
+
2 H2O  2 NaOH
2 mol
2 mol
2 mol
45,98 g
36,04 g 80,00 g
46 g
? mol
45,98 g
2 mol
46 g  2 mol = 2,00 mol
45,98 g
+
H2
1 mol
2,02 g
Il y aura production de deux moles d’hydroxyde de sodium.
56.Voici la réaction de synthèse de l’ammoniac : N2 + 3 H2  2 NH3. Écrivez l’équation de la
décomposition de l’ammoniac.
2 NH3  N2 + 3 H2
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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57. Lorsqu’on mélange une solution d’acide chlorhydrique avec du bicarbonate de sodium, il y a
dégagement de dioxyde de carbone, selon l’équation suivante :
HCl(aq) + NaHCO3(s)  NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g). Si l’on fait réagir 200 ml d’une solution
d’acide chlorhydrique avec suffisamment de bicarbonate de sodium, quelle devrait être la
concentration molaire de la solution si l’on veut obtenir 4,4 g de dioxyde de carbone ? Laissez
des traces de vos calculs.
HCl(aq) + NaHCO3(s)  NaCl(aq)
1 mol
1 mol
1 mol
36,46 g
84,01 g
58,44 g
? mol
1 mol
1 mol  4,4 g = 0,1 mol
+
H2O(l) +
1 mol
18,02 g
CO2(g)
1 mol
44,01 g
4,4 g
44,01 g
44,01 g
La concentration de la solution devra être de 0,5 mol/L.
58. Lorsqu’on mélange une solution d’acide chlorhydrique (HCI) avec une solution d’hydroxyde
de potassium (KOH), les deux substances réagissent.
a) De quel type de réaction chimique s’agit-il ?
C’est une réaction de neutralisation acidobasique.
b) Écrivez l’équation chimique de cette réaction.
HCl(aq) + KOH(aq)  KCl(aq) + H2O(l)
ou H+(aq) + Cl(aq) + K+(aq) + OH (aq)  K+(aq) + Cl (aq) + H2O(l)
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 5
L’électricité et le magnétisme
59. Indiquez si chacune des réactions nucléaires suivantes décrit une fusion ou une fission.
Expliquez votre réponse.
140
1
94
1
54 Xe + 38 Sr + 2 0 n
0
a) U + n 
Il s’agit d’une fission parce que les produits ont des noyaux plus petits que le réactif.
2
2
3
1
b) H
1 +
1 H  2 He + 0 n
Il s’agit d’une fusion parce que le produit a un noyau plus gros que les réactifs.
6
c) Be
+
3
1
0
n  42 He + 31 H
Il s’agit d’une fission parce que les produits ont des noyaux plus petits que le réactif.
14
4
17
1 +
d) N
7 +
2 He  8 O + 1 p
Il s’agit d’une fusion parce que le produit a un noyau plus gros que les réactifs.
27
e) Al
13 +
4
2
1
He  30
15 P + 0 n
60. Après avoir chargé un morceau de tissu, Jonathan constate que celui-ci a perdu 2  1015
électrons.
a)Quelle est sa charge en coulombs ?
? C = 2  1015 électrons
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Il s’agit d’une fusion parce que le produit a un noyau plus gros que les réactifs.
1 C = 6,25  1018 électrons
Donc, sa charge est de 0,000 32 C ou 3,2  10-4 C.
b)Cette charge est-elle positive ou négative ? Expliquez votre réponse.
Sa charge est positive, puisqu’il a perdu des électrons.
61. On électrise une tige de cuivre et une tige de plastique. Le comportement des charges du
point de vue des attirances et des répulsions sera-t-il le même dans les deux tiges ?
Expliquez
votre réponse.
Non, puisque le cuivre est un conducteur et que le plastique est un isolant. Dans un conducteur, les
charges se répartissent uniformément à la surface, tandis que dans un isolant, les charges demeurent
concentrées au même endroit.
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 5
L’électricité et le magnétisme
62 Observez l’illustration ci-contre.
a)
Quelle est la charge de la particule A ?
Expliquez votre réponse.
C’est une charge négative parce que les lignes de
champ électrique se dirigent vers la particule A et
que, par convention, ces lignes décrivent la
direction d’une particule positive.
b)
Quelle est la charge de la particule B ? Expliquez votre réponse.
C’est une charge positive parce que les lignes de champ électrique s’éloignent de la particule B.
c)
La force exercée par chaque particule sur l’autre particule est-elle une force
d’attraction ou
de répulsion ? Expliquez votre réponse.
La particule A exerce une force d’attraction sur la particule B et la particule B exerce une force
d’attraction sur la particule A, parce qu’elles sont de signes contraires et que les charges de signes
contraires s’attirent.
a) Carl approche un peigne chargé de ses cheveux et ses cheveux se soulèvent sans même
qu’il y touche.
Électrisation par induction.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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63. Indiquez si l’électrisation des objets suivants a été obtenue par frottement, par conduction ou
par induction.
b) Une certaine quantité de charges est transférée d’un corps à un autre. Il en résulte deux
corps chargés de mêmes signes.
Électrisation par conduction.
c) Lorsqu’on marche, notre corps peut accumuler une charge électrique.
Électrisation par frottement.
64. Pour nettoyer son trophée en cuivre, Louis le frotte avec un chiffon en laine. Quelle sera la
charge des deux objets ? Expliquez votre réponse.
Le cuivre accumulera une charge négative, parce qu’il a une plus grande affinité à recevoir des
électrons que la laine. La laine aura une charge positive, puisque les charges obtenues par frottement
sont de signes opposés.
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 5
L’électricité et le magnétisme
65. Deux particules chargées positivement ayant respectivement une charge de 0,02 C et de
0,05 C sont placées à 2 cm l’une de l’autre. Quelle est l’intensité de la force électrique que
chacune exerce sur l’autre ?
Étapes de la démarche
Démarche de résolution de problème
1. Déterminer ce qu’on cherche.
Quelle est l’intensité de la force électrique ?
2. Déterminer les différentes variables et leur
valeur.
Fé
q1
q2
r
=?
= 0,02 C
= 0,05 C
= 2 cm = 0,02 m
Fé =
3. Choisir la formule à utiliser.
Fé =
4. Remplacer les variables par leur valeur et
isoler l’inconnue.
kq1q2
r2
9  109 Nm2/C2  0,02 C  0,05 C
(0,02 m)2
= 2,25  1010 N
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement
5. Vérifier le résultat et répondre à la question
du problème.
L’intensité de la force électrique entre les deux
charges est de 2,25  1010 N.
66.Dans chacun des cas suivants, précisez s’il s’agit d’un exemple d’électricité statique ou
d’électricité dynamique.
a) La courroie d’un moteur qui se charge par frottement.
L’électricité statique, parce que l’électrisation par frottement ne permet pas aux charges de circuler.
b) Un baladeur nous permettant d’écouter notre musique préférée.
L’électricité dynamique, parce que les charges doivent circuler pour que le baladeur fonctionne.
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 5
L’électricité et le magnétisme
67.Dans quel(s) circuit(s) les ampèremètres sont-ils correctement branchés ? Expliquez votre
réponse.
a)
b)
Seulement dans le circuit b. En effet, un ampèremètre est un appareil qui doit être branché en série et
non en parallèle, comme en a).
68.Un courant de 8 A circule dans un sèche-cheveux. Quelle charge aura contribué au
fonctionnement de cet appareil après 5 min d’utilisation ?
Étapes de la démarche
Démarche de résolution de problème
1. Déterminer ce qu’on cherche.
Quelle charge aura contribué au fonctionnement
du sèche-cheveux après 5 min ?
2. Déterminer les différentes variables et leur I = 8 A
valeur.
∆t = 5 min = 300 s
q =?
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement
I=
3. Choisir la formule à utiliser.
q
∆t
q = I  ∆t
4. Remplacer les variables par leur valeur et
isoler l’inconnue.
q = 8 A  300 s
= 2400 C
5. Vérifier le résultat et répondre à la
question du problème.
2400 C auront contribué au fonctionnement du sèchecheveux après 5 min d’utilisation.
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 5
L’électricité et le magnétisme
69. Un élément d’un circuit électrique est traversé par 5400 C en une heure. Quelle est l’intensité
du courant électrique ?
Étapes de la démarche
Démarche de résolution de problème
1. Déterminer ce qu’on cherche.
Quelle est l’intensité du courant électrique ?
2. Déterminer les différentes variables et leur I = ?
valeur.
∆t = 1 h = 3600 s
q = 5400 C
I=
3. Choisir la formule à utiliser.
q
∆t
5400 C
3600 s
I = 1,5 A
5. Vérifier le résultat et répondre à la
question du problème.
L’intensité du courant est de 1,5 A.
70.Dans quel(s) circuit(s) les voltmètres sont-ils correctement branchés ? Expliquez votre
réponse.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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I=
4. Remplacer les variables par leur valeur et
isoler l’inconnue.
a)
b)
c)
d)
Seulement en c) et en d). En effet, un voltmètre est un appareil qui doit être branché en parallèle et non
en série, comme en a) et en b).
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 7
L’atmosphère et l’espace
71.Il existe sur le marché une grande variété de piles. Quelle est l’énergie fournie par une pile de
1,5 V si 200 C traversent un appareil électrique en 20 min ?
Étapes de la démarche
Démarche de résolution de problème
1. Déterminer ce qu’on cherche.
Quelle est l’énergie fournie par la pile ?
2. Déterminer les différentes variables et leur
valeur.
U = 1,5 V
E =?
q = 200 C
U=
3. Choisir la formule à utiliser.
E
q
E =Uq
4. Remplacer les variables par leur valeur et
isoler l’inconnue.
E = 1,5 V  200 C
= 300 J
5. Vérifier le résultat et répondre à la question
du problème.
L’énergie fournie par la pile est de 300 J.
72.Afin de connaître la résistance d’un élément chauffant, Manon effectue une expérience. Elle
trouve ainsi que, lorsque l’intensité du courant est de 3,5 A, la différence de potentiel aux
bornes de cet élément est de 10 V. Quelle est la résistance de cet élément chauffant ?
R = U/I
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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U = RI
= 10 V/3,5 A
 2,86 
La résistance de l’élément chauffant est d’environ 2,86 .
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 7
L’atmosphère et l’espace
73.Quelle quantité d’énergie un appareil électrique aura-t-il consommée après 15 min
d’utilisation si le courant qui le traverse est de 15 A et que la différence de potentiel est de
120 V ?
Étapes de la démarche
Démarche de résolution de problème
1. Déterminer ce qu’on cherche.
Quelle est l’énergie consommée par l’appareil ?
2. Déterminer les différentes variables et leur
valeur.
E =?
I = 15 A
U = 120 V
∆t = 15 min = 900 s
E = P  ∆t
P = UI
3. Choisir la formule à utiliser.
4. Remplacer les variables par leur valeur et
isoler l’inconnue.
5. Vérifier le résultat et répondre à la question
du problème.
P = 120 V  15 A
= 1800 w
E = 1800 w  900 s
= 1 620 000 J
L’énergie consommée est de 1 620 000 J.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement
74.Parmi les circuits suivants, distinguez ceux qui sont branchés en série de ceux qui sont
branchés en parallèle.
a)
b)
Parallèle
Série
c)
d)
Parallèle
Série
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 7
L’atmosphère et l’espace
75.Dans chacun des cas suivants, calculez la résistance équivalente.
a)
Réq = R1 + R2 + R3
= 5  + 8  + 12 
= 25 
b)
Réq =
1
R1
1
+
R2
1
2
1
=
= 1 1/3  ou 1,33 
1
+
4
1
Réq =
1
1
1
1
+
+
+
R1 R2 R3 R4
1
8
=
1
1
1
1
+
+
+
8
4
2
=1
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement
c)
1
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4
CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 7
L’atmosphère et l’espace
76.Trouvez la valeur manquante dans chacun des circuits suivants.
a)
Réq = R1 + R2 + R3
= 10 + 20 + 30
= 60 
U = RI
I = U/R
= 120 V/60 
=2A
b)
1
Réq =
1
1
R1
=
+
R2
1
R3
+
=5
1
1
1
10
20
1
+
+
20
U = RI
=52A
= 10 V
77.Si l’on approche le pôle nord d’un aimant du pôle sud d’un autre aimant, le pôle nord sera-t-il
repoussé ou attiré ? Expliquez votre réponse.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement
Il sera attiré parce que les pôles magnétiques contraires s’attirent.
78.Parmi les illustrations suivantes, laquelle ou lesquelles représentent correctement
le champ magnétique d’un aimant droit ? Expliquez votre réponse.
a)
b)
Seule a) représente correctement le champ magnétique d’un aimant droit parce que les pôles sont
situés aux deux extrémités.
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 7
L’atmosphère et l’espace
79. Une substance ferromagnétique est-elle nécessairement un aimant ? Expliquez votre
réponse.
Non, une substance ferromagnétique a la capacité de devenir un aimant, mais elle n’en est pas
nécessairement un.
80.Parmi les illustrations suivantes, laquelle ou lesquelles représentent correctement le champ
magnétique d’un fil parcouru par un courant électrique ? Expliquez votre réponse.
b)
Seule a) est correcte. En effet, selon la règle de la main droite, le pouce indique le sens conventionnel
du courant et les doigts indiquent la direction des lignes de champ magnétique.
a)
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement
81.Parmi les illustrations suivantes, laquelle ou lesquelles représentent correctement le champ
magnétique d’un solénoïde parcouru par un courant électrique ? Expliquez votre réponse.
b)
Seule b) est correcte. En effet, selon la règle de la main droite, les doigts indiquent le sens
conventionnel du courant et le pouce indique la direction des lignes de champ magnétique à l’intérieur
du solénoïde.
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4
CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 7
L’atmosphère et l’espace
82.Maxime veut acheter une génératrice d’électricité afin de disposer d’une source d’énergie
de secours à son chalet. Il demande à la vendeuse de lui expliquer brièvement les
principes
de fonctionnement de cet appareil. Si vous étiez à la place de la vendeuse, que lui
répondriez-vous ?
Une génératrice d’électricité fonctionne selon les principes de l’induction électromagnétique. Le
courant électrique est créé grâce à une bobine de fil conducteur qui tourne à l’intérieur d’un champ
magnétique. Elle permet de transformer l’énergie mécanique en énergie électrique.
Univers terre et espace (chapitre 6 à 8)
83. Que suis-je ? Une roche, un minéral ou les deux ?
a) Je possède une forme cristalline.
Minéral.
b) Je ne proviens ni d’un animal, ni d’un végétal.
Minéral.
c) Je suis un corps solide.
Minéral et roche.
d) Je suis un mélange.
Roche.
e) On me trouve dans la lithosphère.
Minéral et roche.
f) J’ai toujours la même composition chimique.
Minéral.
g) Je suis un produit de la lave refroidie.
Roche.
84. Que peut-on comparer grâce à l’échelle de Mohs ?
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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La dureté d’un minéral.
85. De quel type de roche s’agit-il (ignée, sédimentaire ou métamorphique) ?
a)
Le grès se forme par l’accumulation et la compaction de couches de sable.
Roche sédimentaire.
b) L’ardoise se forme à partir de roches sédimentaires soumises à de fortes pressions.
Roche métamorphique.
c)
Le granite est issu du refroidissement du magma.
Roche ignée.
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 7
L’atmosphère et l’espace
86. Précisez la forme d’énergie dont il s’agit.
a) Elle provient de la fission d’un atome.
Énergie nucléaire.
b) Elle est issue de la décomposition des végétaux et des animaux préhistoriques.
Énergie fossile.
c) Elle est issue de la chaleur interne de la Terre.
Énergie géothermique.
d) C’est cette forme d’énergie qui émet le plus de gaz à effet de serre.
Énergie fossile.
e) Elle laisse des déchets radioactifs.
Énergie nucléaire.
f) Elle risque de s’épuiser d’ici quelques décennies.
Énergie fossile.
87. Nommez trois techniques agricoles qui contribuent à l’épuisement des sols.
Réponses variables. Exemple. Utilisation de machinerie lourde, accélération de la rotation des cultures
et usage abusif des pesticides.
88. Que suis-je ? J’occupe 2,5 % de l’hydrosphère et 79 % de mon volume est pris dans les
glaciers.
89. Nommez cinq formes que peut prendre l’eau dans l’hydrosphère.
Réponses variables. Exemples. Océans, mers, rivières, fleuves, lacs, eaux souterraines, nuages,
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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L’eau douce.
glaciers, banquises.
90.Nommez quatre facteurs qui influencent la circulation de l’eau à l’intérieur d’un bassin
versant.
Réponses variables. Exemples. La topographie, la géologie, le climat, la végétation, les aménagements
agricoles, industriels et urbains.
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 7
L’atmosphère et l’espace
91. Que suis-je ?
a) Je suis un type de courant marin poussé par les vents.
Un courant de surface.
b) Je suis un type de courant marin mû par les différences de densité de l’eau.
Un courant de profondeur.
c) Je suis un grand courant convoyeur qui transporte les eaux océaniques autour du globe.
La boucle thermohaline.
92.Nommez les trois facteurs qui influencent la circulation océanique.
Les vents, la salinité des eaux, la température des eaux.
93.Qu’est-ce que la cryosphère ?
La portion de l’eau gelée à la surface de la Terre.
À quelle couche de l’atmosphère correspond chacune des descriptions suivantes ?
a) Il s’agit de la couche la plus froide de l’atmosphère.
Mésosphère.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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b) Les phénomènes météorologiques se produisent dans cette couche. Troposphère.
c) Elle abrite la couche d’ozone.
Stratosphère.
d) C’est la couche la plus chaude de l’atmosphère.
Thermosphère.
e) La plupart des satellites spatiaux circulent dans cette couche.
Exosphère.
94. Le 23 octobre 2007, la navette spatiale Discovery a décollé du Centre
spatial Kennedy, en Floride, pour aller livrer de l’équipement à la Station
spatiale internationale. Nommez, dans l’ordre, les couches de
l’atmosphère traversées par l’équipage.
Troposphère, stratosphère, mésosphère, thermosphère, exosphère.
95. Les particules d’air exercent-elles une pression plus
faible ou plus forte quand la température augmente ?
Expliquez votre réponse.
Les particules d’air exercent une pression plus faible lorsque la température augmente, parce qu’elles
s’éloignent les unes des autres et que le nombre de collisions entre les particules diminue en
conséquence. Dans l’atmosphère, cependant, la pression de l’air tend à l’équilibre et c’est la masse
volumique de l’air qui diminue lorsque la température augmente.
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 7
L’atmosphère et l’espace
96. Qu’est-ce qui cause le vent ?
Le vent provient du déplacement de l’air des zones de haute pression vers les zones de basse pression.
97. À quoi chacune des descriptions suivantes correspond-elle ?
a) Une grande étendue atmosphérique dont la température et l’humidité
sont relativement homogènes.
Une masse d’air.
b) La limite d’une masse d’air froid qui percute une masse d’air chaud, et
Un front froid.
qui entraîne la formation de nuages épais, les cumulus.
c) La limite d’une masse d’air chaud qui percute une masse d’air froid, et
qui entraîne la formation de nuages allongés et superposés Un front chaud.
en couches.
98. Observez bien la photo ci-contre.
a) La région illustrée se trouve-t-elle dans une zone
de basse pression atmosphérique ou de haute
pression atmosphérique ?
Dans une zone de haute pression.
b) Quel nom donne-t-on à une telle zone ?
Anticyclone.
c) Dans quel sens les vents tournent-ils si cette zone
se trouve dans l’hémisphère Nord ?
Dans le sens horaire.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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d) Comment se nomme le phénomène inverse ?
Une dépression.
99.En général, les vents soufflent-ils en ligne droite d’une zone de haute pression vers une zone
de basse pression ? Pourquoi ?
Non. Ils sont déviés par l’effet de Coriolis, induit par la rotation de la Terre. Les vents sont déviés vers
la droite dans l’hémisphère Nord, vers la gauche dans l’hémisphère Sud.
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 7
L’atmosphère et l’espace
100. Vrai au faux ? Expliquez votre réponse.
a) L’effet de serre est un phénomène récent, engendré par les activités humaines sur Terre.
Faux. Les gaz à effet de serre ont toujours existé dans l’atmosphère.
b) En s’accumulant dans l’atmosphère, les gaz à effet de serre piègent de plus en plus
de rayons ultraviolets.
Faux. Ils piègent les rayons infrarouges émis par le sol.
c) Le déboisement entraîne une augmentation de l’effet de serre à cause de la libération
de dioxyde de carbone lors de la décomposition des arbres coupés.
Vrai. Le carbone emmagasiné dans les forêts retourne dans l’atmosphère sous forme de CO2
lorsqu’on coupe les arbres.
d) La photosynthèse par les végétaux joue un rôle majeur dans la stabilité des températures
sur Terre.
Vrai. Les végétaux absorbent du CO2 lors de la photosynthèse, ce qui diminue l’effet de serre.
101. Pour chacun des gaz à effet de serre suivants, nommez une source d’émission associée
aux activités humaines.
a) Dioxyde de carbone (CO2)
Réponses variables. Exemples. Combustion du pétrole, du gaz naturel, du charbon, par les
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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voitures ou les procédés industriels.
b) Méthane (CH4)
Réponses variables. Exemples. Élevage de bétail, entreposage et gestion des fumiers, culture en
rizière, décomposition des ordures ménagères, distribution du gaz naturel.
c) Oxyde nitreux (N2O)
Réponses variables. Exemples. Épandage d’engrais contenant de l’azote sur les terres agricoles,
procédés chimiques.
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 7
L’atmosphère et l’espace
102.
Observez bien la photo ci-contre.
a) De quels gaz dégagés par les voitures l’ozone de
la troposphère provient-il ?
Des oxydes d’azote (NOx).
b) Comment nomme-t-on l’épais brouillard de
pollution que forment l’ozone et d’autres polluants
atmosphériques dans certaines conditions ?
Le smog.
c) Ce brouillard a-t-il toujours la même composition ? Expliquez votre réponse.
Non. L’ozone troposphérique se combine avec divers polluants atmosphériques pour former le
smog. Sa composition varie selon la période de l’année.
103. Comment nomme-t-on les réactions qui transforment l’hydrogène en hélium au cœur
du Soleil ?
Des réactions nucléaires.
104. Sous quelle forme l’énergie solaire nous parvient-elle sur la Terre ?
Sous forme d’énergie rayonnante (ondes électromagnétiques).
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement
105. Quelles ondes électromagnétiques provenant du Soleil parviennent jusqu’à la Terre ?
La lumière visible, une partie des rayons infrarouges et une infime partie des rayons ultraviolets.
106. À quoi chacune des descriptions suivantes correspond-elle ?
a) Un grand panneau de verre qui capte la chaleur du Soleil et la transmet à un liquide qui
circule sous sa surface.
Capteur solaire.
b) Un dispositif qui convertit la lumière du Soleil en courant électrique.
Cellule photovoltaïque.
107. À 11 h, Geneviève a laissé sa serviette et son livre sur la plage pour aller se promener. À son
retour, une heure plus tard, ses effets personnels avaient été emportés par la marée. Elle est
surprise : la veille, la marée était à son plus haut vers minuit. Comment peut-elle de nouveau
être si haute ?
La Terre a fait un demi-tour sur elle-même. Geneviève se trouve sur la face de la Terre opposée à la
Lune. La marée est haute puisque à cet endroit les eaux sont moins attirées par la Lune que la Terre
elle-même.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 10
Les écosystèmes
108. Vrai ou faux ? Expliquez votre réponse.
a) Les marées sont provoquées uniquement par l’attraction de la Lune.
Faux. Le Soleil joue aussi un rôle dans le phénomène des marées.
b) À tout moment, il y a deux marées hautes et deux marées basses sur la Terre.
Vrai. Les marées hautes se produisent du côté qui fait face à la Lune et du côté opposé à la Lune.
Les marées basses se produisent sur les deux autres côtés de la Terre.
c) La force gravitationnelle de la Lune est due au fait qu’elle tourne sur elle-même.
Faux. La force gravitationnelle n’est pas due à la rotation de la Lune, mais à sa masse.
109. À quoi correspond chacune des descriptions suivantes ?
a) Processus grâce auquel des bactéries captent le diazote de l’atmosphère pour le
transformer en ammoniac.
Fixation de l’azote.
b) Processus grâce auquel des bactéries transforment l’ammonium en nitrites.
Nitrification.
c) Processus grâce auquel des bactéries transforment les nitrates en diazote.
Dénitrification.
110. Sans l’existence des végétaux, les herbivores ne pourraient pas fabriquer les molécules
d’ADN nécessaires au stockage de leur information génétique. Expliquez pourquoi.
L’azote est un élément essentiel à la fabrication de l’ADN. Or, les végétaux représentent la seule
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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source d’azote disponible pour les herbivores.
111. Le cycle de l’azote est perturbé par les activités humaines.
a) Quelle pratique agricole est principalement à l’origine de cette perturbation ?
L’épandage d’engrais riches en ammoniac, en ammonium et en nitrates.
b) Quelles sont les conséquences de cette pratique ?
Les surplus d’azote altèrent l’équilibre des sols et nuisent à la croissance des végétaux.
112. Observez bien la photo ci-contre.
a) Sur cette photo, où se trouve principalement
le phosphore ?
Dans les roches.
b) Indiquez trois sources de phosphore
accessibles aux êtres humains.
Les végétaux, les herbivores, les poissons.
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11801-B
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 10
Les écosystèmes
c) Le phosphore assimilé par les végétaux et
les êtres humains finit par retourner à l’état
rocheux. Expliquez comment.
Les débris végétaux et humains sont décomposés par des bactéries, ce qui libère des phosphates.
Ces derniers se retrouvent éventuellement dans les plans d’eau, s’accumulent dans les sédiments et
se transforment lentement en roches.
113. Le cycle naturel du phosphore est perturbé par les activités humaines.
a) Quelles sont les activités humaines qui exercent le plus d’impact ?
L’épandage d’engrais riches en phosphates sur les terres agricoles et le rejet de résidus de savons
phosphatés dans les eaux usées.
b) Comment se traduisent les effets de ces activités sur les lacs, les rivières et les autres
plans d’eau ?
Elles accélèrent la croissance des algues et favorisent le processus d’eutrophisation.
c) Quelle mesure peut-on prendre dans la vie de tous les jours pour réduire ces effets ?
Réponses variables. Exemple. Choisir des savons sans phosphates.
114. À quel cycle biogéochimique chacun des énoncés suivants se rapporte-t-il ?
Cycle de l’azote.
b) Les roches s’érodent sous l’action de la pluie et du vent. Cycle du phosphore.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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a) L’ammoniac réagit avec de l’hydrogène pour
former de l’ammonium.
c) Grâce à la photosynthèse, les végétaux fabriquent le
glucose qui leur sert de source d’énergie.
Cycle du carbone.
d) Le carbonate de calcium entre dans la composition des
Cycle du carbone.
coquilles et squelettes de certains
organismes marins.
e) La décomposition des déchets produit du méthane.
Cycle du carbone.
f) La décomposition des déchets produit de l’ammoniac. Cycle de l’azote.
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11801-B
2
CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 10
Les écosystèmes
Univers vivant (chapitre 9 à 11)
115.Pour chacun des exemples suivants, indiquez le facteur qui fait varier la taille de la population
(natalité, mortalité, immigration ou émigration). Précisez également l’effet qu’a ce facteur sur la
taille de la population.
a) Chaque printemps, des bernaches reviennent s’installer sur les bords du lac Tranquille.
b) Lors d’une coupe forestière, le bruit généré par les véhicules forestiers a fait fuir les cerfs de
Virginie des alentours.
c) Dans sa tanière, au printemps, une ourse allaite ses trois petits.
d) Des éleveurs procèdent à l’ensemencement de saumons dans une rivière.
e) L’installation de pièges dans la toiture d’un chalet permet d’éliminer les campagnols qui s’y
trouvent.
Vous pouvez consigner vos réponses dans un tableau semblable à celui ci-dessous.
Exemple
Facteur
Effet sur la taille de la population
a)
Immigration
Augmentation
b)
Émigration
Diminution
c)
Natalité
Augmentation
d)
Immigration
Augmentation
e)
Mortalité
Diminution
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement
116. Qu’arrive-t-il lorsque la mortalité et l’émigration sont plus fortes que la natalité et
l’immigration à l’intérieur d’une population ?
La taille de la population diminue.
117. Les photos ci-dessous montrent une limace (A), un merle d’Amérique (B) et un bison (C).
Indiquez la méthode de mesure de la taille de la population qui serait la plus appropriée pour
chacune de ces espèces.
A. Utilisation de parcelles
B. Méthode de capture-
de terrain.
recapture.
C. Comptage des individus.
118. Des scientifiques veulent déterminer la taille d’une population de truites mouchetées dans
un lac. Pour y arriver, ils capturent d’abord 50 truites, ils les marquent, puis ils les relâchent.
Quelques jours plus tard, ils capturent 55 truites, dont 11 sont marquées.
a) Quelle méthode de mesure de la taille d’une population les scientifiques ont-ils utilisée ?
La méthode de capture-recapture.
Observatoire / Guide
11801-B
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 10
Les écosystèmes
b) Quelle est l’estimation de la taille de la population des truites mouchetées dans ce lac ?
Indiquez vos calculs.
Nombre d’animaux marqués  Nombre total d’animaux
capturés la deuxième fois
Taille de la population =
Nombre d’animaux marqués et recapturés
50  55
Taille de la population =
11
= 250 individus
119. La coccinelle maculée se nourrit d’œufs de
doryphore (un insecte qui ravage les plants de
pomme de terre).
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement
Des biologistes souhaitent étudier la population de ce
type de coccinelle dans un champ de pommes de
terre de 10 000 m2. Pour y arriver, ils ont recensé le
nombre d’individus de cette espèce qui se trouvaient
dans des quadrats de 1 m2. Le tableau de la page
suivante montre les résultats de cet échantillonnage.
No du
quadrat
1
2
3
4
5
Observatoire / Guide
11801-B
Nombre de coccinelles
maculées
2
1
0
1
0
2
CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
No du
quadrat
6
7
8
9
10
Nombre de coccinelles
maculées
0
0
1
1
0
CHAPITRE 10
Les écosystèmes
a) Quelle méthode de mesure de la taille d’une population les scientifiques ont-ils utilisée ?
Nombre moyen d’individus par parcelle  Aire totale du terrain
Taille de la population =
Aire d’une parcelle
2+1+0+1+0+0+0+1+1+0
Nombre moyen d’individus par parcelle =
10
0,6  10 000
Taille de la population =
1
= 0,6 individu par parcelle
= 6 000 individus
b) Quelle est la densité de la population de coccinelles maculées dans le champ étudié ?
Indiquez vos calculs.
Nombre d’individus
Densité de la population =
Espace occupé
6 000
Densité de la population =
10 000
= 0,6 individu par m2
c) Si la population de coccinelles maculées était plus nombreuse que la population de
doryphores, que se produirait-il ?
La taille de la population de doryphores diminuerait mais, à la longue, celle de coccinelles
120. Pour chacune des études décrites ci-dessous, indiquez si elle porte sur un facteur biotique ou
sur un facteur abiotique.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement
diminuerait aussi à cause du manque de nourriture.
a) Un écologiste étudie l’effet qu’a le broutement des lièvres sur
une population de sapins.
Facteur biotique.
b) Des chimistes évaluent l’acidité d’un sol.
Facteur abiotique.
c) Une spécialiste des cours d’eau évalue la quantité de lumière
présente à diverses profondeurs d’un lac.
Facteur abiotique.
d) Des écologistes évaluent la quantité de phosphore provenant
d’engrais agricoles dans une rivière.
Facteur biotique.
Observatoire / Guide
11801-B
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 10
Les écosystèmes
121. Observez la photo ci-contre et répondez aux
questions ci-dessous, qui s’y rapportent.
a) Comment appelle-t-on la relation qui existe entre
l’abeille et la fleur ?
Le mutualisme (ou la prédation).
b) Si un bourdon s’approche de la fleur pour se nourrir
de son nectar, quelle sera la relation qui s’établira entre l’abeille et le bourdon ?
La compétition interspécifique.
c) Si un oiseau mange l’abeille, de quelle sorte de relation sera-t-il question ?
La prédation.
d) Si des pucerons s’installent sur la fleur et qu’ils causent des dommages à ses feuilles,
quelle sera la relation qui s’établira entre les pucerons et la fleur ?
Le parasitisme.
e) Si une araignée tisse sa toile en attachant l’un de ses fils à la tige de la fleur, quelle sera la
relation qui unira l’araignée et la fleur ?
Le commensalisme.
122. Vrai ou faux ? Expliquez votre réponse.
a) On peut affirmer qu’une communauté est dotée d’une grande biodiversité lorsqu’une
Faux. Il faut plutôt que l’abondance relative des différentes espèces soit similaire.
b) Dans une relation de parasitisme, l’un des êtres vivants est un parasite et l’autre est sa
proie.
Faux. L’un est le parasite et l’autre est l’hôte.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement
espèce de cette communauté est très abondante par rapport aux autres espèces.
c) Lorsque des populations d’une communauté vivent une relation de mutualisme, cette
relation a tendance à faire augmenter la densité des populations en cause.
Vrai. Les deux populations tirent avantage de cette relation.
d) La compétition est bénéfique pour la densité des populations.
Faux. Au contraire, la compétition fait diminuer la densité des populations.
e) Le parasitisme correspond exactement au même phénomène que la prédation.
Faux. Dans le cas du parasitisme, le parasite vit à l’intérieur de son hôte ou à sa surface.
Observatoire / Guide
11801-B
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CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 10
Les écosystèmes
123.
À quel niveau trophique appartiennent les détritivores ? Expliquez votre réponse.
Les détritivores appartiennent au niveau trophique des décomposeurs, car ils se nourrissent des
déchets des êtres vivants et des matières mortes.
124. Qu’est-ce qui circule d’un organisme à l’autre à l’intérieur de chaque écosystème ?
La matière et l’énergie.
125. Expliquez le rôle des décomposeurs dans le flux de la matière d’un écosystème.
Les décomposeurs recyclent la matière dans un écosystème. Ainsi, grâce à eux, la matière organique
est décomposée en matière inorganique qui redevient disponible pour les producteurs.
126. Quelle est la source principale d’énergie dans un écosystème ?
Le Soleil.
127. Environ 10% de l’énergie absorbée par un consommateur est disponible pour le
consommateur suivant dans une chaîne alimentaire. Qu’arrive-t-il à l’énergie qui se perd à
chaque niveau d’une chaîne alimentaire ? Donnez deux explications.
Elle est dispersée sous forme de chaleur et aussi éliminée avec les déchets produits par les vivants.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement
128. Dans un écosystème, tous les organismes vivants ont besoin de matière organique pour vivre.
a) Quels sont les organismes qui sont responsables de la production de nouvelle matière
organique (biomasse) ?
Les producteurs.
b) Qu’obtient-on quand on mesure la quantité de nouvelle biomasse produite par ces
organismes pendant une certaine période de temps ?
La productivité primaire.
c) Indiquez quatre facteurs qui peuvent faire varier la production de nouvelle biomasse.
• La quantité de lumière.
• L’accès à des nutriments essentiels.
• La quantité d’eau disponible.
Observatoire / Guide
11801-B
• La température.
2
CORRIGÉ
Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 10
Les écosystèmes
129. Vrai ou faux ? Expliquez votre réponse.
a) Lorsqu’un lac gèle, il s’agit d’une perturbation naturelle.
Vrai. Cette perturbation n’est pas causée par l’être humain.
b) La chasse et la pêche excessives sont des perturbations humaines des écosystèmes.
Vrai. Pratiquées de façon excessive, la chasse et la pêche peuvent modifier la dynamique d’un
écosystème.
c) Tous les types de perturbations naturelles peuvent survenir au Québec.
Faux. Certaines perturbations naturelles comme les tempêtes de sable ou les éruptions volcaniques
ne peuvent pas survenir au Québec.
d) La succession écologique ne se produit qu’après une perturbation naturelle.
Faux. Elle se produit également après une perturbation humaine.
e) La transformation de forêts en terres agricoles est une perturbation naturelle.
Faux. Il s’agit d’une perturbation humaine.
130. Qu’est-ce que la succession écologique ?
La succession écologique est une série de changements qui s’opèrent dans un écosystème à la suite
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement
f) Une inondation à la suite de pluies importantes est une perturbation naturelle.
Vrai. Cette perturbation n’est pas causée par l’être humain.
d’une perturbation, jusqu’à ce que l’écosystème atteigne un état d’équilibre.
131. Qu’est-ce qu’un contaminant ?
Une substance ou une radiation susceptible de causer du tort à un ou à plusieurs écosystèmes.
132. Qu’est-ce qui peut rendre un contaminant toxique ? Nommez au moins deux facteurs.
Réponses variables. Exemples. La concentration du contaminant ; le type d’organisme avec lequel
il est en contact ; la durée de l’exposition.
133. À quoi correspond le seuil de toxicité d’un contaminant ?
Il correspond à la concentration au-delà de laquelle il produit un ou plusieurs effets néfastes sur
un organisme.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 10
Les écosystèmes
134. Que nous indique la DL50 d’un contaminant ?
La DL50 est la dose de contaminant qui, lorsque ingérée en une seule fois, provoque la mort de 50 %
des individus d’une population donnée.
135. Qu’est-ce que la bioaccumulation ?
La tendance qu'ont certains contaminants à s’accumuler dans les tissus des organismes vivants avec
le temps.
136. Certaines usines au Québec déversent parfois des contaminants en faible concentration
dans l’environnement. Expliquez pourquoi les contaminants déversés en faible quantité
peuvent tout de même être dangereux pour les humains ou d’autres organismes qui se
situent au sommet des chaînes alimentaires.
À cause du phénomène de bioconcentration, les organismes qui se situent au sommet des chaînes
alimentaires, comme les êtres humains, peuvent absorber une concentration élevée de contaminants
dans leurs tissus, ce qui constitue un danger pour leur santé.
137. Indiquez à quelle biotechnologie de l’environnement font référence les énoncés suivants.
Choisissez entre la biorestauration, la phytoremédiation et le traitement des eaux usées.
a) Biotechnologie qui permet de rendre propres pour l’environnement les eaux que nous
avons utilisées.
Traitement des eaux usées.
b) Biotechnologie qui peut se réaliser à l’aide d’une fosse septique.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Traitement des eaux usées.
c) Biotechnologie qui consiste à dépolluer un milieu par l’action de micro-organismes qui
dégradent les contaminants.
Biorestauration.
d) Biotechnologie qui utilise des plantes ou des algues pour éliminer des contaminants dans
un milieu.
Phytoremédiation.
138. Expliquez pourquoi il est très dangereux de manger un chou qui provient d’un sol contenant
une quantité appréciable de métaux lourds.
Les métaux lourds sont des éléments qui ont des effets néfastes sur la santé et le chou a tendance à les
absorber et à les emmagasiner.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 10
Les écosystèmes
139.Tous les individus d’une même espèce
comptent un nombre identique de
chromosomes dans
leurs cellules.
a)Au total, combien de chromosomes l’espèce humaine possède-t-elle dans la plupart de
ses cellules ?
46 chromosomes.
b)Quel est le nom de la représentation obtenue quand on place de façon ordonnée, et par
paires, nos chromosomes ?
Un caryotype.
c)Comment appelle-t-on un segment d’ADN formant les chromosomes et qui contient des
informations pour fabriquer une protéine ?
Un gène.
140. La synthèse des protéines se réalise à la suite de certains processus dans la cellule.
Placez les étapes ci-dessous dans l’ordre.
A. Un ARNm est formé.
B. Des ARNt se lient à l’ARNm. Des acides aminés sont liés les uns aux autres.
C. La protéine synthétisée se détache et s’enroule sur elle-même.
D. Les deux brins de l’ADN se séparent.
E. Un ARNm s’attache à un ribosome.
D, A, E, B, C.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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141.
Précisez, pour chacun des énoncés suivants, s’ils font référence à l’ADN ou à l’ARN.
a) Mon nom complet est l’acide ribonucléique.
ARN.
b) Le sucre qui entre dans ma composition est le désoxyribose.
ADN.
c) Je ne contiens pas de thymine.
ARN.
d) La plupart du temps, je suis une molécule comportant deux brins
complémentaires.
ADN.
e) Une de mes bases azotées est de l’uracile.
ARN.
f) Je suis un messager lors de la synthèse des protéines.
ARN.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 14
L’ingénierie électrique
142. Chez la tomate, l’allèle (P) donnant une tige pourpre est dominant sur l’allèle (p) donnant une
tige verte. De plus, l’allèle (R) donnant des fruits rouges est dominant sur l’allèle (r) donnant
des fruits jaunes. On croise deux plants de tomates hétérozygotes pour ces deux caractères.
À l’aide d’une grille de Punnett, si on obtient 160 descendants, déterminez théoriquement :
a) le nombre de descendants qui auront une tige pourpre et des fruits
; de descendants qui auront une tige pourpre et des fruits
b) jaunes
le nombre
90
; de descendants qui auront une tige verte et des fruits
c) rouges
le nombre
10
; de descendants qui auront une tige verte et des fruits
d) jaunes
le nombre
30
rouges.
Parents
Génotype
Gamètes
possibles
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Fruits rouges
PpRr
PpRr
PR
Pr
PR
Pr
pR
pr
pR
pr
PR
Pr
pR
pr
PR
PPRR
pourpre
rouges
PPRr
pourpre
rouges
PpRR
pourpre
rouges
PpRr
pourpre
rouges
Pr
PPRr
pourpre
rouges
PPrr
pourpre
jaunes
PpRr
pourpre
rouges
Pprr
pourpre
jaunes
pR
PpRR
pourpre
rouges
PpRr
pourpre
rouges
ppRR
verte
rouges
ppRr
verte
rouges
pr
PpRr
pourpre
rouges
Pprr
pourpre
jaunes
ppRr
verte
rouges
pprr
verte
jaunes
Grille de Punnett
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Tige pourpre
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 14
L’ingénierie électrique
143. Chez le lapin, l’allèle (N) donnant une coloration noire au poil est dominant sur l’allèle (n)
donnant une coloration brune. De plus, l’allèle (C) pour le poil court est dominant sur l’allèle
(c) pour le poil long. On croise un lapin au poil long et hétérozygote pour la couleur du poil
avec une lapine au poil court et noir, homozygote pour ces deux caractères. À l’aide d’une
grille de Punnett :
a) précisez le ou les génotypes possibles des descendants issus de ce croisement ;
NNCc et NnCc ou CcNN et CcNn
b) précisez le ou les phénotypes possibles des descendants issus de ce croisement.
Le seul phénotype possible est poil noir et court.
Parents
Poil long noir
Poil court noir
ccNn
CCNN
Génotype
Gamètes
possibles
cN
cN
CN
CN
cn
cn
CN
CN
CN
CN
CN
CN
cN
CcNN
court noir
CcNN
court noir
CcNN
court noir
CcNN
court noir
cN
CcNN
court noir
CcNN
court noir
CcNN
court noir
CcNN
court noir
cn
CcNn
court noir
CcNn
court noir
CcNn
court noir
CcNn
court noir
cn
CcNn
court noir
CcNn
court noir
CcNn
court noir
CcNn
court noir
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Grille de Punnett
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 14
L’ingénierie électrique
144.Indiquez trois tâches que les protéines accomplissent dans l’organisme. Pour chaque tâche,
donnez un exemple.
Réponses variables. Exemples. Trois tâches parmi les suivantes : soutien (par exemple, l’élastine donne
à la fois de la rigidité et de l’élasticité à la peau) ; transport de substances (par exemple, l’hémoglobine
permet le transport de l’oxygène dans le sang) ; contrôle et message (par exemple, l’insuline participe
au contrôle de la quantité de sucre dans le sang) ; immunité (par exemple, les anticorps nous protègent
des maladies) ; catalyseur (par exemple, l’amylase permet la digestion de l’amidon).
Univers technologique (chapitre 12 à 14)
145. Lors de la fabrication d’un objet technique, il est souvent nécessaire de définir les
propriétés mécaniques des matériaux afin de faire le meilleur choix. Indiquez quelle propriété
mécanique est recherchée dans les exemples suivants.
a)Un plastique qui conserve bien sa forme, même lorsqu’on tente de le tordre.
La rigidité.
b)Pour des planchers, un bois qui résiste bien à la pénétration d’objets pointus comme
les talons de soulier.
Un métal qui s’étire bien pour faire des fils.
c)
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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La dureté.
La ductilité.
d)Une coque de bateau qui résiste aux chocs causés par des roches sous-marines ou
des hauts-fonds.
La résilience.
e)Un matériau qui se plie facilement, sans se rompre, pour faire des gouttières.
La malléabilité.
146.
Précisez de quelle catégorie font partie les matériaux qui ont été utilisés pour fabriquer les
objets énumérés ci-après. Choisissez parmi les catégories suivantes, chacune d’elles ne
pouvant être choisie qu’une fois :
– bois et bois modifiés ;
– métaux et alliages ;
– matières plastiques ;
– céramiques.
– matériaux composites ;
a)
Des pièces de monnaie.
Métaux et alliages.
b)
Une feuille de contreplaqué.
Bois et bois modifiés.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 14
L’ingénierie électrique
c)
Une vitre.
Céramiques.
d)
Une bouteille de boisson
Matières plastiques.
gazeuse.
e)
Un gilet pare-balle.
Matériaux composites.
147. Indiquez quelle catégorie de matériau vous suggéreriez pour répondre aux besoins
suivants.
Choisissez parmi les mêmes catégories que celles de la question précédente. Chaque
catégorie ne peut être choisie qu’une seule fois.
a) Un matériau d’aspect brillant, bon conducteur d’électricité.
Métaux et alliages.
b) Un matériau durable, léger et peu coûteux à fabriquer.
Matières plastiques.
c) Un matériau qui combine des propriétés de plusieurs catégories de matériaux.
Matériaux composites.
d) Un matériau d’aspect naturel, pouvant présenter des variations de couleur et de teinte, que
l’on peut facilement façonner et assembler.
Bois et bois modifiés.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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e) Un matériau durable dont la conductibilité électrique est faible, résistant très bien à la
chaleur et d’une dureté élevée.
Céramiques.
148. Lors d’une expérience, un élève dépose deux clous en fer dans un bécher contenant une
solution aqueuse. L’un des deux clous a préalablement été recouvert de graisse. Lequel des
deux clous rouillera le moins rapidement ? Expliquez pourquoi.
Ce sera le clou recouvert de graisse qui rouillera le moins rapidement, car cette substance constitue un
revêtement qui le protège contre la dégradation.
149. Observez les deux dessins ci-contre d’une
tour à disques compacts.
a) Pour chaque dessin, nommez la
projection qui a été utilisée.
Dessin A : projection isométrique.
B
A
Dessin B : projection à vues multiples.
b)Peut-on affirmer que ces deux dessins
sont des dessins d’ensemble ?
Expliquez pourquoi.
Oui, parce que ces deux dessins présentent
l’allure générale de l’objet.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 14
L’ingénierie électrique
150.
Pour fabriquer une pièce, un élève se fie notamment au dessin ci-contre.
a)
Au moment de la vérification des dimensions de la pièce, on
s’aperçoit
que la largeur de l’entaille est de 22 mm. Est-ce que cette
pièce est
conforme ou non au dessin ? Expliquez pourquoi.
Elle est conforme puisque la largeur se situe à l’intérieur de l’écart de mesure
acceptable indiqué par la tolérance. En effet, comme la tolérance est de 3 mm,
cela signifie que la largeur de l’entaille peut atteindre jusqu’à 23 mm.
b)
Quelle est la dimension minimale que peut avoir la largeur de
l’entaille ?
17 mm.
151. Parmi les techniques les plus utilisées lors de la fabrication d’un objet figure le perçage.
a) À quoi sert le perçage ?
À faire des trous dans un matériau.
b) Quels sont les deux principaux facteurs dont il faut tenir compte lors du choix de la mèche
ou du foret à utiliser pour le perçage ?
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Le diamètre du trou à effectuer et la nature du matériau.
c) Est-ce que les deux facteurs énumérés en b) sont les mêmes dont il faut tenir compte pour
déterminer la vitesse de rotation de la mèche ou du foret ? Si non, indiquez-les.
Ce sont les mêmes facteurs.
152. Indiquez pour quelle technique d’assemblage chacun des outils suivants est le plus
souvent utilisé.
a)
Un marteau.
Le clouage.
b)
Un pot de colle à
Le collage.
menuiserie.
c)
Un fer à souder.
Le soudage.
d)
Le vissage.
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Une vis.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 14
L’ingénierie électrique
153. Observez les trois objets suivants.
2
3
BRAS
a) Pour chacun de ces trois objets, précisez le type de guidage utilisé.
Le robinet : un guidage hélicoïdal.
La paire de pinces : un guidage en rotation.
L’équerre combinée : un guidage en translation.
b) Identifiez les organes de guidage dans chacun des objets.
Le robinet : un écrou.
La paire de pinces : un rivet.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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L’équerre combinée : une règle.
154. Pour chacun des énoncés suivants, précisez quel facteur de variation de l’adhérence entre
deux surfaces est mis en évidence.
a)Sur les marches d’un escalier, on appose des bandes rugueuses afin d’éviter que les
personnes glissent lorsqu’elles y montent.
L’état des surfaces mises en contact.
b)Généralement, plus il fait froid, mieux un ski de fond glisse sur la neige.
La température.
c)Pour faire du sport dans les gymnases, il ne faut pas porter de souliers avec des semelles
en cuir, pour éviter les blessures.
La nature des matériaux mis en contact.
d)Chaque printemps, Youri applique de l’huile sur la chaîne de sa bicyclette, afin d’éviter
qu’elle s’use prématurément.
La présence d’un lubrifiant.
155. Lors de plusieurs compétitions sportives en gymnastique, par exemple au cours de
l’épreuve de la barre fixe, les athlètes recouvrent leurs mains de poudre.
a)
Quelle est la fonction mécanique de la poudre ?
La fonction lubrification.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 14
L’ingénierie électrique
b)
Quelle est l’utilité de la poudre lors de cette épreuve ?
Elle permet de réduire le frottement entre les mains de l’athlète et la barre fixe, lui permettant de
mieux performer.
156. Observez ci-contre le système de transmission du
mouvement
souvent utilisé pour orienter le conduit d’éjection d’une
souffleuse à neige.
a)
Comment s’appelle ce système de transmission du
mouvement ?
Un système à roue dentée et à vis sans fin.
b)
et
Précisez le nom de l’organe moteur de ce système
indiquez de quelle couleur il est illustré (voir
l’illustration
en couleurs dans le manuel, p. 451).
Nom l’organe moteur : la vis sans fin.
Couleur : rouge.
c)Précisez le nom de l’organe mené de ce système et indiquez de quelle couleur il est
illustré (voir l’illustration en couleurs dans le manuel, p. 451).
Nom de l’organe mené : la roue dentée.
d)Ce système de transmission du mouvement comporte-t-il un organe intermédiaire ? Si
oui, quel est son nom ?
Ce système ne comporte pas d’organe intermédiaire.
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Couleur : bleu.
e)Si un utilisateur décide d’orienter le conduit d’éjection en forçant directement sur cette
pièce, cela risque d’endommager le système de transmission du mouvement. Expliquez
pourquoi.
Si une force est appliquée sur le conduit d’éjection pour l’orienter, l’organe moteur du système de
transmission du mouvement devient alors la roue dentée. Or, l’organe moteur d’un système à roue
dentée et à vis sans fin est la vis sans fin, et ce système est irréversible. C’est pourquoi il y a alors
risque de bris.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 14
L’ingénierie électrique
157.
On propose comme défi à Inès de fabriquer un système à roues dentées comportant deux
roues dentées à partir des roues dentées suivantes.
A
B
C
a)
Quelles roues Inès devra-t-elle choisir pour réaliser son système à roues
dentées ?
Les roues A et C.
b)
Sur quelle particularité des roues s’est-elle penchée pour faire son
choix ?
La denture des roues.
158.
Parmi les systèmes de transmission du mouvement ci-dessous, déterminez ceux où les
mouvements de rotation sont correctement illustrés.
b)
c)
d)
Les systèmes b) et d).
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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a)
159. À partir des informations données dans les illustrations,
calculez le rapport de vitesse des roues dans chacun des
systèmes de transmission du mouvement suivants.
a)
b)
En a), de la grande roue vers la plus petite, le rapport de vitesse est 2. En b), de la grande poulie
vers la plus petite, le rapport de vitesse est 5.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 14
L’ingénierie électrique
160. Observez les deux systèmes à roue dentée et à vis sans fin ci-dessous.
Identifiez le système où la diminution de la vitesse de
rotation est la plus importante. Expliquez pourquoi.
a)
b)
C’est dans le système a) que la diminution de la vitesse est la
plus importante, car la roue dentée de ce système possède
plus de dents que celle du système b).
161. Dans le système à chaîne et à roues dentées ci-dessous, la vitesse de rotation de la roue
motrice est de 60 tours par minute. À partir des informations données dans l’illustration,
calculez la vitesse de rotation de l’autre roue.
Exprimez votre réponse en tours/minute.
La vitesse de rotation de la roue menée est de
45 tours/minute.
162.
Observez le système de transformation du mouvement
ci-contre.
a) Comment s’appelle ce système de transformation du
mouvement ?
b) Laquelle des deux roues dentées aura la vitesse de
rotation la plus élevée ? Expliquez pourquoi.
C’est la roue A qui aura la plus grande vitesse de rotation,
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Un système à pignons et à crémaillère.
car c’est elle qui a le moins de dents.
163. Quelles sont les principales différences entre les composantes électriques et les
composantes
électroniques ?
Les composantes électroniques sont fabriquées à l’aide de semi-conducteurs et les composantes
électriques sont faites de métaux et alliages conducteurs.
Les composantes électroniques sont miniaturisées et nécessitent des courants très faibles, alors que les
composantes électriques sont conçues pour faire fonctionner des circuits de plus forte puissance.
La commande des signaux électriques est plus fine dans les composantes électroniques, ce qui permet le
traitement de l’information.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 14
L’ingénierie électrique
164. Les piles sont des sources de courant continu. Les centrales électriques génèrent un
courant
alternatif. Expliquez la différence entre ces deux sortes de courant.
Un courant continu est un courant dans lequel les électrons ne circulent que dans un sens. Un
courant alternatif est un courant dans lequel les électrons se déplacent selon un mouvement de va-etvient.
165.
Expliquez pourquoi les affirmations suivantes sont fausses.
a)Les électrons circulent de la borne positive d’une pile à la borne négative.
Le courant électrique circule de la borne positive à la borne négative, mais les électrons circulent
dans le sens contraire.
b)Un circuit électrique n’est constitué que de composantes ayant pour fonction de conduire
le courant.
Les composantes d’un circuit électrique ont plusieurs autres fonctions possibles, dont l’alimentation,
l’isolation, la protection, la commande et la transformation d’énergie.
166.Un ingénieur électricien doit choisir une source d’alimentation pour du matériel électrique.
Quelles sont les sources d’alimentation les plus appropriées pour chacun des cas suivants ?
a) Un matériau d’aspect brillant, bon conducteur d’électricité.
b) Un appareil photo numérique.
Pile.
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Cellule photovoltaïque.
c) Un photocopieur.
Prise de courant.
167. Lesquels des éléments suivants assurent la fonction conduction dans un circuit électrique ?
Expliquez pourquoi.
a) La gaine de plastique d’un fil électrique.
b) Une vis de métal entourée d’un fil électrique dans un interrupteur.
c) Le boîtier de céramique d’une prise électrique.
d) Des fils électriques reliés à une pile.
b) et d), car ces éléments permettent la circulation du courant électrique.
168. Pour économiser de l’espace à l’intérieur d’un ordinateur, quel genre de circuit utilise-t-on ?
Un circuit imprimé.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 14
L’ingénierie électrique
169. Les fils électriques sont généralement gainés de matière plastique.
a) Expliquez pourquoi.
Pour empêcher les électrons de quitter les fils et prévenir les chocs électriques.
b) Comment se nomme la fonction assurée par la gaine ?
La fonction isolation.
170. Le fusible et le disjoncteur jouent le même rôle dans les circuits électriques.
a) Quelle fonction assurent-ils ?
La fonction protection.
b) Laquelle de ces composantes constitue l’option la plus intéressante ? Expliquez pourquoi.
Réponses variables. Exemple. Le disjoncteur, puisqu’il peut être réarmé, tandis que le fusible
brûle et doit être jeté après avoir servi.
171. Observez la résistance électrique illustrée
ci-contre (voir l’illustration en couleurs dans
le manuel, p. 479).
a) Quelle est la valeur de cette résistance ?
47 000 Ω
c) Quelle unité de mesure sert à exprimer la résistance ?
L’ohm (Ω).
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b) Quelles sont ses valeurs minimale et maximale déterminées par la tolérance ?
44 650 Ω et 49 350 Ω
d) Indiquez l’un des avantages d’utiliser une résistance dans un circuit électrique.
Réponses variables. Exemples. Une résistance permet de contrôler l’intensité du courant dans un
segment du circuit. Elle permet aussi de protéger les composantes sensibles.
172. Lorsqu’une lampe est éteinte, le circuit électrique qui se rend à l’ampoule est-il ouvert ou
fermé ? Expliquez votre réponse.
Le circuit est ouvert, puisque le courant ne circule pas jusqu’à l’ampoule.
173. Choisissez le type d’interrupteur approprié pour remplir les fonctions suivantes.
a) L’interrupteur doit permettre d’ouvrir ou de fermer deux contacts à la fois.
Interrupteur bipolaire.
b) L’interrupteur doit offrir la possibilité d’ouvrir l’un ou l’autre de deux circuits.
Interrupteur bidirectionnel.
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 14
L’ingénierie électrique
174. Dans chacun des appareils illustrés ci-dessous, l’énergie électrique est transformée en une
autre forme d’énergie. Quelle est la forme d’énergie obtenue ?
A
B
C
Énergie thermique (ou mécanique). Énergie lumineuse.
Énergie sonore.
175. Quelle unité de mesure utilise-t-on pour exprimer la capacité ?
Le farad (F).
176. Indiquez trois fonctions assurées par les diodes dans les circuits électriques.
Elles empêchent le courant de circuler à l’envers dans un circuit. Certaines convertissent le courant
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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alternatif en courant continu. Certaines émettent de la lumière.
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CHAPITRE 14
L’ingénierie électrique
Groupe :
Date :
dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé.
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Nom :
Observatoire / Guide
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Verdicts et diagnostics
CHAPITRE 2
Les molécules et les solutions