tutorat physique

2010-2011 Tutorat UE 3 _ Physique – Colle n° 1 1 / 6
TUTORAT UE3 2010-2011 – Physique
Colle 1
Etats de la matière
QCM n°1 : B-C
On calcule d’abord l’incertitude absolue Δx :
1) On fait la moyenne : x = 8+9+7+11
4 = 8,75 cm d’eau
2) On calcule l’écart maximal à la moyenne en prenant la valeur la plus petite et la plus grande : 8,75-
7=1,75 et 11-8,75=2,25 : on garde le plus grand écart à la moyenne.
3) On arrondit par majoration pour ne garder qu’un seul chiffre non nul : Δx=3cm d’eau.
a) FAUX
b) VRAI
On détermine ensuite l’incertitude relative 
 sur la 4ème mesure en prenant la valeur de Δx non arrondie
: 2,25
11 = 0,204. Il faut maintenant arrondir par majoration en ne gardant qu’un seul chiffre non nul.
Mais ici ATTENTION, cette année le professeur nous dit que la majoration n’a pas lieu d’être si le
premier chiffre non nul est suivi d’un zéro. On arrondit ici à 20%.
c) VRAI
d) FAUX
e) FAUX : 
 = 2,25 8 = 0,28125….= 0,3=30%
f) FAUX
QCM n°2 : B-C-E
Les règles de présentation d’un résultat de mesure biomédicale :
- Pas plus de 3 chiffres
- Unités du SI ou multiples ou sous-multiples sauf unité de volume (le litre L)
- Intervalle de normalité (ici négligé)
a) FAUX : avec les puissances il y a 4 chiffres significatifs. Il faudrait 100L.
b) VRAI
c) VRAI
d) FAUX : L’Angstrom n’est pas une unité du SI et il y a aussi 4 chiffres au lieu de 3.
e) VRAI
f)FAUX
QCM n°3 : A-D-E
La vitesse angulaire est de : ω = 2000 tours/min = 2000×2
6 0 = 209,4 rad.s-1.
Or ω = 
 donc la vitesse est de v = ω.r = 209,4x0,2 = 42 m.s-1
L’accélération possède une composante tangentielle qui est nulle car la vitesse et constante, mais aussi
une composante normale N = ²
 = 42² 0,2 = 8820 m.s-2

2010-2011 Tutorat UE 3 _ Physique – Colle n° 1 2 / 6
QCM n°4 : A-B-D
a) VRAI :
33633 5,3310.5,3302,0..
3
4
..
3
4cmmrV  
b) VRAI : La poussée d’archimède est une force correspondant au poids de liquide déplacé donc
NgVP huile 3,081,9.920.10.5,33.. 6 
c) FAUX : attention à bien prendre en compte la masse volumique du liquide !!
d) VRAI : le poids apparent est :
NgVP huileballe 043,09201050.81,9.10.5,33.. 6 
e) FAUX: cf item précédent.
f) FAUX
QCM n°5 : B-D-E
a) FAUX : l’angle solide est :
sr
r
S3
410.5,7
²2,0
10.3
²
b) VRAI :la surface reçoit 0,15 J en une minute (60s) donc la puissance reçue est :
mW
t
E
P5,2
60
15,0 
c) FAUX : Donc on a 7,5.10-3sr2,5mW et 4sr ? donc
WPsource 19,4
10.5;7 4.10.5,2 3
3
.
d) VRAI :cf itemprécédent.
e) VRAI : la source émet 4,19W donc 4,19J.s-1. L’énergie émise en une heure est E=4,19.3600=15kJ.
f) FAUX
QCM n°6 :C-E
- Pour faire passer la glace de - 20°C à 0°C il faut une quantité de chaleur :
ΔQ1=cgl×masseg×Δθ soit ΔQ1 = 0,5×500×20 = 5000 cal
- Pour faire fondre la glace à 0°C il faut : ΔQ2=Lfusion×masseg soit ΔQ2=80×500=40 000 cal
- Pour faire passer l’eau de 0°C à 5°C il faut : ΔQ 3= ce×massee×Δθ soit ΔQ3=
1×500×5=2 500 cal
Au total :ΔQ=ΔQ1+ΔQ2+ΔQ3=5 000+ 40 000 +2 500=47 500cal = 47,5
kcal=47,5.4,185=199KJ.
QCM n°7 : A-D
a) VRAI : d’après la loi de Wien, λm = 
.où λm est exprimé en mètre, T en kelvin et K en K.m. λm
correspond à la longueur d’onde pour laquelle l’énergie rayonnée est maximale (si on regarde le
spectre d’émission, il existe une énergie rayonnée pour chaque longueur d’onde et celle-ci passe
par un maximum pour la longueur d’onde λm).
Il nous suffit donc de convertir la température donnée en degrés Fahrenheit en degrés Celsius puis
en kelvin : TFahrenheit = 1.8 Tcelsius + 32 ↔ Tcelsius = TFahrenheit 32
1,8 = 10032 1,8 = 37,8°C
De plus, TKelvin = Tcelsius + 273 ↔ T = 273 + 37,8 = 310,8 K
On a donc λm = 
 = 3.103. 310,8 = 9,65.10-6 m = 10 μm à 4% près.
b) FAUX : cf ci-dessus, on trouvait ce résultat si on conservait la température en Celsius.
c) FAUX : cf a)
d) VRAI : A température ambiante comme ici à 37°C, un corps noir émet son énergie maximale dans
l’infrarouge (attention, le spectre en lui-même est très étendu et s’étend sur une gamme très large).
Il vous faut connaitre les limites du spectre visible ainsi que les types de rayonnements adjacents :
visible
400 nm
800 nm
infrarouge
ultraviolet
rayons X et γ
longueur d’onde du REM
hertzien

2010-2011 Tutorat UE 3 _ Physique – Colle n° 1 3 / 6
e) FAUX : le spectre d’émission s’étend sur une infinité de longueur d’onde comme nous pouvons le
voir ci-dessous. La courbe n’a pas la forme d’une droite donc il n’y a aucun rapport de
proportionnalité entre l’énergie et la longueur d’onde.
f) FAUX
QCM n°8 : B
L’équation d’état des gaz parfait donne :  =. Or, dans le cas présent, le ballon est étanche, donc
 sera constant, ainsi que le produit . Etant donné que  =
, nous pouvons en déduire que   est
constant. Nous pouvons donc établir la relation suivante :
=  , avec , et  les pressions, température et volume gazeux du ballon sur la plage et ,
et  les mêmes variables pour le ballon se trouvant dans la voiture. Etant donné que la pression reste
constante, nous pouvons ramener l’égalité précédente à 
=  . Ainsi, nous pouvons établir la relation :
=.
 4 3..3=4 3..3
  =3.
4
3=3.4,08.103
4
3= 9,91.102 = 9,91 
Ainsi, la variation du rayon du ballon sera égale à = 9,91  10 =0,09  =900  soit une
diminution de 900 μm.
QCM n°9 : F
La fuite provoque la perte de 5% du CO2, il reste donc nCO2 final=2,0×10-3×0,95=1,9×10-3 mol.
D’après l’équation des gaz parfaits, on a : V=
Donc ici, VCO2 final = 1,9×103×8,31×310
1,013×105
VCO2 final = 4,83×10-5 m3
VCO2 final = 4,83×10-2L.
QCM n°10 : A-C-D
Equation de dissociation du sulfate de cuivre anhydre : CuSO4 Cu2+ + SO42-.
a) VRAI: cf équationci-dessus.
b) FAUX : M(CuSO4)=63,5+32+16.4=159,5g.mol-1 et
mol
VM
m
SOCu 11,1
8,11
.
5,159
3201
.
2
4
2 
c) VRAI : Cf ci-dessous
d) VRAI :.1L de solution de densité 1,075 correspond à 1075 grammes et donc à 1075 –
(320/1,8) = 897,22 grammes d'eau ou encore (897,22/18)= 49,85 moles d'eau, la fraction
molaire sera donc:
021,0
06,5211,1 85,492.11,1 11,1
24
2
2
2
OHSO
Cu
Cu
Cu nnn
n
x
e) FAUX : Pour SO42- comme pour Cu2+ ,
1
24,11000
22,897
11,1 
 kgmolmp
La solution n'est pas assez diluée pour confondre cp et mp
f) FAUX

2010-2011 Tutorat UE 3 _ Physique – Colle n° 1 4 / 6
QCM n°11 : A-C-E
a) VRAI :on a
mol
M
m
n3 10.16,6
25
154,0 
dans 74,1g de solvant donc
1
3
3.083,0
10.1,74 10.16,6 
 kgmolC
. Or cette molécule donne deux ions monovalents en dissociation
totale dont l’osmolalité est double donc de 0,166mol.kg-1.
b) FAUX : cf item précédent.
c) VRAI : T= 64,83-64,7=0,13K ou 0,13°C ; donc :.
11
.8,0
166,0 13,0
'''.'  KmolL
c
T
KcKT
d) FAUX : attention, c’est Csoluté qu’il faut prendre en compte dans les calculs !!
e) VRAI :
3
74 93,7 0,094
0,79
mm
V cm L
V
f) FAUX
QCM n°12: A-B-C-E
a) VRAI :Si on fait le calcul après dissociation des osmolarités, on remarque que c2>c1 et qu’on aura
donc une diffusion du compartiment le plus concentré vers le moins concentré.
b) VRAI : à l’équilibre, la fraction qui aura diffusé est :
13
21
2
21092,1
)5.21.3( 25 ).2.(  
Lmol
CCm C
X
c) VRAI : Le potentiel de Gibbs-Donnan est tel que :
mVV
X
C
F
TR
VV 130126,0)
92,1 92,15
ln(
96500
310.31,8
)ln(
.2
21 
.
d) FAUX :cf item précédent.
e) VRAI :du fait de la diffusion des ions influencée par le gradient électrique imposé par le macro ion
non diffusible, le compartiment 1 pour maintenir l’électroneutralité va se charger en cations mais
sans redonner des anions car P3- est non diffusible : on va avoir une pression oncotique qui se met
en place.
f) FAUX
QCM n°13: A-C-D-E
a) VRAI : cf item E) du qcm précédent.
b) FAUX
c) VRAI : le macro ion non diffusible même s’il n’était pas chargé serait à la base d’une pression
osmotique. Mais il se trouve qu’il est chargé donc qu’il influence aussi la diffusion des autres ions
en solution en retenant des osmoles dans son compartiment.
d) VRAI : Si on se place au pHi du macro ion, celui-ci perd sa charge et donc se comporte comme
une force osmolaire simple, sans charge et les ions chargés diffusent librement et n'induisent
aucune pression osmotique supplémentaire.
e) VRAI : cf item précédent.
f) FAUX
QCM n°14 : B-E
a) FAUX : attention la fraction molaire du soluté !
b) VRAI: on a 638g de soluté pour 1000g de solvant donc 63,8g pour 100g de solvant.
c) FAUX : cf item précédent.

2010-2011 Tutorat UE 3 _ Physique – Colle n° 1 5 / 6
d) FAUX :
1
00
0
.180
06,0.1000 )06,01(638.18
18 06,0.1000)06,01(638
18
1000638
638
06,0
1000
molgM
M
M
M
MM
mM
m
P
P
x
PPP
S
S
S
S
eauS
S
S
S
p
e) VRAI : cf item précédent.
f) FAUX
QCM 15 : A-C
a) VRAI : =
Ici dQ = nombre de charges électriques en Coulombs.
On a 3.1019 électrons portant chacun une charge élémentaire de 1,6.10-19 C
19 19
. 3.10 .1,6.10 0,08
60
ne
IA
dt
b) FAUX :Pour calculer R on utilise la loi d’Ohm : U=R.I. Donc
50 625
0,08
U
RI
c) VRAI : La résistivité est donnée par la formule :
4
. 625.4.10
. 0,25 .
1
l R S
Rm
Sl
d) FAUX : La conductance est l’inverse de la résistance, donc soit C la conductance, C = 1/R
3
11
1,6.10
625
CS
R
Attention à ne pas confondre résistance R et résistivité
e) FAUX :La conductivité est l’inverse de la résistivité : Soit c la conductivité, alors
1
114.
0,25
C S m
f) FAUX
QCM 16 : A-B-D-E
a) VRAI : =.²=.,²=
b) VRAI: =.=.=
c) FAUX : La loi de Joule est également valable pour un courant alternatif à condition d’utiliser
l’intensité efficace
d) VRAI
e) VRAI
f) FAUX
QCM 17 : A,B et E
a) VRAI: =
2=30 2=21,21
b) VRAI : ω= 2π/T. Or T = 0,3 h soit 1080s, donc ω = 5,82.10-3 rad.s-1
c) FAUX : f = 1/T = 1/1080 = 9,26.10-4 Hz !!!
d) FAUX : Umax = RImax donc =
 =220 30.103=7333
e) VRAI
f) FAUX
QCM 18 : B et D