COMPOSITION 3ème TRIMESTRE

CHIMIE :
A- Soit la molécule de formule C
2
H
7
N. On donne : Z
H
= 1 ; Z
C
= 6 ; Z
N
= 7
1. Donner la représentation de Lewis des atomes H, C et N.
2. En déduire la représentation de Lewis de cette molécule.
B- On réalise la combustion complète de 1600m
3
de gaz propane (C
3
H
6
).
1. Ecrire l’équation bilan de cette réaction ;
2. Calculer : a) la masse de gaz propane
b) le volume de gaz dioxyde de carbone formé et celui de la vapeur d’eau dégagée
c) le volume d’air nécessaire à cette combustion.
On donne : M(C) = 12g.mol
-1
; M(H) = 1g.mol
-1
; M(O) = 16g.mol
-1
; V
m
= 22 L.mol
-1
.
ELECTRICITE :
Soit le montage électrique suivant :
+ -
P N
I D
1
A D
I
1
D
2
D
5
D
4
B C
I
3
D
3
MECANIQUE :
Une tige rigide OA, mobile autour d’un axe horizontal (O) a pour masse 2kg, pour longueur 1,2m et son centre
de gravité est à 0,4m de O. En A est suspendu un objet de masse 2kg. Pour maintenir la tige en équilibre, on
exerce en M une force horizontale F, OM = 0,6m. (figure ci-dessous)
1. Faire le bilan des forces extérieures appliquées à la tige OA.
2. Quelles sont les conditions d’équilibre de la tige.
3. Calculer l’intensité de la force F.
4. Déterminer la réaction R du point O. X
On donne : g = 10 N.kg
-1
A
fil
M 2kg
F
G
O 60°
Plan rugueux
Matière
:
SCIENCES PHYSIQUES
Durée : 3 heures
Classe
:
SECONDE
Provisorat Adjoint
Lycée Andohalo
COMPOSITION
3
ème
TRIMESTRE
Session : Juin 2013
On donne : U
AB
= 12V ; U
CD
= 6,0V ; U
BC
= 5,0V
I = 5,0A ; I
1
= 2,4A ; I
3
= 1,3A
1. Calculer U
PN
,U
AB
et U
BD
.
2. Trouver les sens et les intensités des courants dans les dipôles D
2
, D
4
et D
5
.

EXERCICE I :
Soient 3 points A, B, C d’altitudes z
A
= 400cm, z
B
= 150cm et z
C
. L’axe des altitudes Oz est dirigé vers le
haut, l’origine des altitudes est le sol. A l’instant t = 0s, un corps de masse m = 100g est laissé tomber
sans vitesse du point A . On néglige tous les frottements. On donne : g = 10 N.kg
-1
.
1. Quelle est la nature du mouvement du point A
2. Définir la conservation de l’énergie mécanique.
3.
a. Calculer l’énergie mécanique E
A
au point A
b. Calculer l’énergie mécanique E
B
au point B
c. Calculer l’énergie mécanique E
S
au sol
4. La vitesse du corps en C est de 4m.s
-1
, calculer l’altitude z
C
du point C.
5. Déterminer :
a. la durée de la chute du point A au sol
b. la vitesse v
S
du corps au sol.
EXERCICE II :
Le symbole du nucléide de polonium est
0
214
84
P ; sa masse réelle est M(P
o
) = 209,936900 u. On donne :
m
p
= 1,07276 u (masse du proton)
m
n
= 1,08665 u (masse du neutron)
c = 3.10
8
m.s
-1
(célérité de la lumière dans le vide)
1 u = 1,66.10
-27
kg
1 eV = 1,6.10
-19
C
1. a. Quels sont les constituants du noyau de polonium
b. Calculer le défaut de masse ∆m du noyau en u et en kg.
c. - Définir l’énergie de liaison d’un noyau atomique
- En déduire la valeur de l’énergie de liaison par nucléon pour le noyau de polonium en MeV
2. Le polonium
0
214
84
P est radioactif α et β
¯
et se transforme en un noyau de bismuth B
i
suivant l’équation
nucléaire :
0
214
84
P B
i
+ α + β¯
Equilibrer cette équation.
Matière
:
SCIENCES PHYSIQUES
Durée : 2 heures 15 min.
Classe
:
PREMIERE
A
Provisorat Adjoint
Lycée Andohalo
COMPOSITION 3
ème
TRIMESTRE Session : Juin 2013

N.B. Tous les exercices sont obligatoires. Machine à calculer scientifique non programmable autorisée.
CHIMIE :
I. Un ester a la composition massique suivante, en carbone et en hydrogène ; C = 48,6% ; H = 8,2%
On donne : M(H) = 1 g.mol
-1
; M(C) = 12 g.mol
-1
; M(O) = 16 g.mol
-1
.
1. Trouver la formule de cet ester.
2. Donner les formules semi développées des isomères et leurs noms.
3. Cet ester est obtenu par réaction d’estérification réalisée à partir de l’acide méthanoïque et de l’éthanol.
a. L’identifier ;
b. Ecrire l’équation de la réaction.
4. La réaction est lente. Citer deux facteurs permettant de l’accélérer.
II. L’éthanol est oxydé en éthanal et en acide éthanoïque par action des ions dichromates en solution acide. Les ions
dichromates participent au couple oxydant réducteur Cr
2
O
7 2-
/Cr
3+
.
1. Quelles sont les couleurs des ions dichromates et chrome III ?
2. Donner les formules semi développées de l’éthanol et de l’éthanal.
3. Ecrire les demi équations d’échanges électroniques des couples mis en jeu.
4. Ecrire l’équation de la réaction de passage de l’éthanol en éthanal.
PHYSIQUE 1 :
A
α
B C M
θ h
O D
La force de frottement f qui s’applique sur la bille ne s’exerce qu’entre B et C et est colinéaire et de sens
contraire à la vitesse de la bille ; son intensité est f = 0,4N.
1. Calculer la vitesse de la bille en B.
2. Déterminer la longueur BC pour qu’elle arrive en C avec une vitesse nulle.
3. La bille part du point C avec une vitesse pratiquement nulle et aborde le tronçon circulaire CD. La position
de la bille, en un point M de CD est repéré par l’angle θ = (OD, OM), et h.
a. Calculer la hauteur h en fonction de r et θ ;
b. En utilisant le théorème de l’énergie cinétique, calculer la vitesse du solide en M.
PHYSIQUE 2 :
Un disque plein homogène est en rotation autour d’un axe horizontal passant par son centre O. Sa masse est M et son
rayon r = 20cm.
1. Sachant que le moment d’inertie du disque par rapport à l’axe est J
∆
=4.10
-3
kg.m
3
, calculer sa masse.
2. Sous l’action d’un couple moteur de moment constant M=0,637 N.m à t=0s, le disque part du repos, il atteint la
vitesse angulaire N
1
=3000 tours.min
-1
au bout d’une durée t
1
. On donne : π
2
=10
a. Calculer la variation de l’énergie cinétique du disque entre les instants t=0 et t
1
.
b. Calculer le nombre de tours n effectués pendant ce mouvement, les frottements sont négligeables.
PHYSIQUE 3 :
En deux points A et B, on place respectivement deux charges électriques q et q
′. Soit O le milieu de AB, la charge
q = 5µC placé en A, crée en O un champ électrostatique E
A
= 7.10
6
V.m
-1
. Déterminer le champ électrostatique en O
lorsque :
1. q = q′ = + 5µC
2. q = + 5µC et q′ = - 5µC
(faire un schéma pour chaque cas)
Matière
:
SCIENCES PHYSIQUES
Durée : 3 heures
Classe
:
PREMIERE C
Provisorat Adjoint
Lycée Andohalo
COMPOSITION 3
ème
TRIMESTRE
Session : Juin 2013
On prend pour l’intensité de la pesanteur g = 10 m.s
-
2
. Une bille , de
masse m = 50g, assimilable à un point matériel, est abandonnée sans
vitesse initiale en un point A d’une gouttière. Cette dernière est
constituée :
- d’un tronçon rectiligne AB incliné d’un angle α=30° par rapport au
plan horizontal et de longueur AB=1,6m.
- d’un tronçon horizontal BC ;
- d’un tronçon circulaire CD de centre O et de rayon r=60cm et telle
OC est perpendiculaire à BC ; (voir figure ci-contre)
- A, B, C et D appartiennent à un même plan vertical (P)

N.B. Tous les exercices sont obligatoires.
CHIMIE :
I. 1. Un hydrocarbure B de masse molaire M=56g.mol
-1
contient en masse 85,71% de carbone, quelle est sa formule
brute et la nature de B ?
2. B présente la stéréo isomère Z/E, quelle est sa formule développée ?
3. On réalise l’hydrogénation catalytique de B, écrire l’équation qui traduit la réaction et préciser le catalyseur utilisé.
Donner le nom du produit.
4. L’hydrogénation de B conduit à l’alcool C, donner le nom et la formule semi développée de C.
II. Compléter le tableau ci-dessous :
Nom Formule Famille
CH
3
COOH
Propanoate de méthyle
CH
3
CO CH
2
CH
3
2 – méthyl pentanal
III. On verse, dans un ballon, un mélange de 1,6g de méthanol et 6g d’acide méthanoïque. On scelle le ballon, puis on le
chauffe jusqu’à l’obtention de l’équilibre stoechiométrique de la réaction chimique.
Ecrire l’équation de la réaction et nommer les produits obtenus.
Déterminer la quantité du produit obtenu.
On donne : M(H) = 1g.mol
-1
; M(O) = 16g.mol
-1
; M(C) = 12g.mol
-1
.
MECANIQUE :
I. Une voiture a une masse M=1tonne , les résistances passives qui s’opposent à son déplacement est une force
f parallèle à la vitesse d’intensité f = 500N, g=10m.s
-2
.
1. a. Au bout d’un parcours de d=25m, la vitesse de la voiture est de V = 72Km.h
-1
. Quelle est l’intensité de la force
motrice supposée constante au cours du démarrage ?
b. Quelle puissance la voiture développe-t-elle lorsqu’elle roule sur le plat, à la vitesse constante V=72Km.h
-1
?
c. Calculer son accélération.
2. Déterminer l’intensité de la force de freinage que le conducteur doit appliquer au véhicule lancée à V=72Km.h
-1
s’il
veut l’arrêter après un parcours rectiligne horizontal de d=100m.
3. a. La voiture se déplace maintenant sur une côte de 5% à la vitesse constante V=72Km.h
-1
. Calculer la force motrice
développée par le moteur.
b. Au cours de la montée, le conducteur coupe le moteur et la voiture sur sa lancée. Quelle est la distance parcourue
jusqu’à ce que la vitesse s’annule ?
II. Une barre, de masse m=200g, de longueur 2L=40cm, est mobile autour d’un axe (∆) horizontal passant par son centre
d’inertie en O. Son moment d’inertie par rapport à (∆) est : J
∆
=
3
1
mL
2
. La barre est munie de deux surcharges quasi
ponctuelles, de masse m' = 100g, fixées en A et en B.
1. L’ensemble est lancé à une vitesse angulaire de rotation N=2tours.s
-1
. Quelle est alors son énergie cinétique ?
2. Des forces de frottements ralentissent le système qui s’arrête en 10min. Calculer la puissance moyenne des forces de
frottements.
3. La barre s’immobilise après avoir effectuée n=500tours. Déterminer le moment, supposé constant, des forces de
frottements.
A L O L B
m' = 150g (∆) m' = 150g
ELECTRICITE :
Entre deux plaques conductrices identiques, parallèles, distants de d, on maintient une tension U = 1000V. Une charge q =
10
-2
C se déplace entre les plaques d’un point A situé à une distance d
1
= 1cm de la plaque positive vers un point B situé à
une distance d
2
= 2cm de la plaque négative. La plaque négative est prise comme référence de l’énergie potentielle, d =
5cm.
1. Calculer l’intensité du champ électrique entre les deux plaques.
2. Calculer la différence de potentiel U
AB
= V
B
- V
A
3. a. Calculer l’énergie potentielle de la charge q en A
b. Calculer l’énergie potentielle de la charge q en B.
4. En déduire le travail de la force électrostatique s’exerçant sur la charge q pour aller de A vers B.
Matière
:
SCIENCES PHYSIQUES
Durée : 3 heures
Classe
:
PREMIERE D
Provisorat Adjoint
Lycée Andohalo
COMPOSITION 3
ème
TRIMESTRE
Session : Juin 2013

N.B. Les TROIS (03) exercices sont obligatoires.
EXERCICE 1 :
En un point S de la surface d’une large nappe de liquide, plonge la pointe d’un stylet solidaire d’une lame
vibrante, qui est animée d’un mouvement vibratoire sinusoïdal, de fréquence N=200Hz, d’amplitude
1mm, perpendiculaire à la surface du liquide. La perturbation créée se propage dans toutes les directions à
la vitesse v=120cm.s
-1
.
1. Définir et calculer la longueur d’onde λ.
2. Sachant qu’à l’instant t=0s, S est dans sa position maximale :
a. Etablir l’équation horaire du mouvement de S ;
b. Ecrire l’équation horaire du mouvement d’un point M situé à la distance x=1,5cm de S.
c. Comparer le mouvement de S et de M.
3. La même lame vibrante est munie d’une fourche dont les deux branches verticales sont distants de
S
1
S
2
=1,4cm et produisant en deux points S
1
et S
2
, de la surface libre du liquide deux perturbations
analogues à celle de S.
a. Décrire et expliquer le phénomène observé.
b. Déterminer l’état vibratoire d’un point N situé à 18mm de S
1
et 9mm de S
2
.
c. Déterminer le nombre de points immobiles à tout instant sur le segment S
1
S
2
, calculer les
distances de ces points au milieu O
1
de S
1
S
2
.
N.B. On ne tiendra pas compte de l’amortissement des ondes
EXERCICE 2 : (6 points)
On réalise une expérience d’interférence lumineuse avec un biprisme de Fresnel, d’indice de réfraction
n=1,5 et d’angle au sommet  très petit. La fente source F se trouve à la distance d
1
=60cm du biprisme.
La distance entre les images virtuelles F
1
et F
2
de la source F est a=2mm. L’écran d’observation (E) est
placé parallèlement au plan des images virtuelles F
1
et F
2
à la distance d
2
du biprisme.
1. Faire le schéma du dispositif interférentiel, tracer la marche des rayons lumineux et préciser le champ
d’interférence.
2. Calculer, en radian, l’angle  du biprisme.
3. La longueur d’onde de la radiation utilisée est λ=0,60µm. On constate que la distance entre la
deuxième frange brillante située d’un côté de la frange centrale et la troisième frange obscure située de
l’autre côté de la frange centrale est d=2,7mm.
a. Calculer l’interfrange.
b. Calculer la distance d
2
entre le biprisme et l’écran (E).
4. Le biprisme est maintenant éclairé par deux radiations de longueurs d’onde respectives λ=0,60µm et
λ'=0,48µm. A quelle distance de la frange centrale se trouve la première coïncidence des franges
brillantes de deux radiations ?
EXERCICE 3 : (7 points)
On dispose de trois cellules photovoltaïques. Les cathodes sont respectivement recouvertes de césium, de
calcium et du zinc. Le tableau suivant donne la longueur d’onde seuil λ
0
de ces trois métaux :
Métal Césium Calcium Zinc
λ
0
(µm) 0,66 0,45 0,37
1. Qu’appelle-t-on longueur d’onde seuil d’un métal?
2. Les trois métaux sont éclairés successivement par une lumière monochromatique de longueur d’onde
λ=0,5µm. Calculer, en joule et en électron-volt, l’énergie d’un photon de cette radiation.
3. a. Avec lequel de ces trois métaux obtient-on l’effet photoélectrique ? Justifier la réponse.
b. Calculer, en joule, l’énergie cinétique maximale d’un électron à la sortie du métal.
4. Calculer le potentiel d’arrêt.
On donne : Constante de Planck : h = 6,62.10
-34
J.s
Charge de l’électron : q = - e = - 1,6.10
-19
C
Célérité de lé lumière dans le vide : c = 3.10
8
m.s
-1
; 1µm = 10
-6
m.
Matière
:
SCIENCES PHYSIQUES
Durée : 2 heures 15 min.
Classe
:
TERMINALE A
Provisorat Adjoint
Lycée Andohalo
BACCALAUREAT BLANC Session : Juin 2013