sujet BB06 spécialité - Lycée Pierre Corneille

LYCEE PIERRE CORNEILLE
BACCALAUREAT BLANC 2006
PHYSIQUE – CHIMIE
Durée 3 h 30
L’usage des calculatrices n’est pas autorisé
Ce sujet comporte quatre exercices, qui sont indépendants les uns des autres :
I.
Questions d’optique
II.
Réactions acido-basiques et couples de l’ion hydrogénocarbonate
III.
Titrage des ions hydrogénocarbonate contenus dans une eau minérale
IV.
Mouvement d’une luge : sur une pente enneigée et dans l’eau !
Vous disposez aussi d’un livret comportant 3 annexes, à rendre avec votre copie.
Exercice n°1
QUESTIONS D’OPTIQUE
(5 points)
Cet exercice est un questionnaire à réponses ouvertes courtes.
À chaque question peuvent correspondre aucune, une ou plusieurs propositions exactes.
Pour chacune des questions, chaque proposition doit être étudiée.
Inscrire en toutes lettres « vrai » ou « faux » et donner une justification à l’aide de définitions, de calculs, de
schémas à compléter dans les cases correspondantes du tableau figurant dans L’ANNEXE À RENDRE AVEC LA
COPIE.
Les parties 1, 2, 3 et 4 sont indépendantes et peuvent être traitées séparément.
1. Les miroirs
1.1 Suivant sa position par rapport au miroir, l’image A’B’ d’un objet AB donnée par un miroir plan est :
1.1.1 plus grande que l’objet
1.1.2 plus petite que l’objet
1.1.3 de même taille que l’objet
1.2 Un miroir sphérique concave dont le rayon de courbure est 20 cm, a une distance focale égale à :
1.2.1 10 cm
1.2.2 20 cm
1.2.3 40 cm
1.3 Un objet AB est situé perpendiculairement à l’axe optique d’un miroir concave de centre C, de rayon R, de
foyer F et de sommet S. Le point A est en F. L’image A’B’ de AB est :
1.3.1 telle que A’ est également en F
AB
1.3.2 située à l’infini, de diamètre apparent R
1.3.3
R
située à l’infini, de diamètre apparent AB
1.3.4
AB
située à l’infini, de diamètre apparent FS
1.3.5
FS
située à l’infini, de diamètre apparent AB
2. Les lentilles convergentes
On dispose d’une lentille convergente de distance focale : f’ = 10 cm, et d’un objet AB placé devant cette
lentille, perpendiculairement à l’axe optique, à 30 cm du centre optique.
2.1 Cette lentille a une vergence égale à :
2.1.1
0,01 δ
2.1.2
0,1 δ
2.1.3
1δ
2.2 L’image A’B’ de l’objet AB se forme :
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
derrière la lentille à 7,5 cm du centre optique
devant la lentille à 7,5 cm du centre optique
derrière la lentille à 15 cm du centre optique
devant la lentille à 15 cm du centre optique
2.3 Cette image A’B’ :
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
a la même taille que l’objet AB
est plus grande que l’objet
est plus petite que l’objet
est droite par rapport à l’objet
est renversée par rapport à l’objet
3. Le microscope
3.1 Dans un microscope :
3.1.1 L’objectif est une lentille convergente de distance focale très faible
3.1.2 L’oculaire est une lentille convergente de distance focale beaucoup plus grande que celle de
l’objectif
3.1.3 L’œil doit être placé près de l’objectif
3.2 Dans un microscope :
3.2.1 Le cercle oculaire est l’image de l’objectif donnée par l’oculaire
3.2.2 Le cercle oculaire est l’image de l’oculaire donnée par l’objectif
3.2.3 Le diamètre du cercle oculaire dépend de la position et de la taille de l’objet observé
3.2.4 Le diamètre du cercle oculaire dépend du diamètre de l’objectif
3.2.5 La position du cercle oculaire dépend de la distance entre l’objectif et l’oculaire
4. La lunette astronomique
La lunette représentée en annexe est afocale : le foyer image F’1 de l’objectif L1 coïncide avec le foyer objet F2
de l’oculaire L2.
’
L’objectif a une distance focale f1 = 0,75 m.
-3
Le diamètre apparent de l’astre observé est α = 9,0.10 rad.
α'
Le grossissement d’une lunette est défini par la relation G =
dans laquelle α est l’angle sous lequel on voit
α
l’objet à l’œil nu et α’ l’angle sous lequel on voit son image dans l’instrument.
On pourra faire les approximations : tan α ≈ α
et tan α’≈ α’
avec α et α’ en rad
4.1 Tous les rayons issus de B qui traversent l’objectif L1 traversent l’oculaire L2.
4.2 Dans le cas d’une lunette afocale, le grossissement s’exprime également par la relation :
f2'
’
où f2' est la distance focale de l’oculaire
G=f'
1
4.3 L’image A1B1 donnée par l’objectif mesure 13,5 mm.
Exercice n°1
QUESTIONS D’OPTIQUE
ANNEXE A RENDRE AVEC VOTRE COPIE
Numéro d’anonymat : ________________
Proposition
Répondre
vrai ou faux
Classe : ______________
Justification ou explication ou schéma
1.1.1.
1.1.2.
1.1.3.
1.2.1.
1.2.2.
1.2.3.
1.3.1.
1.3.2.
1.3.3.
1.3.4.
1.3.5.
2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
2.2.1.
2.2.2.
2.2.3.
2.2.4.
2.3.1.
2.3.2.
2.3.3.
2.3.4.
2.3.5.
3.1.1.
3.1.2.
3.1.3.
PAS DE JUSTIFICATION
Proposition
Répondre
vrai ou faux
Justification ou explication ou schéma
3.2.1.
PAS DE JUSTIFICATION
3.2.2.
3.2.3.
3.2.4.
3.2.5.
4.1.1
4.1.2.
4.1.3.
Schéma de principe d’un microscope (question 3)
objectif
L1
F2
F'1
F1
oculaire
L2
O2
O1
F'2
Distance fixe
Schéma d’une lunette astronomique (question 4)
L1
B∞
A∞
α
L2
α'
F '1 F2
O2
A1
O1
A' ∞
F'2
B1
B' ∞