controle · 2026

Devoir surveillé n°2 — 2ème Bac Sciences — Semestre 1

90 minutes 10 questions 20 points

Défaut de masse, énergie de liaison et bilan d'une réaction nucléaire ; charge d'un condensateur, constante de temps et énergie emmagasinée.

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Question 1 · 2 pts

Le noyau d'hélium 4 a une masse de 4,00150 u ($m_p = 1,00728$ u, $m_n = 1,00866$ u). Que vaut son défaut de masse ?

A. $-0,03038$ u : le noyau est plus lourd B. $0,03038$ u : le noyau est plus léger que ses nucléons séparés C. $4,03188$ u D. Nul : la masse se conserve

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Question 2 · 2 pts

Que vaut l'énergie de liaison de ce noyau ($1$ u $= 931,5$ MeV/c²) ?

A. $3\,730$ MeV B. $28,3$ MeV C. $0,0326$ MeV D. $931,5$ MeV

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Question 3 · 2 pts

Que vaut l'énergie de liaison **par nucléon** de l'hélium 4, et à quoi sert cette grandeur ?

A. $28,3$ MeV/nucléon ; elle donne la masse du noyau B. $7,07$ MeV/nucléon ; elle mesure la stabilité et permet de comparer des noyaux de tailles différentes C. $113$ MeV/nucléon ; elle donne l'énergie totale D. $7,07$ MeV/nucléon ; elle ne sert qu'aux noyaux légers

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Question 4 · 2 pts

La fusion $^2H + ^3H \rightarrow ^4He + n$ met en jeu des énergies de liaison **par nucléon** de 1,11 et 2,83 MeV. Quelle énergie libère-t-elle ?

A. $24,4$ MeV B. $17,6$ MeV C. $28,3$ MeV D. $3,94$ MeV

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Question 5 · 2 pts

Quelle équation différentielle vérifie la tension aux bornes d'un condensateur pendant sa charge à travers une résistance ?

A. $RC\dfrac{du_C}{dt} + u_C = 0$ B. $RC\dfrac{du_C}{dt} + u_C = E$ C. $\dfrac{du_C}{dt} + RC\,u_C = E$ D. $RC\dfrac{du_C}{dt} - u_C = E$

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Question 6 · 2 pts

En reportant $u_C = E(1 - e^{-t/\tau})$ dans cette équation, que trouve-t-on pour $\tau$ ?

A. $\tau = R/C$ B. $\tau = RC$ C. $\tau = C/R$ D. $\tau = E/R$

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Question 7 · 2 pts

Avec $R = 2,0$ k$\Omega$ et $\tau = 2,0$ ms, que vaut la capacité ?

A. $1,0$ mF B. $1,0\ \mu$F C. $4,0\ \mu$F D. $1,0$ nF

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Question 8 · 2 pts

Sous $E = 6,0$ V, que vaut $u_C$ à $t = \tau$ puis à $t = 5\tau$ ?

A. $6,0$ V puis $6,0$ V B. $3,79$ V (63 %) puis $5,96$ V (plus de 99 %) C. $2,21$ V puis $0,04$ V D. $3,0$ V puis $6,0$ V

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Question 9 · 2 pts

Quelle énergie est stockée dans ce condensateur de $1,0\ \mu$F en fin de charge sous 6,0 V ?

A. $6,0 \times 10^{-6}$ J B. $1,8 \times 10^{-5}$ J C. $3,6 \times 10^{-5}$ J D. $3,0$ J

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Question 10 · 2 pts

Pourquoi le défaut de masse d'un noyau est-il toujours positif ?

A. Parce que les nucléons perdent de la masse en vieillissant B. Parce que la formation du noyau libère de l'énergie, prise sur la masse des nucléons C. Parce qu'on néglige la masse des électrons D. Parce que les mesures sont imprécises

Devoir surveillé n°2 — 2ème Bac Sciences — Semestre 1

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