National · 2024

Examen National Physique-Chimie — 2BAC PC — Session de Rattrapage 2024

180 minutes 20 questions 20 points

Sujet officiel de l'examen national de physique-chimie, filière Sciences Physiques (PC), session de rattrapage 2024.

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Question 1 · 1 pt

Dans une pile fer-zinc, l'ampèremètre a sa borne COM reliée au zinc et affiche une intensité positive. Quelle est l'électrode positive de la pile ?

A. L'électrode de fer B. L'électrode de zinc C. Les deux, alternativement D. On ne peut pas conclure sans mesurer la tension

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Question 2 · 1 pt

Quelle est l'équation bilan de fonctionnement de cette pile ?

A. $\text{Fe}^{2+}_{(aq)} + \text{Zn}_{(s)} \rightarrow \text{Fe}_{(s)} + \text{Zn}^{2+}_{(aq)}$ B. $\text{Zn}^{2+}_{(aq)} + \text{Fe}_{(s)} \rightarrow \text{Zn}_{(s)} + \text{Fe}^{2+}_{(aq)}$ C. $\text{Fe}^{2+}_{(aq)} + \text{Zn}^{2+}_{(aq)} \rightarrow \text{Fe}_{(s)} + \text{Zn}_{(s)}$ D. $\text{Fe}_{(s)} + \text{Zn}_{(s)} \rightarrow \text{Fe}^{2+}_{(aq)} + \text{Zn}^{2+}_{(aq)}$

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Question 3 · 1 pt

La pile débite $I = 500\ \text{mA}$ pendant $10\ \text{min}$. Comment varie la masse de la plaque de fer ? (on donne $F = 9{,}65 \times 10^{4}\ \text{C.mol}^{-1}$, $M(\text{Fe}) = 56\ \text{g.mol}^{-1}$)

A. Elle augmente d'environ $8{,}7 \times 10^{-2}\ \text{g}$ B. Elle diminue d'environ $8{,}7 \times 10^{-2}\ \text{g}$ C. Elle augmente d'environ $0{,}17\ \text{g}$ D. Elle ne varie pas

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Question 4 · 1 pt

Une amine $\text{R-NH}_2$ réagit avec l'eau. Quelle est l'équation de cette réaction ?

A. $\text{R-NH}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{R-NH}_3^{+} + \text{HO}^{-}$ B. $\text{R-NH}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{R-NH}^{-} + \text{H}_3\text{O}^{+}$ C. $\text{R-NH}_3^{+} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{R-NH}_2 + \text{H}_3\text{O}^{+}$ D. $\text{R-NH}_2 + \text{HO}^{-} \rightleftharpoons \text{R-NH}_3^{+} + \text{O}^{2-}$

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Question 5 · 1 pt

Le diagramme de distribution du couple $\text{R-NH}_3^{+}/\text{R-NH}_2$ montre un croisement à $50\ \%$ pour $pH = 10{,}8$. La solution étudiée a un pH de $11{,}88$. Quelle espèce y prédomine ?

A. La base $\text{R-NH}_2$, car $pH > pK_A$ B. L'acide $\text{R-NH}_3^{+}$, car $pH > pK_A$ C. Les deux en proportions égales D. On ne peut pas conclure sans connaître la concentration

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Question 6 · 1 pt

Pour ce même couple ($pK_A = 10{,}8$), à quel pH le pourcentage de la forme acide vaut-il quatre fois celui de la forme basique ? (on donne $\log 4 = 0{,}60$)

A. $10{,}2$ B. $11{,}4$ C. $2{,}7$ D. $10{,}8$

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Question 7 · 1 pt

On dose $V_B = 10{,}0\ \text{mL}$ d'amine à $C_B = 9{,}0 \times 10^{-2}\ \text{mol.L}^{-1}$ par de l'acide chlorhydrique à $C_A = 4{,}5 \times 10^{-2}\ \text{mol.L}^{-1}$. Quel est le volume équivalent ?

A. $20{,}0\ \text{mL}$ B. $5{,}0\ \text{mL}$ C. $10{,}0\ \text{mL}$ D. $40{,}0\ \text{mL}$

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Question 8 · 1 pt

Comment définit-on une onde mécanique longitudinale ?

A. Une onde nécessitant un milieu matériel, dont la perturbation est parallèle à la direction de propagation B. Une onde dont la perturbation est perpendiculaire à la direction de propagation C. Une onde qui se propage dans le vide D. Une onde dont la longueur d'onde est très grande

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Question 9 · 1 pt

Un émetteur est placé entre deux microphones distants de $d = 2{,}85\ \text{m}$, à la distance $\ell$ du premier. Le son atteint le second avec un retard $\tau = 2\ \text{ms}$ ($v = 340\ \text{m.s}^{-1}$). Que vaut $\ell$ ?

A. $1{,}085\ \text{m}$ B. $0{,}68\ \text{m}$ C. $1{,}425\ \text{m}$ D. $2{,}17\ \text{m}$

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Question 10 · 1 pt

Sur le diagramme $(A, Z)$ d'une famille radioactive, une flèche fait passer de $^{212}_{82}\text{Pb}$ à $^{212}_{83}\text{Bi}$. De quel type de désintégration s'agit-il, et quel nucléide obtient-on à partir de $^{208}_{81}\text{Tl}$ par une flèche identique ?

A. Une désintégration $\beta^{-}$, qui donne $^{208}_{82}\text{Pb}$ B. Une désintégration $\beta^{+}$, qui donne $^{208}_{80}\text{Hg}$ C. Une désintégration $\alpha$, qui donne $^{204}_{79}\text{Au}$ D. Une émission $\gamma$, qui laisse $^{208}_{81}\text{Tl}$ inchangé

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Question 11 · 1 pt

Le bismuth $^{212}_{83}\text{Bi}$ se désintègre en thallium $^{208}_{81}\text{Tl}$. Sachant que $\Delta m = 0{,}006664\ \text{u}$ et $1\ \text{u} \equiv 931{,}5\ \text{MeV}/c^{2}$, quelle énergie cette désintégration libère-t-elle ?

A. $6{,}21\ \text{MeV}$ B. $0{,}62\ \text{MeV}$ C. $62{,}1\ \text{MeV}$ D. $1{,}40 \times 10^{5}\ \text{MeV}$

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Question 12 · 1 pt

Une source contient $N_0 = 2{,}84 \times 10^{20}$ noyaux de bismuth. Au bout de $t_1 = 15\ \text{min}$, il s'est formé $N_1 = 4{,}484 \times 10^{19}$ noyaux de thallium. Quelle est la demi-vie du bismuth ? (on donne $\ln(1{,}1876) = 0{,}172$)

A. $60{,}5\ \text{min}$ B. $15{,}0\ \text{min}$ C. $4{,}17\ \text{min}$ D. $95{,}0\ \text{min}$

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Question 13 · 1 pt

Un condensateur initialement déchargé est branché sur un générateur en série avec $R = 50\ \Omega$. La courbe $u_R(t)$ part de $5\ \text{V}$ et sa tangente à l'origine coupe l'axe des temps à $5\ \mu\text{s}$. Que valent $E$ et $C$ ?

A. $E = 5\ \text{V}$ et $C = 0{,}10\ \mu\text{F}$ B. $E = 5\ \text{V}$ et $C = 250\ \mu\text{F}$ C. $E = 0\ \text{V}$ et $C = 0{,}10\ \mu\text{F}$ D. $E = 5\ \text{V}$ et $C = 1{,}0\ \mu\text{F}$

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Question 14 · 1 pt

Le condensateur chargé sous $5\ \text{V}$ est basculé sur un circuit $RLC$. Que vaut la tension aux bornes de la bobine juste après le basculement ?

A. $-5\ \text{V}$ B. $0\ \text{V}$ C. $+5\ \text{V}$ D. $-10\ \text{V}$

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Question 15 · 1 pt

Dans ce circuit $RLC$, comment exprimer l'énergie totale en fonction de $u_C$ et de $u_R$ ?

A. $E_t = \dfrac{1}{2}\left(C\,u_C^{2} + \dfrac{L}{R^{2}}u_R^{2}\right)$ B. $E_t = \dfrac{1}{2}\left(C\,u_C^{2} + L\,u_R^{2}\right)$ C. $E_t = \dfrac{1}{2}\left(C\,u_C^{2} + \dfrac{R^{2}}{L}u_R^{2}\right)$ D. $E_t = \dfrac{1}{2}C\,u_C^{2}$

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Question 16 · 1 pt

Sur un plan incliné d'angle $\alpha$, un solide subit une force résistante d'intensité constante $f$. Quelle est l'expression de son accélération ?

A. $a = g\sin\alpha - \dfrac{f}{m}$ B. $a = g\cos\alpha - \dfrac{f}{m}$ C. $a = g\sin\alpha + \dfrac{f}{m}$ D. $a = \dfrac{f}{m} - g\sin\alpha$

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Question 17 · 1 pt

La courbe $V_x(t)$ du solide est une droite de pente $0{,}64\ \text{m.s}^{-2}$, avec $m = 100\ \text{g}$, $\alpha = 20°$ et $g = 10\ \text{m.s}^{-2}$. Quelle est l'intensité de la force résistante ? (on donne $\sin 20° = 0{,}342$)

A. $0{,}28\ \text{N}$ B. $0{,}064\ \text{N}$ C. $2{,}78\ \text{N}$ D. $0{,}34\ \text{N}$

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Question 18 · 1 pt

Le solide part avec $V_0 = 0{,}1\ \text{m.s}^{-1}$ et accélère à $0{,}64\ \text{m.s}^{-2}$ pendant $1{,}1\ \text{s}$. Quelle est sa vitesse au point $B$ ?

A. $0{,}8\ \text{m.s}^{-1}$ B. $0{,}70\ \text{m.s}^{-1}$ C. $0{,}64\ \text{m.s}^{-1}$ D. $1{,}1\ \text{m.s}^{-1}$

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Question 19 · 1 pt

Après $B$, le solide tombe en chute libre avec $V_B = 0{,}8\ \text{m.s}^{-1}$ orientée à $20°$ sous l'horizontale. Quelle est l'équation de sa trajectoire, l'axe $y$ étant orienté vers le bas ?

A. $y = 8{,}85\,x^{2} + 0{,}36\,x$ B. $y = 8{,}85\,x^{2}$ C. $y = -8{,}85\,x^{2} + 0{,}36\,x$ D. $y = 0{,}36\,x^{2} + 8{,}85\,x$

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Question 20 · 1 pt

Le solide passe par un point d'abscisse $x_N = 0{,}20\ \text{m}$, atteint à $t_N = 0{,}266\ \text{s}$. Quelle est la norme de sa vitesse en ce point ? ($V_B = 0{,}8\ \text{m.s}^{-1}$, $\alpha = 20°$, $g = 10\ \text{m.s}^{-2}$)

A. $3{,}03\ \text{m.s}^{-1}$ B. $2{,}94\ \text{m.s}^{-1}$ C. $0{,}75\ \text{m.s}^{-1}$ D. $3{,}71\ \text{m.s}^{-1}$

Examen National Physique-Chimie — 2BAC PC — Session de Rattrapage 2024

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