National · 2023

Examen National Physique-Chimie — 2BAC SM — Session Normale 2023

240 minutes 20 questions 20 points

Sujet officiel de l'examen national de physique-chimie, filière Sciences Mathématiques (A et B), session normale 2023. Code : NS 31.

1

Question 1 · 1 pt

Avant de doser l'acide propanoïque, on ajoute un volume d'eau distillée $V_e$ dans le bécher. Quel est l'effet sur le volume équivalent $V_{BE}$ ?

A. $V_{BE}$ augmente proportionnellement à $V_e$ B. $V_{BE}$ diminue, la solution étant plus diluée C. $V_{BE}$ est inchangé, l'ajout d'eau ne modifiant pas la quantité d'acide D. $V_{BE}$ est inchangé, mais le pH à l'équivalence devient égal à 7

2

Question 2 · 1 pt

L'équivalence est atteinte pour $V_{BE} = 7,8$ mL avec $C_B = 2 \times 10^{-2}$ mol/L, dans un bécher contenant $V_A + V_e = 60$ mL. Que vaut la concentration $C_A$ de l'acide dilué ?

A. $C_A = 1,56 \times 10^{-2}$ mol/L B. $C_A = 2,6 \times 10^{-3}$ mol/L C. $C_A = 2,6 \times 10^{-2}$ mol/L D. $C_A = 7,8 \times 10^{-3}$ mol/L

3

Question 3 · 1 pt

Pour $V_{B1} = 3,9$ mL versés, la courbe donne $pH_1 = 4,86$. Que vaut le $pK_A$ du couple acide propanoïque / propanoate ?

A. $pK_A = 4,86$, car $V_{B1}$ est le volume de demi-équivalence B. $pK_A = 2,43$, moitié du pH lu C. $pK_A = 9,72$, double du pH lu D. On ne peut pas conclure sans connaître les concentrations

4

Question 4 · 1 pt

Quelle est la nature du milieu à l'équivalence de ce dosage, et pourquoi ?

A. Neutre, puisque l'acide et la base ont été mélangés en proportions stœchiométriques B. Acide, l'acide propanoïque étant en excès C. Basique, la solution ne contenant plus que l'ion propanoate, base faible D. Basique, la soude étant en excès à l'équivalence

5

Question 5 · 1 pt

La solution commerciale (S) a une concentration $C = 1,56 \times 10^{-2}$ mol/L. Quelle masse d'acide propanoïque contient un flacon de 40 mL ($M = 74$ g/mol) ?

A. $m = 11,5$ mg B. $m = 46,2$ mg C. $m = 62,4$ mg D. $m = 4,62$ mg

6

Question 6 · 1 pt

Dans une pile étain-plomb, la concentration en ions $Sn^{2+}$ augmente au cours du fonctionnement. Quelle électrode est l'anode et quelle demi-équation s'y produit ?

A. L'étain, siège de l'oxydation $Sn_{(s)} \rightarrow Sn^{2+}_{(aq)} + 2\,e^-$ B. Le plomb, siège de l'oxydation $Pb_{(s)} \rightarrow Pb^{2+}_{(aq)} + 2\,e^-$ C. L'étain, siège de la réduction $Sn^{2+}_{(aq)} + 2\,e^- \rightarrow Sn_{(s)}$ D. Le plomb, siège de la réduction $Pb^{2+}_{(aq)} + 2\,e^- \rightarrow Pb_{(s)}$

7

Question 7 · 1 pt

Pendant le fonctionnement de cette pile, dans quel sens migrent les ions chlorure du pont salin, et pourquoi ?

A. Vers le compartiment de l'étain, pour compenser l'excès de charges positives créé par l'oxydation B. Vers le compartiment du plomb, pour compenser l'excès de charges positives créé par la réduction C. Ils ne migrent pas, le pont salin ne servant qu'à fermer le circuit D. Vers le compartiment de l'étain, en même temps que les ions positifs du pont salin

8

Question 8 · 1 pt

Une onde se propage à la surface de l'eau avec $V = \sqrt{g H}$. Le point $M$, situé à $L_1 = 30$ m de la source, se met à vibrer avec un retard de 7,5 s ($g = 10$ m/s²). Quelle est la profondeur $H_1$ ?

A. $H_1 = 4,0$ m B. $H_1 = 1,6$ m C. $H_1 = 0,4$ m D. $H_1 = 16$ m

9

Question 9 · 1 pt

Dans un second milieu de profondeur $H_2$, le retard entre $M$ et $N$ distants de 17,5 m vaut 8,75 s. Que vaut $H_2$ ($g = 10$ m/s²) ?

A. $H_2 = 1,6$ m B. $H_2 = 40$ cm C. $H_2 = 4,0$ m D. $H_2 = 20$ cm

10

Question 10 · 1 pt

La source impose une période $T = 5$ s. Que valent les longueurs d'onde dans les deux milieux, où $V_1 = 4,0$ m/s et $V_2 = 2,0$ m/s ?

A. $\lambda_1 = 20$ m et $\lambda_2 = 10$ m B. $\lambda_1 = 10$ m et $\lambda_2 = 20$ m C. $\lambda_1 = \lambda_2 = 20$ m, la période étant la même D. $\lambda_1 = 0,8$ m et $\lambda_2 = 0,4$ m

11

Question 11 · 1 pt

Un condensateur réel est modélisé par un condensateur idéal $C$ en parallèle avec une résistance de fuite $R_d$, le tout chargé à travers $R$ sous une f.é.m. $E$. Que vaut la tension maximale atteinte ?

A. $u_{C(max)} = E$, comme pour un condensateur idéal B. $u_{C(max)} = \dfrac{E\,R_d}{R_d + R}$, donc inférieure à $E$ C. $u_{C(max)} = \dfrac{E\,R}{R_d + R}$, donc très inférieure à $E$ D. $u_{C(max)} = E\left(1 - \dfrac{R}{R_d}\right)$, donc supérieure à $E$

12

Question 12 · 1 pt

Pour ce montage, $R_d \gg R$ : l'asymptote de $u_C(t)$ est à 12 V et la tangente à l'origine la coupe à $t = 2,5$ ms, avec $C = 5\ \mu$F. Que valent $E$ et $R$ ?

A. $E = 12$ V et $R = 2\ \Omega$ B. $E = 12$ V et $R = 500\ \Omega$ C. $E = 12$ V et $R = 50\ \Omega$ D. $E = 2,5$ V et $R = 500\ \Omega$

13

Question 13 · 1 pt

Interrupteur ouvert, le condensateur se décharge dans sa seule résistance de fuite : la tension passe de 12 V à 10 V en 12 minutes, avec $C = 5\ \mu$F. Que vaut $R_d$ ?

A. $R_d \simeq 790\ \mathrm{k}\Omega$ B. $R_d \simeq 790\ \mathrm{M}\Omega$ C. $R_d \simeq 7,9\ \mathrm{M}\Omega$ D. $R_d \simeq 144\ \mathrm{M}\Omega$

14

Question 14 · 1 pt

Pendant cette décharge de 12 V à 10 V, quelle proportion de l'énergie initialement stockée a été dissipée dans $R_d$ ?

A. 16,7 % B. 30,6 % C. 69,4 % D. 83,3 %

15

Question 15 · 1 pt

Dans un récepteur radio AM, le détecteur d'enveloppe utilise un condensateur $C' = 20$ nF, la porteuse étant à 460 kHz et le signal modulant à 4,5 kHz. Quelle résistance choisir parmi 47 Ω, 100 Ω, 47 kΩ et 100 kΩ ?

A. $R = 100\ \Omega$ B. $R = 47\ \Omega$ C. $R = 47\ \mathrm{k}\Omega$ D. $R = 100\ \mathrm{k}\Omega$

16

Question 16 · 1 pt

La courbe $v(t)$ d'un projectile lancé avec un angle $\alpha$ passe par un minimum. Que représente ce minimum ?

A. La vitesse au moment de l'impact au sol B. La vitesse au sommet de la trajectoire, égale à la composante horizontale $V_{0x}$ C. La vitesse initiale $V_0$ du projectile D. La composante verticale initiale $V_{0z}$

17

Question 17 · 1 pt

Pour ce projectile, la courbe donne $V_0 = 23$ m/s à $t = 0$ et un minimum $V_{0x} = 20$ m/s. Quel est l'angle de tir $\alpha$ ?

A. $\alpha \simeq 60°$ B. $\alpha \simeq 30°$ C. $\alpha \simeq 45°$ D. $\alpha \simeq 15°$

18

Question 18 · 1 pt

Un projectile passe deux fois à l'altitude $z_1$ (intervalle $\Delta t_1 = 0,7$ s) et deux fois à $z_2$ (intervalle $\Delta t_2 = 0,3$ s), avec $H = z_2 - z_1 = 0,49$ m. Que vaut $g$ ?

A. $g = 10,0$ m/s² B. $g = 9,8$ m/s² C. $g = 9,0$ m/s² D. On ne peut pas conclure sans connaître $V_0$ et $\alpha$

19

Question 19 · 1 pt

Pour un pendule élastique, la courbe de l'énergie potentielle $E_P(t)$ a une période lue de 0,25 s. Que vaut la période propre $T_0$ de l'oscillateur ?

A. $T_0 = 0,125$ s B. $T_0 = 0,5$ s C. $T_0 = 0,25$ s D. $T_0 = 1,0$ s

20

Question 20 · 1 pt

Ce pendule a une masse $m = 20$ g et une période propre $T_0 = 0,5$ s. Que vaut la raideur du ressort (on prend $\pi^2 \approx 10$) ?

A. $K = 0,32$ N/m B. $K = 3,2$ N/m C. $K = 32$ N/m D. $K = 1,6$ N/m

Examen National Physique-Chimie — 2BAC SM — Session Normale 2023

Terminé !