Test académique 2007. Partie Optique (4 exercices) Quand vous verrez ce point dinterrogation...

Test académique 2007

Partie Optique(4 exercices)

Quand vous verrez ce point d’interrogation apparaître, il

faudra répondre à une question sur votre feuille.

Pupille

Exercice n°1/ Question 1.


Observer la variation du diamètre de la pupille

lorsque l’expérimentateur augmente la brillance de la

lampe.


Quel est le rôle de la pupille ?

Pupille

Cristallin


Animation : cristallin

Le cristallin est-il une lentille divergente ou convergente ?


Utilisons une source de lumière qui émet des faisceaux de lumière parallèles.



Schéma en coupe d’un œil.


Comment appelle-t-on ce point en optique ?

Exercice n°3/

Schéma en coupe d’un œil myope.

Parmi les lentilles A, B et C, quelle(s) est (sont) celle(s) que le rectangle vert cache sur la photographie ci-dessus ? Justifier.

Exercice n°3/

Pour la correction de la myopie, on peut par exemple utiliser une paire de lunettes. Une lentille de même type que les deux lentilles de cette paire de lunettes a été placée à l’endroit caché par le rectangle vert (expérience ci-dessous).

L’éclipse suivante est observée lorsque la Terre passe dans le cône d’ombre de la Lune. Le Soleil, la Lune et la Terre sont alors presque alignés.

Exercice n°4/

Fin de la partie optique.

Exercice n°1 / Question 1.

Deux voitures se suivent sur une route. La première roule à la vitesse de 50 km/h , la suivante à la vitesse de 60 km/h.


Un danger survient…

Il faut environ une durée tR = 1 s à chaque conducteur avant de réagir, c’est à dire avant de commencer à freiner. On note DR la distance parcourue pendant cette durée de réaction tR.


Calculer la distance DR parcourue par la première voiture pendant une seconde.


Les conducteurs freinent ensuite. On note DF la distance parcourue durant le freinage.


La distance d’arrêt DA d’un véhicule est égale à la somme de la distance DR, parcourue durant la durée de réaction, et de la distance de freinage DF.

DA

DR DF

DA = DR + DF


Visualiser la vidéo


Le décret du 23 novembre 2001 précise la distance de sécurité minimale entre deux véhicules.

Lorsque deux véhicules se suivent, le conducteur du second doit maintenir une distance de sécurité suffisante pour pouvoir éviter une collision en cas de ralentissement brusque ou d'arrêt subit du véhicule qui le précède. Cette distance est d'autant plus grande que la vitesse est plus élevée. Elle correspond à la distance parcourue par le véhicule pendant un délai d'au moins deux secondes.


Sur autoroute


Sur autoroute, la bande d’arrêt d’urgence est séparée des voies de

circulation par des bandes blanches, de longueur 38 m chacune, espacées de 14 m.

d


d


Les deux véhicules A et B roulent à la vitesse v = 130 km/h.

Leur distance de sécurité est-elle respectée ? Justifier.

A


On simule l’adhérence des pneus sur le sol par :

Objet posé sur une table lisse.


On accroche l’appareil de mesure photographié ci-contre à l’objet. On tire sur l’appareil jusqu’à la mise en mouvement de l’objet.

Objet


À l’instant où l’objet bouge, on évalue l’intensité de la force exercée par l’appareil de mesure sur l’objet.


Une feuille de papier de verre est collée maintenant sur la table afin de modifier la nature du revêtement.

Objet posé sur du papier de verre

Fin de la partie mécanique.



Partie Électricité(4 exercices)

Étude d’une bouilloire électrique

Exercice n°1

Pour porter l’eau à ébullition, la bouilloire est équipée d’un thermoplongeur qui chauffe l’eau lorsqu’il est traversé par un courant électrique.


Le circuit suivant a été réalisé pour mesurer la valeur de l’intensité du courant traversant le thermoplongeur pour

différentes valeurs de la tension à ses bornes.

Générateur réglable de tension continue

Ampèremètre

Thermoplongeur


Pour différentes valeurs de la tension, compléter le tableau en indiquant la valeur de l’intensité du courant mesurée à l’ampèremètre.

Mesure n°2 Mesure n°4


À l’aide du tableau complété à la question précédente,

tracer la caractéristique représentant les variations de la tension électrique en fonction de l’intensité du courant.

U (V) 0 2,9 4,5 6,1 9,1

I (mA) 0 ? 124 ? 256

I (A) 0 ? 0,124 ? 0,256


Le thermoplongeur est une résistance.


Manipulation à ne pas reproduire !

Le professeur mesure l’intensité du courant traversant la bouilloire en

fonctionnement, branchée sur une prise électrique d’une installation domestique.

Tension efficace du secteur de valeur U = 230 V


Bilame

Un bilame est constitué de deux lames minces de métaux différents, soudées entre elles.Lorsque la température de l’eau s’élève, une lame se dilate plus que l’autre. Le bilame se courbe et ouvre le circuit.


Certaines multiprises comportent un disjoncteur thermique qui est constitué d’un bilame.Le disjoncteur thermique ouvre le circuit si la puissance électrique fournie dépasse la puissance maximale admise de valeur Pmax = 3500 W

Disjoncteur thermique

Puissance fournie


Étude d’une lampe de poche fonctionnant

sans pile.

Exercice n°2

Aimant

Bobine

Quelques éléments de cette lampe de

poche.


Manette actionnant l’aimant

Aimant qui tourne au voisinage de la bobine

La lampe émet de la lumière


Oscilloscope

Bobine

On visualise, à l’aide d’un oscilloscope, la tension aux bornes de la bobine lors du déplacement de l’aimant.


Tension aux bornes de la bobine

Sensibilité verticale


Durée de balayage

Tension aux bornes de la bobine


Une personne enfonce un clou métallique dans une gaine dans laquelle

passent des fils électriques alimentant une prise de courant.

Exercice n°3

On mesure, à l’aide d’un ohmmètre, la résistance de

mains sèches.


On mesure la résistance de ces mêmes mains,

maintenant humides.


Manipulation à ne pas reproduire !


Fin de la partie électricité.

Partie Chimie(2 exercices)



Il existe plusieurs matières plastiques parmi lesquelles le polyéthylène (PE), le polystyrène (PS), le polyéthylène téréphtalate (PET), le polychlorure de vinyle (PVC).

On dispose pour chacune de ces matières plastiques d’un échantillon noté A, B, C ou D.

AB C D

Exercice n°1

A

DB C

C

D B

Eau douce Eau saturée en sel

Test de la couleur de la flamme réalisé sur l’échantillon D.

Exercice n°1

Citer deux facteurs de formation de la rouille sur ce clou en fer.


Afin d’éviter la corrosion des clous en acier (contenant du fer), on trouve dans le commerce des clous galvanisés. On a déposé une couche de zinc sur le clou afin de le protéger de la corrosion.


Ions zinc Zn2+

Clou en fer

Pour déposer une couche de zinc métallique sur le clou en fer, on immerge le clou dans une solution contenant des ions zinc Zn2+ puis on fait circuler un courant électrique dans cette solution.

La lampe brille, le courant électrique circule. Pourquoi ? Utiliser la conjonction « car ».


Dans quel sens se déplacent les ions zinc Zn 2+ contenus dans la solution ?

Sens 1

Sens 2

Ions zinc Zn2+

Le clou en fer est relié à la borne négative du générateur


Lors de la galvanisation du clou en fer dans une solution contenant des ion zinc Zn2+, on observe un dépôt de zinc métallique Zn sur le clou.

L’atome de zinc Zn possède 30 charges positives.

Clou en fer

Dépôt de zinc métallique Zn


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