Devoir Surveillé 1 Physique-Chimie 2 BAC SP 2022-2023 PDF

Devoir Surveillé 1 Prof : Y. EL FATIMY Semestre I Physique – Chimie...

Devoir Surveillé 1 Prof : Y. EL FATIMY Semestre I Physique – Chimie Année : 2022/2023 Durée : 120 min 2 BAC SP *************************** PHYSIQUE 13 POINTS ***************************** Physique 1 (5 points ): Une lame vibrante en mouvement sinusoïdale de fréquence N , fixée à l'extrémité S d'une corde élastique SA très longue et tendue horizontalement, génère le long de celle-ci une onde progressive périodique non amortie de célérité V. Un dispositif approprié, placé en A , empêche toute réflexion des ondes. Le mouvement de S débute à l'instant t 0. Les courbes 1et 2de la figure ci-contre représentent l'élongation d'un point M de la corde, situé à la distance d de S , et l'aspect de la corde à un instant. 1- Quelle la nature de l’onde propagée le long de la corde? Justifier. (0,5pt) 2- Identifier, en justifiant, la courbe représentant l'élongation du point M. (0,5pt) 3- Par exploitation des courbes précédentes, déterminer : 3-1 la longueur d'onde , la fréquence N et la célérité de l'onde V. (1pt) 3-2 le retard temporel du point M par rapport à la source S de l'onde et déduire la distance d (1pt) 3-3 l’instant t1 de l’aspect de la corde. ( 0,5pt) 4- Représenter ( ) l’élongation du point S (0,5pt) 5- On donne la relation qui lie la célérité V de l'onde, la tension de la corde et sa masse linéique 𝜇 (quotient de la masse sur la longueur) : √ On double la tension de la corde ( ′ = 2 ) sans modifier la fréquence 𝑁. Montrer que √ et calculer sa valeur. (1pt). Physique 2 (4,5 points ): Partie 1 : Détermination de la vitesse de propagation des ondes sonores dans l’air Pour déterminer la vitesse de propagation des ondes sonores dans l’air on réalise le montage expérimental suivant. (1) (2) -Le graphe illustré dans la figure ci-dessus représente les variations de tension entre les bornes de chaque microphone pour une distance -La distance qui sépare est -La sensibilité horizontale est 0,12 ms/div. 1.. Donner les réponses vraies parmi ces propositions : (0,5pt) A Les ondes sonores et ultrasonores sont des ondes longitudinales B Les ondes sonores se propagent dans l’air par compression et dilatation de l’air C Les ondes sonores sont non audibles par l’oreille humaine D La fréquence des ondes sonores et ultrasonores dépend du milieu de propagation 2. Indiquer quelle courbe représente le signal reçu par R2.( à justifier) (0,5pt) 3. Déterminer la valeur de la période T de l’onde sonore émise par le HP. (0,5pt) On éloigne le microphone ( ) horizontalement jusqu'à ce que les courbes affichées par l'oscilloscope deviennent à nouveau en opposition de phase, la distance entre et est = 51,25 cm. 4. Déterminer la longueur d’onde puis déduire V la vitesse de propagation des ondes sonores dans l’air (1pt) Partie 2 : La célérité du son dans une huile végétale dépend de sa pureté. La valeur de la célérité Vh du son dans une huile d’olive pure se situe entre Pour tester une huile d’olive au laboratoire, on utilise le montage de la figure 1 qui permet de comparer les durées de parcours d’une onde ultrasonore dans des milieux différents. L’émetteur E d’ultrasons génère simultanément deux salves d’ondes. Les récepteurs A et B sont reliés à une interface d’acquisition qui déclenche l’enregistrement des signaux dès que le récepteur B détecte en premier les ultrasons. L’huile testée est disposée dans un tube en verre entre l’émetteur E et le récepteur B, tandis que l’air sépare l’émetteur E du récepteur A (figure 1). Soit le retard temporel de réception de l’onde qui se propage dans l’air par rapport à celle qui se propage dans l’ huile d’olive, et la distance entre l’émetteur et les deux récepteurs est Tout résultat sans unité sera compté faux 1- Montrer que l’expression de la valeur de la célérité de l’onde ultrasonore dans l’ huile ( ).s’écrit sous la forme : (1,5pt) avec 2- L’huile testée est-t-elle pure ?justifier (0,5pt) Physique 3 (3,5 points ): On réalise une expérience de diffraction à l’aide d’une lumière monochromatique de fréquence On place à quelques centimètres de la source lumineuse une fente verticale de largeur a. La figure de diffraction est observée sur un écran vertical placé à une distance de la fente a.La figure de diffraction est constituée d’une série de taches situées sur une perpendiculaire à la fente, figure (1).La tache centrale est plus éclairée et plus large que les autres, sa largeur est L = 6, 70×10−1cm. 1-La position de la fente est-elle horizontale ou verticale ? (0,25pt) 2-Quelle est la nature de la lumière mis en évidence par la diffraction ? (0,25pt) 3-Exprimer l’écart angulaire θ en fonction de C ,a et (0,5pt) 4 Trouver l’expression de a en fonction de L , D , et C. puis Calculer a (1pt) (on prend tanθ≈θ) 5. Dans une autre expérience, on émet cette onde lumineuse dans une fibre optique de longueur et d’indice de réfraction n. Sachant que la lumière parcourue la distance d pendant la durée 𝜇 5.1. Lors de la propagation d’une onde monochromatique d’un milieu à un autre, il y a changement de : (0,25pt) a) la fréquence et longueur d’onde b) la longueur d’onde et célérité c) la célérité et la frequence 5.2 Trouver l’expression de longueur d’onde en fonction de d, et. Cette lumière est-elle visible ? (1pt) 5.3 Déduire l’indice de réfraction n (0,25pt) Donnée: vitesse de propagation de la lumière dans le vide *************************** CHIMIE 7 POINTS ***************************** Partie 1: suivi la quantité de matière des ions iodures On réalise l'oxydation des ions iodure 𝐼−(𝑎𝑞) par les ions peroxodisulfate S2𝑂82−(𝑎𝑞). Cette réaction est une réaction lente et totale, met en jeu les couples oxydant/réducteur suivants : : 𝐼2/𝐼− ; S2𝑂8 2− / S𝑂42− Le graphe ci-contre représente de la quantité de matière de en fonction du temps : (𝐼 ) ( ) 1. Établir l'équation de la réaction. (0,5pt) 2. Dresser le tableau d’avancement et montrer que : ( ) ( ) (1,5pt) 3-Vérifier que la valeur de l‘avancement maximal de la réaction est (0,5pt) 4-Définir le temps de demi-réaction t1/2. Puis trouver sa valeur (1 pt) ( ) 4.1 Montrer que l’expression de la vitesse volumique s’écrit sous la forme : ; (0,5pt) 4.2 Calculer la vitesse volumique de cette réaction à t = 0 min. Que peut-on dire de la valeur de la vitesse à cette date ? Donnée : Volume de mélange réactionnel Vs = 50mL (0,75pt) Partie2: La méthode de suivi employée est le dosage A une date t1, on prélève un volume du mélange réactionnel précédent que l'on verse dans un bécher d'eau glacée. On dose le diiode formé à l’instant t1 par la solution de thiosulfate de sodium ( Na+ ( 𝒒) + ( 𝒒)) de concentration. Soit VE = 7 ml le volume de thiosulfate versé pour atteindre l’équivalence à la date t1, On donne la réaction de dosage entre les ions thiosulfate et le diiode. 1° Quel est le rôle de l’eau glacée ? (0,25 pt) 2° Montrer que la quantité de matière (𝐼 ) (0,5 pt) 3° Déduire la quantité de matière (𝐼 ) présente dans le volume du mélange Vs (0,5 pt) 4° à l’aide du tableau d’avancement de la question 2-partie 1 et la courbe de (𝐼 ) ( ) Déterminer la date (1 pt) Tout résultat sans unité sera compté faux