Sciences physiques BEPC 2017 — Gabon

BREVET D'ETUDES DU PREMIER CYCLE DU SECOND DEGRE SESSION 2017 SCIENCES PHYSIQUES CONSIGNES :  Respecter la numérotation des questions de l’énoncé ;  Encadrer les expressions littérales ;  Souligner les résultats numériques. N.B. :  Donner les résultats numériques avec l’unité correspondante ;  L’utilisation de la calculatrice est autorisée ;  Exprimer le résultat numérique en respectant le nombre de chiffres significatifs ;  L’épreuve contient 4 pages. République Gabonaise ---------- Direction des Examens ---------- Coefficient 1 Durée: 1H30 ORGANISATION DE L’EPREUVE CHIMIE PHYSIQUE ÉNONCÉS PONDÉRATION ÉNONCÉS PONDÉRATION 1 3,75 pts 3 5,25 pts 2 3,75 pts 4 5,25 pts Respect des consignes 1pt Respect des consignes 1pt ENONCE 1 : (4, 25pts) | − 𝐈𝐭𝐞𝐦𝐬: 𝟑, 𝟕𝟓 −𝐑𝐞𝐬𝐩𝐞𝐜𝐭 𝐝𝐞𝐬 𝐜𝐨𝐧𝐬𝐢𝐠𝐧𝐞𝐬: 𝟎. 𝟓𝟎 Pour préparer ses candidats au BEPC, un enseignant les soumet à un test de contrôle portant sur la combustion des corps simples à savoir : carbone ; soufre et fer. Ainsi, trois réactions ont été obtenues. 1 – L’un des corps simples est le principal constituant du charbon de bois. 1.1 – Définir un corps simple. 1.2 – Ecrire l’équation bilan de la combustion du carbone dans le dioxygène de l’air. 2 – La combustion du soufre dans le dioxygène de l’air produit un oxyde de formule SO2. 2.1 – Donner le nom de l’oxyde de formule SO2. 2.2 – Décrire le test d’identification du SO2. 3 – La combustion du fer dans le dioxygène de l’air produit un oxyde qui est attiré par l’aimant. 3.1 – Donner le symbole du fer. 3.2 – Ecrire la formule de cet oxyde. ENONCE 2 : (4, 25pts) | − 𝐈𝐭𝐞𝐦𝐬: 𝟑, 𝟕𝟓 −𝐑𝐞𝐬𝐩𝐞𝐜𝐭 𝐝𝐞𝐬 𝐜𝐨𝐧𝐬𝐢𝐠𝐧𝐞𝐬: 𝟎. 𝟓𝟎 Afin de consolider un ensemble des connaissances acquises lors des échanges théoriques sur l’électrolyse de l’eau, un enseignant demande à un groupe d’élèves de réaliser cette expérience. Au cours de cette expérience, le groupe obtient deux produits gazeux aux électrodes A et B. 1 –L’un des gaz obtenu se forme au niveau de l’électrode A. 1.1 – Nommer l’électrode A reliée à la borne négative du générateur. 1.2 – Décrire le test d’identification du dihydrogène. 2 – A l’électrode B se forme le dioxygène. 2.1 – Donner la formule chimique du dioxygène. 2.2 – Décrire (en trois lignes maximum) le test d’identification du dioxygène. 3 –La réaction de l’électrolyse de l’eau nécessite du courant électrique fourni par un générateur afin de parvenir à sa décomposition. 3.1 – Définir l’électrolyse de l’eau. 3.2 – Ecrire l’équation bilan de l’électrolyse de l’eau. ENONCE 3 : (5, 75pts) | − 𝐈𝐭𝐞𝐦𝐬: 𝟓, 𝟐𝟓 −𝐑𝐞𝐬𝐩𝐞𝐜𝐭 𝐝𝐞𝐬 𝐜𝐨𝐧𝐬𝐢𝐠𝐧𝐞𝐬: 𝟎. 𝟓 Dans l’optique de protéger une lampe L utilisée dans un montage de diviseur de tension, un élève de la classe de 3ème se propose de sélectionner un conducteur ohmique dont il doit connaître la résistance R. 1 – Il réalise un montage en série constitué de : un générateur de tension variable, un conducteur ohmique de résistance R, un ampèremètre qui mesure l’intensité I du courant électrique dans le circuit, un interrupteur et des fils de connexion. Un voltmètre mesure la tension électrique U aux bornes de ce conducteur ohmique. 1.1 – Donner le rôle d’un conducteur ohmique. 1.2 – Schématiser le montage permettant à l’élève de tracer la caractéristique (tension-intensité) du conducteur ohmique 1.3 –. Construire un tableau de valeurs de l’intensité I pour des tensions de 1,5V ; 3V ; 4,5V ; 6V d’un conducteur ohmique de résistance R=70Ω. 2 – Le voltmètre et l’ampèremètre ont permis d’obtenir les mesures consignées dans le tableau ci-dessous : U(V) 0 1,00 3,00 4,00 I(A) 0 0,010 0,030 0,040 𝐔 𝐈 2.1 – Nommer l’appareil de mesure de la résistance d’un conducteur ohmique. 2.2 – Montrer que le rapport des couples 𝐔 𝐈 est constant. 2.3 – Déterminer la résistance R du conducteur ohmique. 3 – Par la suite l’élève monte en série un conducteur ohmique de résistance R1 = 70Ω avec un nouveau conducteur ohmique de résistance R2 = 100Ω. L’ensemble est traversé par le même courant d’intensité I aux bornes d’un générateur de tension Ue=6,0V. Il obtient une tension de sortie Us aux bornes du conducteur ohmique R2. Cette tension Us est utilisée pour faire briller la lampe L qui porte les indications suivantes : 3,5V – 6,0W. 3.1 – Que représente chacune des indications portées sur la lampe ? 3.2 – Montrer que la relation du diviseur de tension aux bornes du conducteur ohmique R2 est : Us = R2.Ue (R1+R2) . 3.3 – Calculer la tension de sortie Us et Indiquer l’éclat de la lampe lors de son fonctionnement. ENONCE 4 : (5, 75pts) | − 𝐈𝐭𝐞𝐦𝐬: 𝟓, 𝟐𝟓 −𝐑𝐞𝐬𝐩𝐞𝐜𝐭 𝐝𝐞𝐬 𝐜𝐨𝐧𝐬𝐢𝐠𝐧𝐞𝐬: 𝟎. 𝟓 En vue d’identifier la nature d’un liquide L de masse volumique aL, un élève fait usage d’un solide (S) homogène, de masse m=140g et de volume V=95,0cm3, pour réaliser les expériences suivantes : 1 – L’élève accroche à un dynamomètre dans l’air un solide (S). 1.1 – Nommer la grandeur mesurée par un dynamomètre. 1.2 – Déterminer l’intensité du poids P du solide (S). 1.3 – Préciser les caractéristiques du vecteur poids 𝑃⃗ du solide (S). 2 – On suppose que le solide (S) a un poids P=1,4N. Ce solide (S) toujours accroché au dynamomètre est maintenant immergé complètement dans le liquide L. La nouvelle valeur affichée par le dynamomètre est P’= 0,30N. 2.1 – Que représente la valeur P’ ? 2.2 – Expliquer en 2 lignes maximum la diminution de la valeur du poids du solide (S) lorsqu’il est immergé. 2.3 – Déterminer l’intensité de la poussée d’Archimède F. 3 – L’élève garde le solide (S) immergé. Il mesure le volume VL =95,0cm3 du liquide déplacé. 3.1 – Donner les deux facteurs dont dépend la Poussée d’Archimède F. 3.2 – Déterminer la masse volumique aL du liquide L, sachant que la masse du liquide mL déplacé est 114g. 3.3 – A partir du tableau proposé ci-dessous, identifier la nature du liquide utilisé lors de cette expérience. Liquide inconnu Alcool Huile Eau Eau salée Masse volumique (g/cm3) 0,800 0,900 1,00 1,20 Donnée : l’intensité de la pesanteur g = 10N/kg.