Devoirs Corrigés Physique Chimie N°1 S1 Tronc commun

Devoir Surveillé N°1-1

Physique & Chimie –

Tronc Commun Scientifique

📚 Semestre 1
⏳ Durée : 2h

Exercice 1 : Physique (6 points)

Un satellite artificiel \(S\), considéré comme ponctuel, se trouve à une distance \(d = 7072{,}8\text{ km}\) du centre de la Terre \(T\) (voir figure).

Données : Masse de la Terre \(M = 6 \times 10^{24}\text{ kg}\) ; Masse du satellite \(m = 500\text{ kg}\) ; Constante de gravitation universelle \(G = 6{,}67 \times 10^{-11}\text{ S.I.}\)

Donner l’expression de l’intensité de la force de gravitation universelle \(F_{T/S}\) exercée par la Terre sur le satellite. (1 pt)
Vérifier que l’unité de la constante de gravitation \(G\) est : \(\text{N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{kg}^{-2}\). (1 pt)
Déterminer les caractéristiques de la force de gravitation \(\vec{F}_{T/S}\) exercée par la Terre sur le satellite. (1,5 pt)
Représenter sur la figure les forces de gravitation \(\vec{F}_{T/S}\) et \(\vec{F}_{S/T}\) entre la Terre et le satellite en utilisant l’échelle : \(1\text{ cm} \leftrightarrow 2 \times 10^3\text{ N}\). (1 pt)
Calculer la valeur de l’altitude \(h\) pour laquelle la force de gravitation exercée par la Terre sur le satellite devient égale à \(25\%\) de sa valeur précédente, soit \(F’_{T/S} = 25\% F_{T/S}\). (1,5 pt)

Exercice 2 : Physique (7 points)

Le document représente l’enregistrement du mouvement d’un point d’un solide à l’échelle \(\frac{1}{4}\). La durée séparant l’enregistrement de deux positions consécutives est \(\tau = 20\text{ ms}\).

Calculer la vitesse moyenne \(V_m\) du mouvement de ce point entre les positions \(M_2\) et \(M_5\). (1 pt)
Calculer les vitesses instantanées \(V_2\) et \(V_5\) aux positions \(M_2\) et \(M_5\). (1,5 pt)
Représenter à une échelle convenable les vecteurs vitesse \(\vec{V}_2\) et \(\vec{V}_5\). (1 pt)
En déduire la nature du mouvement du point. (0,5 pt)
En choisissant la position \(M_2\) comme origine de l’espace et l’instant d’enregistrement de \(M_1\) comme origine des temps :
1. Trouver l’équation horaire du mouvement du point. (1 pt)
2. Déduire l’abscisse du mobile à la date \(t = 50\text{ ms}\). (1 pt)
3. Déduire l’instant du passage du point par l’abscisse \(x = 12\text{ cm}\). (1 pt)

Exercice : Chimie (7 points)

Partie 1 :

Au cours des travaux pratiques, un groupe d’élèves a réalisé des tests préliminaires sur un détergent et a conclu qu’il est de nature basique et contient de l’eau. Un autre groupe a travaillé sur une orange et a conclu qu’elle contient de l’eau et du sucre.

Décrire comment mettre en évidence la présence d’eau dans le détergent et dans l’orange. (1 pt)
Comment prouver la nature basique du détergent ménager ? (1 pt)
Décrire brièvement une expérience permettant de détecter la présence de sucre dans l’orange. (1 pt)

Partie 2 :

On réalise une chromatographie sur couche mince (CCM) pour deux échantillons A et B et un échantillon de référence C de menthol.

Résultats :

L’éluant a parcouru la distance \(H = 8\text{ cm}\) à partir de la ligne de dépôt.
Échantillon A : a donné deux taches, la première à une distance \(h_A = 3\text{ cm}\) et la seconde à \(h’_A = 6\text{ cm}\) de la ligne de dépôt.
Échantillon B : présence d’une seule tache à une distance \(h_B = 5\text{ cm}\) de la ligne de dépôt.
Échantillon de référence C : son rapport frontal est \(R_f = 0{,}75\).

Définir la chromatographie. (0,5 pt)
Citer des techniques utilisées pour révéler les taches en chromatographie. (1 pt)
Donner l’expression du rapport frontal \(R_f\) et en déduire \(h_C\), la distance parcourue par l’échantillon de référence. (0,5 pt)
Représenter le chromatogramme en y indiquant les différentes taches. (1 pt)
Les échantillons A et B contiennent-ils du menthol ? Justifier la réponse. (1 pt)

Correction du Devoir

Correction Exercice 1 : Physique (6 points)

1. Expression de la force de gravitation universelle :

D’après la loi de gravitation universelle énoncée par Newton, deux corps ponctuels s’attirent mutuellement avec une force :

directement proportionnelle au produit de leurs masses,
inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare.

La force exercée par la Terre sur le satellite s’écrit donc :

\( F_{T/S} = G \cdot \dfrac{m \cdot M}{d^2} \)

Explication : G est la constante de gravitation universelle (\(6,67 \times 10^{-11}\) en S.I.), m est la masse du satellite (500 kg), M est la masse de la Terre (\(6 \times 10^{24}\) kg) et d est la distance entre le centre de la Terre et le satellite (\(7072,8\) km = \(7072,8 \times 10^3\) m).

2. Vérification de l’unité de G :

Pour trouver l’unité de G, on isole G à partir de la formule précédente :

\( F_{T/S} = G \cdot \dfrac{m \cdot M}{d^2} \Longrightarrow G = \dfrac{F_{T/S} \cdot d^2}{m \cdot M} \)

On remplace chaque grandeur par son unité du Système International (SI) :

\(F\) s’exprime en Newton (N),
\(d\) s’exprime en mètre (m),
\(m\) et \(M\) s’expriment en kilogramme (kg).

\( [G] = \dfrac{\text{N} \cdot \text{m}^2}{\text{kg}^2} = \text{N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{kg}^{-2} \)

\( [G] = \text{N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{kg}^{-2} \)

Rappel : \( \text{kg}^{-2} = \dfrac{1}{\text{kg}^2} \).

3. Caractéristiques de la force \(\vec{F}_{T/S}\) :

Une force est définie par 4 caractéristiques :

Point d’application : Le point où la force s’exerce S.
(Ici, la force est exercée par la Terre sur le satellite, donc le point d’application est le satellite \(S\)).
Droite d’action : La droite \((ST)\) qui porte le vecteur force .
(La force de gravitation est dirigée selon la droite joignant les centres des deux corps, donc la droite \((ST)\)).
Sens : La direction de la force.
La Terre attire le satellite vers elle, donc le sens est de \(S\) vers \(T\).
Intensité : La valeur numérique de la force.
On applique la formule avec les données numériques.

Calcul de l’intensité :

\( d = 7072{,}8 \text{ km} = 7072{,}8 \times 10^3 \text{ m} \)
\( F_{T/S} = 6{,}67 \times 10^{-11} \times \dfrac{500 \times 6 \times 10^{24}}{(7072{,}8 \times 10^3)^2} \)

\( F_{T/S} = 6{,}67 \times 10^{-11} \times \dfrac{3 \times 10^{27}}{(7072{,}8)^2 \times 10^6} \)

\( F_{T/S} = 6{,}67 \times 10^{-11} \times \dfrac{3 \times 10^{27}}{5,002 \times 10^7 \times 10^6} = 6{,}67 \times 10^{-11} \times \dfrac{3 \times 10^{27}}{5,002 \times 10^{13}} \)

\( F_{T/S} = 6{,}67 \times 10^{-11} \times 5{,}998 \times 10^{13} \approx 4{,}00 \times 10^3 \text{ N} \)

\( F_{T/S} \approx 4 \times 10^3\text{ N} \)

4. Représentation des forces :

On utilise l’échelle : \(1\text{ cm} \leftrightarrow 2 \times 10^3\text{ N}\).

La force \(F_{T/S}\) a pour intensité \(4 \times 10^3\text{ N}\). La longueur du vecteur sera donc :

\( \text{Longueur} = \dfrac{4 \times 10^3}{2 \times 10^3} = 2\text{ cm} \)

\(\vec{F}_{T/S}\) : force exercée par la Terre sur le satellite.
→ Point d’application : \(S\), direction : \((ST)\), sens : de \(S\) vers \(T\), longueur : 2 cm.
\(\vec{F}_{S/T}\) : force exercée par le satellite sur la Terre (d’après le principe des actions réciproques).
→ Point d’application : \(T\), direction : \((TS)\), sens : de \(T\) vers \(S\), longueur : 2 cm.

Vecteurs de \(2\text{ cm}\) de longueur, sens opposés

5. Calcul de l’altitude \(h\) :

On cherche l’altitude \(h\) telle que \(F’_{T/S} = 0{,}25 \times F_{T/S}\).

Étape 1 : Exprimer \(F’_{T/S}\) en fonction de la nouvelle distance \(d’ = R + h\).

\( F’_{T/S} = G \cdot \dfrac{m \cdot M}{(R + h)^2} \)

Étape 2 : On sait que \(F’_{T/S} = 0{,}25 \times F_{T/S}\).

\( G \cdot \dfrac{m \cdot M}{(R + h)^2} = 0{,}25 \times G \cdot \dfrac{m \cdot M}{d^2} \)

Étape 3 : On simplifie par \(G \cdot m \cdot M\).

\( \dfrac{1}{(R + h)^2} = \dfrac{0{,}25}{d^2} \)

Étape 4 : On prend l’inverse des deux côtés.

\( (R + h)^2 = \dfrac{d^2}{0{,}25} = 4d^2 \)

Étape 5 : On prend la racine carrée (les distances sont positives).

\( R + h = \sqrt{4d^2} = 2d \)

Étape 6 : On isole \(h\).

\( h = 2d – R \)

Étape 7 : Application numérique avec \(d = 7072{,}8\text{ km}\) et \(R = 6380\text{ km}\) (rayon de la Terre).

\( h = 2 \times 7072{,}8 – 6380 = 14145{,}6 – 6380 = 7765{,}6\text{ km} \)

\( h = 7765{,}6\text{ km} \)

Interprétation : Pour que la force de gravitation soit réduite à 25% de sa valeur initiale, le satellite doit se trouver à une altitude d’environ \(7765{,}6\) km au-dessus de la surface de la Terre.

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Devoir Surveillé N°1-2

Physique & Chimie –

Tronc Commun Scientifique

📚 Semestre 1
⏳ Durée : 2h

Partie I : Physique

(13 points)

Exercice 1 : Mouvement (5 points)

On lance un autoporteur sur une table à coussin d’air horizontale et on enregistre le mouvement d’un de ses points \(M\) à des intervalles de temps successifs et égaux \(\tau = 50\text{ ms}\), ce qui donne l’enregistrement suivant :

1. Donner les caractéristiques du vecteur vitesse instantanée aux positions \(M_3\) et \(M_5\), puis les représenter en utilisant une échelle adéquate. (1 pt)

2. Quelle est la nature du mouvement du point \(M\) ? Justifier. (0,5 pt)

3. On considère l’origine de l’axe de l’espace \((Ox)\) et l’instant de l’enregistrement du point \(M_0\) comme origine des dates \((t = 0\text{ s})\). Compléter le tableau suivant : (2 pts)

Positions	\(M_0\)	\(M_1\)	\(M_2\)	\(M_3\)	\(M_4\)	\(M_5\)	\(M_6\)	\(M_7\)	\(M_8\)
\(x\) (cm)	3								28
\(t\) (s)	0

4. Établir l’équation horaire du mouvement du point \(M\). (1 pt)

5. En déduire la durée nécessaire pour que le point \(M\) parcourt la distance \(x = 20\text{ cm}\). (0,5 pt)

Exercice 2 : Interactions mécaniques (8 points)

1. Compléter le tableau suivant : (1 pt)

Grandeur	Dimension en (m)	\(a \times 10^n\text{ (m)}\)	Ordre de grandeur	Écriture scientifique
Diamètre d’un atome de sodium	\(0{,}366\text{ nm}\)
Rayon de la Terre	\(6400\text{ km}\)

On considère deux corps ponctuels \(A\) et \(B\) de masses respectives \(m_A = 200\text{ kg}\) et \(m_B = 500\text{ kg}\) séparés par une distance \(d = 10\text{ km}\).

2. Énoncer la loi de la gravitation universelle. (0,5 pt)

3. Trouver les caractéristiques des forces de gravitation universelle exercées entre \(A\) et \(B\) (point d’application, droite d’action, sens, expression de l’intensité et sa valeur). (On donne : \(G = 6{,}67 \times 10^{-11}\text{ N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{kg}^{-2}\)) (1 pt)

On considère la Terre comme une sphère de rayon \(R_T = 6400\text{ km}\) et de masse \(M_T = 5{,}97 \times 10^{24}\text{ kg}\), et un corps ponctuel de masse \(m = 70\text{ kg}\) situé à une altitude \(h\) de la surface de la Terre.

4. Donner l’expression de l’intensité de pesanteur \(g\) à l’altitude \(h\) en fonction de \(h\), \(M_T\), \(G\) et \(R_T\). (0,5 pt)

5. Donner l’expression de l’intensité de pesanteur \(g_0\) à la surface de la Terre en fonction de \(M_T\), \(G\) et \(R_T\). (0,5 pt)

6. En déduire la relation : \(g = g_0 \times \frac{R_T^2}{(R_T + h)^2}\). (0,5 pt)

7. Montrer que lorsque \(h = \frac{R_T}{3}\), le poids devient : \(P = \frac{9}{25} P_0\). (0,5 pt)

La figure représente un corps solide \(\left(S\right)\) de masse \(m = 500\text{ g}\) en équilibre sur un plan incliné d’un angle \(\alpha\). On considère que le contact entre le solide \(\left(S\right)\) et le plan incliné se fait sans frottement.

8. Faire le bilan des forces appliquées au corps \(\left(S\right)\). (1 pt)

9. Classer ces forces en : forces intérieures et extérieures ? Puis en forces de contact et à distance ? Puis en forces de contact localisé et réparti ? (0,5 pt)

10. Représenter ces forces en utilisant l’échelle : \(1\text{ cm} \leftrightarrow 2\text{ N}\). (On donne : \(T = 4\text{ N}\), \(R = 2\text{ N}\) et \(g = 10\text{ N}\cdot\text{kg}^{-1}\)). (0,5 pt)

On remplit un flacon avec de l’air sous une pression \(P = 2{,}5\text{ bar}\).

11. Donner l’expression de l’intensité \(F\) de la force pressante en fonction de la pression \(P\) et de la surface \(S\). (0,5 pt)

12. Calculer l’intensité de la force \(F\) sachant que \(S = 10\text{ cm}^2\). (1 pt)

Partie II : Chimie

(7 points)

Partie 1 (3 points)

1. Donner la définition de la température de fusion et de la température d’ébullition. (0,5 pt)

2. Relier par une flèche le test d’identification à l’espèce chimique correspondante : (1 pt)

• Solution de Fehling ⟷ Glucose / Amidon / Eau
• Papier pH ⟷ Ions \(H_3O^+\) et \(OH^-\)
• Sulfate de cuivre anhydre ⟷ Eau
• Eau iodée ⟷ Amidon

Partie 2 : Extraction de l’huile de thym (4 points)

Pour extraire l’huile de thym, on réalise le montage expérimental (Figure 1) pour obtenir un distillat formé d’une phase organique mélangée à une phase aqueuse.

3. Nommer les éléments de 1 à 8 constituant le dispositif expérimental (chauffe-ballon, support, réfrigérant, ballon, etc.). (2 pts)

4. Quelles sont les conditions que doit satisfaire le solvant adéquat pour séparer les deux phases présentes dans l’ampoule à décanter ? Dessiner l’ampoule à décanter en y positionnant la phase aqueuse et la phase organique tout en justifiant. (1 pt)

5. On réalise l’analyse chromatographique de l’huile de thym (\(H\)) pour identifier si elle contient du linalol (\(Li\)), du carvacrol (\(Ca\)) et du citral (\(Ci\)), ce qui donne le chromatogramme (Figure 2) :

1-5. Combien d’espèces chimiques l’huile de thym contient-elle ? (0,25 pt)

2-5. Quelles sont les espèces chimiques identifiées ? (0,25 pt)

3-5. Calculer le rapport frontal des deux espèces chimiques (\(Ci\)) et (\(Li\)). (1 pt)

4-5. Laquelle des deux espèces est la plus soluble dans l’éluant ? Justifier. (0,5 pt)

5-5. Sachant que l’une des espèces est incolore, citer une méthode permettant de la révéler. (0,5 pt)

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Modèle N° 1

Physique & Chimie

Niveau : Tronc Commun Scientifique

Section : Internationale du Baccalauréat Marocain (SIBM)

Durée : 2 heures

Semestre : 1er Semestre

Physique (11,25 points)

Exercice I: Caractéristiques, représentation et classification des forces (3,25 points)

On prendra : \( g = 10 \, \text{N} \cdot \text{kg}^{-1} \)

Un pendule se compose d’une boule de fer de masse \( m = 0.5 \, \text{kg} \) accrochée à l’extrémité d’un fil dont l’autre extrémité est fixée à un support fixe.

Lorsqu’on approche un aimant, le pendule dévie comme l’indique la figure ci-contre :

[Schéma du pendule dévié par un aimant]

Faire le bilan des forces agissant sur la boule.
Sachant que l’intensité de la tension du fil est \( T = 4 \, \text{N} \), et l’intensité de la force magnétique est \( F = 3 \, \text{N} \).
1. Donner les caractéristiques de \( \vec{P} \) (poids du corps).
  La force Point d’application Direction Sens Intensité
  \( \vec{P} \)
2. Représenter sur le schéma le poids \( \vec{P} \) sachant que \( 1 \, \text{N} \to 1 \, \text{cm} \).
Classifier les forces précédentes (Compléter le tableau suivant)
Force À distance De contact
Localisée Répartie
\( \vec{P} \) : le poids de la boule
\( \vec{T} \) : tension du fil
\( \vec{F} \) : force magnétique (force exercée par l’aimant)

La force	Point d’application	Direction	Sens	Intensité
\( \vec{P} \)

Exercice II: Notation scientifique, Pression : (2,00 points)

Compléter le tableau suivant :
Dimension Valeur Notation scientifique (en m) Ordre de grandeur Nombre des chiffres significatifs
Le rayon de la terre 6380 \( \text{Km} \)
On dispose d’un solide de type parallélépipède rectangle. On pose ce solide sur une table sur sa face la plus petite.

Dimension	Valeur	Notation scientifique (en m)	Ordre de grandeur	Nombre des chiffres significatifs
Le rayon de la terre	6380 \( \text{Km} \)

Sachant que le solide a une masse de \( m = 3 \, \text{kg} \). Calculer la pression (en Pa) exercée par le solide sur la table. (Prendre \( g = 10 \, \text{N} \cdot \text{kg} \))

Exercice III : Le satellite marocain de télédétection Mohammed VI-A (6,75 points)

Le satellite Mohammed VI-A de masse \( m_A = 970 \, \text{kg} \), considéré comme ponctuel par rapport à la Terre décrit une trajectoire circulaire de rayon \( r \) dont le centre est celui de la Terre. Le satellite (\( A \)) se trouve à une hauteur \( h = 695 \, \text{Km} \) de la surface de la terre.

Représenter sur un schéma \( \vec{F}_{T/A} \) la force d’attraction gravitationnelle exercée par la terre sur le satellite Mohammed VI-A (sans souci d’échelle).
Donner l’expression littérale de l’intensité de la force \( \vec{F}_{T/A} \) puis calculer sa valeur.
En considérant que la force de gravitation est égale au poids du corps, trouver l’expression de \( g_h \) à l’altitude \( h \) en fonction de \( G, M_T, R_T \) et \( h \).
En déduire l’expression de l’intensité de pesanteur \( g_0 \) au sol (à la surface de la terre) en fonction de \( G, M_T \) et \( R_T \), puis calculer sa valeur.
Déterminer \( P_0 \) le poids du satellite Mohammed VI-A à la surface de la terre.
Déduire la relation \( g_h = g_0 \frac{R_T^2}{(R_T + h)^2} \).
Montrer que lorsque le satellite Mohammed VI-A se trouve à une hauteur \( h = 2 \, R_T \) de la surface de la terre, son poids \( P = \frac{P_0}{9} \).

Données :

\[ m_A = 970 \, \text{kg} \quad ; \quad M_T = 5,98 \times 10^{24} \, \text{kg} \quad ; \quad R_T = 6380 \, \text{Km} \quad ; \quad G = 6,67 \times 10^{-11} \, \text{N} \cdot \text{m}^2 \cdot \text{kg}^{-2} \]

Chimie (08.75 points)

Exercice I : Espèces chimiques (1,5 points)

Compléter le tableau suivant
Espèce chimique Réactif du test Résultat
Présence d’eau \( H_2O \) Sulfate de cuivre ………
Présence de glucose ……… + Chauffage Précipité rouge brique
Quelle est la différence entre espèce chimique naturelle et espèce chimique artificielle ?
Donner deux caractéristiques physiques d’une espèce chimique.

Espèce chimique	Réactif du test	Résultat
Présence d’eau \( H_2O \)	Sulfate de cuivre	………
Présence de glucose	……… + Chauffage	Précipité rouge brique

Exercice II : Extraction, séparation et identification d’espèces chimiques (7,25 points)

Partie I : Extraction de l’Estragole (3,00 points)

L’Estragole est une espèce chimique présente dans les feuilles d’estragon. L’huile essentielle d’estragon aurait des vertus antiallergiques. Elle peut être extraite par le montage présenté sur le document ci-contre.

[Schéma du montage d’extraction]

Nommer cette technique d’extraction.
Nommer les différentes parties du montage.
Préciser le rôle de la pierre ponce et du réfrigérant.

Partie II : Extraction par solvant (2,00 points)

Les phases aqueuse et organique du distillat obtenu sont très difficiles à séparer par une simple décantation. Donc une extraction à l’aide d’un solvant est nécessaire.

À partir des données du tableau, choisir le solvant approprié pour l’extraction de l’Estragole, justifier votre réponse.
Cyclohexane Ethanol Eau
Densité 0,78 0,79 1,0
Miscibilité avec l’eau Non Oui Oui
Solubilité de l’huile essentielle (Estragol) Soluble Soluble Très peu soluble
Pour réaliser cette extraction, on utilise un appareil particulier, donner son nom.
Observer cet appareil et indiquer la position de chaque phase à la fin de la décantation en légendant le schéma. Justifier votre réponse.

	Cyclohexane	Ethanol	Eau
Densité	0,78	0,79	1,0
Miscibilité avec l’eau	Non	Oui	Oui
Solubilité de l’huile essentielle (Estragol)	Soluble	Soluble	Très peu soluble

Partie III : Chromatographie (2,25 points)

On se propose de vérifier maintenant par chromatographie la présence d’estragole dans la phase organique obtenue, ainsi que dans les essences d’estragon et de basilic.

Mode opératoire

Dépôt E : estragole pur
Dépôt H : phase organique obtenue précédemment
Dépôt C : essence d’estragon du commerce
Dépôt B : essence de basilic du commerce

Le chromatogramme obtenu est représenté ci-contre.

[Chromatogramme]

Quels sont les buts d’une chromatographie ?
Les espèces H, C et B sont-elles pures ? Pourquoi ?
Calculer le rapport frontal pour le dépôt E.
La phase organique obtenue par hydrodistillation contient-elle de l’estragole ? Pourquoi ?

Consignes de rédaction :

L’usage d’une calculatrice scientifique non programmable est autorisé
Chaque résultat numérique souligné doit être précédé d’un résultat littéral encadré
Tout résultat donné sans unité sera compté faux

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Modèle N° 2

Physique & Chimie

Niveau : Tronc Commun Scientifique

Section : Internationale du Baccalauréat Marocain (SIBM)

Durée : 2 heures

Semestre : 1er Semestre

Chimie

Partie Chimie (7 points)

Pour détecter certaines espèces chimiques présentes dans le jus de citron, nous effectuons les tests suivants :

Test 1 : On laisse tomber quelques gouttes de jus de citron sur du papier pH : on trouve pH = 3,5

Test 2 : On laisse tomber quelques gouttes de jus de citron sur du sulfate de cuivre II anhydre déposé dans une coupelle : le solide bleuit

Définir une espèce chimique ?
Barème : 0.5 point
Quelle espèce chimique met en évidence le test 1 ?
Barème : 0.5 point
Quelle espèce chimique met en évidence le test 2 ?
Barème : 0.5 point
Décrire un test permettant de mettre en évidence la présence de sucre (glucose) dans le jus de citron ?
Barème : 1 point
Compléter le tableau suivant :
Détecteur utilisé But du test
Liqueur de Fehling Mettre en évidence de ……….
……… Mettre en évidence le dioxyde de carbone CO₂
L’eau iodée Mettre en évidence de ……….
Barème : 1.5 points (0.5 par case correcte)
Remplir le tableau suivant en mettant une croix (X) sur la case convenable :
Espèce chimique Espèces chimiques organiques Espèces chimiques inorganiques
Le méthane CH₄
Le chlorure de sodium NaCl
L’alcool
Barème : 1.5 points (0.5 par ligne correcte)
Compléter avec un ou plusieurs mots :
- Une espèce chimique présente dans la nature est une espèce chimique ……….
- Une espèce chimique fabriquée par l’homme est une espèce chimique ……….
Barème : 1 point (0.5 par réponse correcte)

Détecteur utilisé	But du test
Liqueur de Fehling	Mettre en évidence de ……….
………	Mettre en évidence le dioxyde de carbone CO₂
L’eau iodée	Mettre en évidence de ……….

Physique

Partie Physique (13 points)

I. Notations scientifique et ordre de grandeur (3 points)

Compléter le tableau suivant ?
Longueur A B C D
La valeur 9,2 m 30 µm 0,025 m 5,6 km
Notation scientifique en (m)
Ordre de grandeur
Barème : 2 points (0.5 par colonne correcte)
Placer ces ordres de grandeurs sur une échelle de puissance 10.
Barème : 1 point

II. Gravitation universelle (10 points)

On considère un corps S de masse \( m = 65,2 \, \text{kg} \) situé à la surface de la terre T.

Donner l’expression de la force de gravitation \( F_{S/T} \) exercée par le corps S sur la terre T.
Barème : 0.5 point
Déterminer les caractéristiques de la force de gravitation \( F_{S/T} \) exercée par le corps S sur la terre T.
Barème : 1 point
Nous considérons maintenant que le corps S situé à une altitude h par rapport à la surface de la terre T.

1. Donner l’expression de la force de gravitation \( F_{T/S} \) exercée par la Terre T sur le corps S dans ce cas.
  Barème : 0.5 point
2. Sachant que la force de gravitation \( F \) est égale au Poids \( P \). (\( F = P \))
  Trouver l’expression de \( g_h \) fonction de, \( G \), \( M_T \), \( R_T \) et \( h \).
  Barème : 1 point
3. Déduire l’expression de \( g_0 \) de l’intensité de pesanteur au sol calculer sa valeur.
  Barème : 1 point
4. Démontrer que la relation entre \( g_h \) et \( g_0 \) est:
  \[g_h = g_0 \frac{R_T^2}{(R_T + h)^2}\]
  Barème : 1 point

4. Le Poids d’une personne dans un lieu à la surface de la terre est \( P_0 = 638 \, \text{N} \) tel que l’intensité de pesanteur \( g_0 = 9,77 \, \text{N·kg}^{-1} \). La même personne a monté le sommet du MONT TOUBKAL qui est de hauteur \( h \), alors son Poids devient \( P_h = 636,2 \, \text{N} \).

1. 1. Comment varie l’intensité du Poids lorsque nous nous éloignons de la surface de la terre ?
    Barème : 0.5 point
  2. Calculer la masse \( m \) de la personne.
    Barème : 0.5 point
  3. Trouver l’expression de \( P_h \) en fonction de \( m \), \( h \), \( R_T \), \( g_0 \).
    Barème : 1 point
  4. Déduire que l’expression de la hauteur \( h \) s’écrit sous la forme \( h = R_T \left( \sqrt{\frac{P_0}{P_h}} – 1 \right) \) → Calculer la valeur de \( h \).
    Barème : 1.5 points

5. Nous considérons deux corps A et B de masse \( m_A = 15 \, \text{kg} \) et \( m_B = 160 \, \text{kg} \) et qui sont séparés par une distance \( D = 4 \, \text{m} \).

1. Énoncer la loi de la gravitation de Newton.
  Barème : 0.5 point
2. Donner l’expression de \( F_{A/B} \), et calculer sa valeur numérique.
  Barème : 1 point
3. Représenter sur la figure les deux forces \( F_{B/A} \) et \( F_{A/B} \) avec l’échelle \( 1 \, \text{cm} \rightarrow 2 \times 10^{-8} \, \text{N} \).
  Barème : 0.5 point

Données :

\( R_T = 6400 \, \text{km} \)
\( M_T = 6 \times 10^{24} \, \text{kg} \)
\( G = 6,67 \times 10^{-11} \, \text{N·m}^2·\text{kg}^{-2} \)

Consignes importantes :

La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction seront prises en compte
Toute réponse doit être justifiée
Les résultats numériques doivent être accompagnés de leurs unités

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Modèle N° 3

Physique & Chimie

Niveau : Tronc Commun Scientifique

Section : Internationale du Baccalauréat Marocain (SIBM)

Durée : 2 heures

Semestre : 1er Semestre

Physique

Partie Physique (13 points)

Physique 1 : Attraction universelle (7 points)

La valeur de la force gravitationnelle exercée par le Soleil sur Jupiter a pour valeur \( F_{S/J} = 4,14 \times 10^{23} \, \text{N} \).

Données :

Distance Soleil-Jupiter : \( d = 7,79 \times 10^8 \, \text{km} \)
Masse du Soleil : \( m_S = 1,98 \times 10^{30} \, \text{kg} \)
Constante gravitationnelle : \( G = 6,67 \times 10^{-11} \, \text{SI} \)

Calculer la masse \( m_J \) de Jupiter.
Barème : 2 points
Que peut-on dire de la valeur de la force \( F_{J/S} \) exercée par Jupiter sur le Soleil ?
Barème : 1 point
Quelle relation vectorielle existe-t-il entre ces deux forces ?
Barème : 1 point
Représenter sur le schéma ci-dessous ces deux forces en choisissant une échelle adaptée.
Barème : 1 point

Un satellite artificiel de masse \( m = 980 \, \text{kg} \) gravite autour de la Terre à une altitude \( h = 800 \, \text{km} \) au-dessus de la surface des océans, selon une trajectoire circulaire et à vitesse constante.

Données :

Masse de la Terre : \( m_T = 5,98 \times 10^{27} \, \text{g} \)
Rayon de la Terre : \( R = 6,38 \times 10^3 \, \text{km} \)
Intensité de la pesanteur : \( g = 9,8 \, \text{N·kg}^{-1} \)
Constante gravitationnelle : \( G = 6,67 \times 10^{-11} \, \text{SI} \)

Calculer le poids \( P \) du satellite sur Terre.
Barème : 1 point
Calculer la valeur de la force \( F_{T/S} \) exercée par la Terre sur le satellite lorsqu’il se trouve :
1. à la surface de la Terre.
  Barème : 1 point
2. sur son orbite à 800 km.
  Barème : 1 point

Physique 2 : Frottements – Pression et force pressante (6 points)

Partie N° 1 :

Un gaz exerce sur une portion d’un flacon de surface \( S = 25 \, \text{cm}^2 \) une force pressante d’intensité \( F = 375 \, \text{N} \).

Calculer la valeur de la pression exercée par le gaz.
Barème : 1 point
Comparer cette valeur à celle de la pression atmosphérique.
Barème : 1 point

On donne la valeur de la pression atmosphérique : \( P_{\text{atm}} = 1013 \, \text{hPa} \)

Partie N° 2 :

Le schéma de la figure ci-dessous représente un dispositif en équilibre formé de deux corps \( S_1 \) et \( S_2 \) reliés par un fil passant par une poulie.

Faire le bilan des forces agissant sur \( S_1 \).
Barème : 0.5 point
Donner les caractéristiques de la tension du fil agissant sur \( S_1 \) de masse \( m_1 = 200 \, \text{g} \). On prendra l’intensité de la pesanteur \( g = 10 \, \text{N/kg} \).
Barème : 1 point
Faire le bilan des forces agissant sur \( S_2 \).
Barème : 0.5 point
\( \vec{R} \) représente le vecteur force associé à la réaction du plan sur \( S_2 \) représenté avec une échelle : 1 cm pour 1 N.
1. Le contact entre \( S_2 \) et le plan se fait-t-il avec ou sans frottement ? Justifier.
  Barème : 1 point
2. Déterminer graphiquement les composantes normale \( R_N \) et tangentielle \( R_T \) et déduire le coefficient de frottement \( K \).
  Barème : 1 point

Chimie

Partie Chimie (7 points)

La chimie autour de nous

I- Compléter avec un ou plusieurs mots.

Une substance est constituée d’une seule espèce chimique est un corps pur.
Barème : 0.5 point
Une substance constituée de plusieurs espèces chimiques est un mélange.
Barème : 0.5 point
Une espèce chimique présente dans la nature est une espèce chimique naturelle.
Barème : 0.5 point
Une espèce chimique fabriquée par l’homme est une espèce chimique artificielle.
Barème : 0.5 point
Une espèce chimique fabriquée par l’homme et qui n’existe pas dans la nature est une espèce chimique synthétique.
Barème : 0.5 point

II- Identification d’espèces chimiques

Un jeune chimiste débutant doit replacer les étiquettes ci-dessous décollées de flacons contenant des liquides incolores : l’acétaldéhyde, le cyclohexane et le toluène.

Dont les étiquettes sont :

Pour cela, il place les 3 tubes dans un réfrigérateur (où il fait 3°C). Il observe ensuite un solide dans le tube A alors que les autres sont toujours liquides.

Pris par l’odeur désagréable des tubes, il les place dehors sur le rebord de la fenêtre alors que la température extérieure est de 29°C. Il observe que le tube C est vide après quelques minutes.

Expliquer comment, à partir des étiquettes des 3 espèces chimiques, il va pouvoir identifier le contenu de chaque flacon.
Barème : 2 points
Donner le nom du produit contenu dans chaque flacon.
Barème : 1 point
Le flacon de cyclohexane contenant un volume \( V = 250 \, \text{cm}^3 \). Quelle masse contient-il à l’état liquide sachant que la masse volumique de l’eau est \( \rho_{\text{eau}} = 1 \, \text{kg/L} \) ?
Barème : 1 point

Consignes importantes :

La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction seront prises en compte
Toute réponse doit être justifiée
Les résultats numériques doivent être accompagnés de leurs unités
Les schémas doivent être soigneusement réalisés avec une échelle appropriée

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Devoirs Corrigés Physique Chimie N°1 S1 Tronc commun

Force	De contact
	Localisée	Répartie
\( \vec{P} \) : le poids de la boule
\( \vec{T} \) : tension du fil
\( \vec{F} \) : force magnétique (force exercée par l’aimant)

Longueur	A	B	C	D
La valeur	9,2 m	30 µm	0,025 m	5,6 km
Notation scientifique en (m)
Ordre de grandeur

Espèce chimique	Espèces chimiques organiques	Espèces chimiques inorganiques
Le méthane CH₄
Le chlorure de sodium NaCl
L’alcool