Blanc SM 2023 PC
Blanc SM 2023 PC
Blanc SM 2023 PC
Matériels autorisés :
la calculatrice (non programmable) + les stylos colorés (sauf le rouge) + une montre (non connectée) .
Matériels interdits :
Contenu du sujet :
Parties Barèmes
2bac
pour plus d'information : Soutien éducatif pour le
2bac Secondaire : univup.tech
07 17 77 81 84 page : 1
EXAMEN BLANC DURÉE :
2BAC BIOF SC MATH 4H00MIN
Chimie : 7pts
Les trois parties sont indépendantes
Chimie : 7pts
1- 2 - Choisir le schéma conventionnelle convenable . (0,25pt)
- Cu | Cu²⁺ || Ag⁺ | Ag + | - Cu | Cu²⁺ || Zn²⁺| pt + | - Cu | Cu²⁺ || Ag²⁺ |pt +
1 - 3 - Déterminer le réactif limitant et déduire la valeur de ∆tₓ . (0.5pt)
2 - Transformation forcée :
A la fin de la réaction , on a basculé l’interrupteur K dans la position 2 , pour recouvrir la
sphère par un métal d’épaisseur b=1mm .
2 - 1 - Indiquer l’électrode qui joue le rôle de la cathode . (0,25pt)
2 - 2 - Écrire l’équation bilan de la réaction . (0,25pt)
2 - 3 - Montrer que l'énergie E fournie par le générateur est donnée par : .
Calculer sa valeur en Kj . (0,75pt)
II - Oxydation lente des ions iodure : (2pt)
On réalise l'oxydation lente des ions iodure I⁻ par les ions peroxodisulfate S₂O₈²⁻ en
mélangeant un volume V₁=500ml de solution de peroxodisulfate de sodium de concentration
C₁=0,02mol.L⁻¹ et un volume V₂=500ml de solution de iodure de potassium de concentration
C₂=0,03mol.L⁻¹ , selon la réaction d'équation bilan : .
Cette réaction est lente et les variations de concentrations en diiode [I₂] en fonction du
temps sont données par la relation suivante : , avec a et b deux
constantes positives . La courbe de la figure ci-contre représente les variations de la vitesse
volumique v(t) de la réaction en fonction du temps . v(mol.L⁻¹.min⁻¹)
1 - Définir le temps de demi réaction , et montrer que
t1/2=(a.b)⁻¹ . (0,5pt)
2 - Exprimer v(t) en fonction de a , b et t . Puis
déduire l'expression de la vitesse volumique
initiale v(0) . (0,5pt)
3 - Déterminer successivement les valeurs de
v(0) , t1/2 , a et b . (0,75pt)
0,105
4 - Tracer sur le même graphique la courbe
obtenue (C') si l'expérience est réalisée à une
0 10 t(min)
température supérieur à celle de la première
expérience . (0,25pt)
III - Synthèse au laboratoire de l’éthanoate de 3-méthylbutyle : (2.5pt)
Chimie : 7pts
La synthèse de l’éthanoate de 3-méthylbutyle est une transformation lente et non totale.
Protocole de la synthèse : Verser dans un ballon un volume V₁ de 3-méthylbutan-1-ol , une
masse m₂ d’acide éthanoïque et un volume V₃ d’acide sulfurique concentré . Le ballon ,
surmonté d’un réfrigérant à air, est placé dans un bain-marie maintenant la température
constante . Pour montrer l’influence de certaines conditions expérimentales sur cette
synthèse , quatre expériences sont réalisées . Le tableau ci-après présente les résultats
expérimentaux pour quatre conditions différentes .
Nucléaire : 2pts
scintigraphie myocardique
L'isotope 201 du thallium , ₈₁Tℓ , est radioactif . Il peut être utilisé en imagerie médicale pour
visualiser le cœur d'un patient ( cet examen s'appelle la scintigraphie myocardique ) . Pour
cela il est injecté dans le sang sous forme de solution aqueuse de chlorure de thallium TℓCℓ .
On dispose d'une solution de chlorure de thallium de concentration massique
Cm=5,00µg.L⁻¹. On supposera que la durée séparant l'injection de la capture de l'image est
assez courte pour pouvoir considéré l’activité de la solution comme constante pendant
ces manipulations .
Électricité : 5,5pts
Les condensateurs et les bobines constituent les éléments principaux de la plupart des
appareils électriques et électroniques . Cet exercice se propose d’étudier :
- la réponse d’un dipôle RL à un échelon de tension .
- la décharge d’un condensateur dans un dipôle RL .
- Détection synchrone .
I - Réponse d’un dipôle RL à un échelon de tension : (2pt)
On réalise le montage schématisé sur la figure ci-dessous , ce montage comporte :
- une bobine d’inductance L=1H et de résistance r ;
- un conducteur ohmiques de résistances R ;
- un générateur de force électromotrice E=12V et de résistance interne négligeable ;
- un interrupteur K .
K
(L,r)
E
0 2 12
Figure (2) Figure (1)
Électricité : 5,5pts
On ferme l'interrupteur K à un instant choisi comme nouvelle origine des dates t=0s . La
courbe de la figure 4 représente les variations de l'énergie dissipée par effet Joule en
fonction du temps tel que : Ed(t)=Et(0)-Et(t) ( Et : l'énergie totale du circuit ) .
Ed(mJ)
10
(∆)
7
t(10⁻²s)
0 1 2 3
Figure (3) Figure (4)
1 - Établir l’équation différentielle vérifiée par la charge q(t) du condensateur . (0,25pt)
2 - Écrire l’expression de Ed(t) en fonction de : C , L , Q , q(t) et la dérivée de q(t) . (0,5pt)
3 - Montrer que l’énergie dissipée croit avec le temps selon la relation : .
Expliquer la cause de cette croissance . (0,5pt)
4 - Déduire que l'expression de l'énergie électrique s’écrit sous la forme :
. En se servant de la courbe Ed=f(t) et de la tangente (Δ) à
t=30ms , déterminer la valeur de C sachant que : Uc(30ms)=7V . (0,75pt)
III - Détection synchrone : (1,5pt)
Pour démoduler des signaux dont le taux de modulation m est supérieur à 1 , on utilise la
détection synchrone . Elle nécessite deux multiplieurs et son schéma de principe est :
U(V)
X
S₁(t)
X
Us(t) 3
2
P₁(t) S₂(t) 1
P₂(t) f(KHz)
0 15 315 400 415
Mécanique : 5,5pts
38 .
0 t(s)
-40
0
Figure (1) Figure (2)
1 - En appliquant la deuxième Loi de Newton , établir les équations différentielles que vₓ(t) et
vᵧ(t) vérifient . (0,5pt)
2 - Démontrer que vₓ(t) et vᵧ(t) peuvent s’écrire sous la forme : et
. (0,5pt)
3 - Les courbes de vₓ(t) et vᵧ(t) sont représentées à la figure (2) :
3 - 1 - Identifier les courbes (1) et (2) . (0,25pt)
3 - 2 - Déduire les valeurs de : vo , vlim et 𝛕 . (0,75pt)
4 - Déterminer la direction du vecteur vitesse du projectile au sol , sachant que :
Xs=150m . (0,5pt)
II - Étude de l’oscillateur mécanique incliné : (3pt)
Une masse m est susceptible de se déplacer
sans frottements sur un plan incliné d’un angle
α=30° . Elle est soumise à l’action de deux ressorts
(R₁) et (R₂) de même longueur à vide ℓ₀ et de
constantes de raideur différentes k₁ et k₂ .
On donne : m=4kg , d=60cm et k₂=3.k₁ .
Figure (1)
Mécanique : 5,5pts
On repère la position de G à un instant t par la côte x sur l’axe (O,i). A l'équilibre, le centre
d’inertie G du solide coïncide avec l'origine O du repère R(O,i) (figure 2) .
1 - Sachant que les deux ressorts ont la même longueur initiale à l’équilibre : Δℓ₀=Δℓ₁=Δℓ₂ .
Montrer que : . (0,25pt)
2 - On écarte la masse m d’une distance d₀ à partir de sa position d’équilibre et on
l’abandonne sans vitesse initiale . On choisit comme référence (Epp=0) de l’énergie
potentielle de pesanteur le plan horizontal auquel appartient G et comme référence (Epe=0)
de l’énergie potentielle élastique l’état où le ressort n’est pas déformé .
2 - 1 - Montrer qu’à un instant t , l’expression de l’énergie potentielle totale Ep(x) de
l’oscillateur s’écrit sous la forme : Ep(x)=A.x²+B où A et B sont deux constantes . (0,5pt)
2 - 2 - Par étude énergétique , établir l’équation différentiel regie par x(t) . (0,5pt)
2 - 3 - La courbe de la figure (2) représente Epₑ(J)
les variations de l’énergie potentielle totale
en fonction de la côte x . 2,5
2 - 3 - 1 - Trouver la valeur de K₁ et celle de
∆ℓ₀ . (0,5pt)
2,25
2 - 3 - 2 - Déduire la valeur de T₀ et celle de
ℓ₀ . (0,5pt)
3 - En réalité l’équation différentielle de la 2
masse m , à cause des frottements faibles
, devient : x(cm)
1,75
-5 0 5
Montrer qu'a chaque fois l'énergie cinétique est maximale . l'énergie mécanique à cet instant
vaut : . (0,75pt)