Sujet de brevet de physique chimie proposé en session de juin 2009 pour la série collège donné dans les académies du groupement est.
L’énoncé a été simplifié pour ne garder que l’essentiel (coupure par exemple des espaces destinés à répondre sur la copie ainsi que la première page). Cette épreuve dure 45 minutes et compte coefficient 1. La note est sur 20 et 2 points sont réservés à l’orthographe et la présentation.
Le sujet est suivi d’une correction
ÉLECTRICITÉ: 6 points
1) Un récepteur électrique ne comportant que des résistances est alimenté sous une tension sinusoïdale de valeur efficace U. Il est alors traversé par un courant d’intensité efficace I et reçoit une puissance électrique P.
a) Écrire la relation (ou formule) qui lie P, U et I.
b) Préciser les unîtes de P, U et I dans le Système International (noms et symboles correspondants).
2) Sur l’étiquette située à l’arrière d’un four électrique on peut lire les indications suivantes :
230 V; 2 300 W.
Que représente l’indication 2 300 W ?
3) Une lampe porte les indications suivantes : 230 V ; 100 W
a) L’énergie électrique E reçue par la lampe s’exprime par la relation : E = P x t. Quelle est la signification de chacun des termes de la relation E = P x t
b) Préciser les unités de E, P et t dans le Système International (noms et symboles correspondants).
c) Calculer en Wh l’énergie consommée par la lampe lorsqu’elle fonctionne pendant 2 heures.
MÉCANIQUE: 5 points
1) Choisir la bonne réponse en barrant ce qui est faux,
a) La gravitation est une action à distance qui s’exerce entre deux corps :
- qui possèdent une masse
- qui possèdent une charge électrique
- qui sont aimantés,
b) La gravitation est une action à distance qui est :
- toujours attractive
- toujours répulsive
- parfois attractive et parfois répulsive.
c) Si la distance entre deux objets augmente alors l’interaction gravitationnelle entre ces deux objets
- augmente
- diminue
- ne change pas.
2) Répondre aux questions suivantes :
a) Qu’est-ce que le poids d’un corps sur Terre ? Expliquer par une phrase.
b) Écrire la relation (formule) qui lie le poids P, la masse m et la constante de proportionnalité g.
c) Préciser les unités de P et de m dans le Système International (noms et symboles correspondants).
d) La masse d’un objet est m= 10 kg. Calculer son poids sur Terre sachant que g = 10 N/kg.
La gravitation est une action à distance qui est
CHIMIE: 7 points
1) Choisir La bonne réponse en barrant ce qui est faux
a) Fe2+ désigne : la molécule de fer / l’ion fer II / l’atome de fer
b) Le courant électrique dans un métal est
un déplacement d’ensemble des électrons libres / un déplacement d’ensemble des ions.
c) Dans une solution conductrice se déplacent :
les électrons / les ions
d) Le diamètre d’un atome est
- égal
- très inférieur
- très supérieur
au diamètre de son noyau,
c) La masse d’un atome se trouve concentrée
- dans le noyau
- dans les électrons
- à part égale dans le noyau et les électrons.
2) Le noyau de l’atome de fer Fe contient 26 particules chargées positivement
Combien l’atome de fer possède-t-il de particules chargées négativement (électrons) ?
3) Comment peut-on reconnaître expérimentalement le métal fer ?
Décrire l’expérience qui permet de réaliser ce test et dire ce qu’on observe.
Correction
ÉLECTRICITÉ
1. a) P = U x I
1. b) P est la puissance qui s’exprime en watt ( W )
U est la tension s’exprime en volt ( V )
I est l’intensité qui s’exprime en ampère ( A )
2. 2300 W correspond à la puissance nominale du four.
3. a) E correspond à l’énergie électrique reçue par la lampe
P correspond à la puissance électrique reçue par la lampe
t correspond au temps de fonctionnement de la lampe.
3. b) E s’exprime en joule ( J )
P s’exprime en watt ( W )
t s’exprime en seconde ( s )
3. c) P= E x t
P = 100 x 2
P = 200 Wh
MÉCANIQUE
1. a) La gravitation est une action à distance qui s’exerce entre deux corps qui possèdent une masse
1. b) La gravitation est une action à distance qui est toujours attractive.
1. c) Si la distance entre deux objets augmente alors l’interaction gravitationnelle entre ces deux objets diminue
2. a) Sur Terre le poids d’un corps correspond à l’action gravitationnelle exercée par la Terre sur ce corps.
2. b) P = m x g
2. c) Le poids s’exprime en newton ( N ) et la masse en kilogramme ( kg )
2. d) P = m x g
P = 10 x 10
P = 100 N
CHIMIE
1. a) Fe2+ désigne l’ion fer II
1. b) Le courant électrique dans un métal est un déplacement d’ensemble des électrons libres
1. c) Dans une solution conductrice se déplacent les ions
1. d) La masse d’un atome se trouve concentrée dans le noyau
2) Puisqu’un atome est neutre l’atome de fer possède aussi 26 charges négatives.
3) Le fer est le seul métal attiré par un aimant. Il suffit de placé un aimant à proximité du métal : s’il est attiré il s’agit de fer et s’il n’est pas attiré il s’agit d’un autre métal.