Correction – Test diagnostique – 1re Bac Sc.Exp

Correction – Test diagnostique – 1ʳᵉ Bac Sc.Exp / SM Biof

Exercice 1 :

1) Vrai ou faux :

« La masse est une grandeur fixe qui ne dépend pas du lieu » : Vrai ;

« L'intensité du poids d'un corps est une grandeur qui dépend du lieu » : Vrai ;

« Dans un mouvement rectiligne uniforme, la vitesse est constante » : Vrai.

2) Tableaux des grandeurs physiques et de leurs unités :

Grandeur physique	Son unité
Le temps	seconde (s)
La distance	mètre (m)
La masse	kilogramme (kg)
L'intensité de courant électrique	ampère (A)
La température	kelvin (K)
L'intensité lumineuse	candela (cd)
La quantité de matière	mole (mol)

Grandeur physique	Son unité
L'intensité d'une force	newton (N)
La vitesse	mètre par seconde (m/s)
La pression	pascal (Pa)
Le moment d'une force	newton-mètre (N·m)
La densité	grandeur sans unité
La concentration molaire	mole par litre (mol/L)
La puissance	watt (W)

3) Compléments :

A) Caractéristiques du poids d'un solide :

a) Point d'application : le centre de gravité (centre d'inertie) du solide ;

b) L'intensité : P = m×g (exprimée en newton, N) ;

c) Droite d'action : la verticale passant par le centre de gravité ;

d) Le sens : vers le bas (dirigé vers le centre de la Terre).

B) Un objet est en mouvement si sa position change par rapport à un référentiel (repère) choisi. On dit alors que le mouvement et le repos sont deux concepts relatifs (ils dépendent du référentiel d'étude).

4) Expressions mathématiques :

a) Équilibre d'un corps soumis à plusieurs forces : la somme vectorielle des forces appliquées est nulle, soit Σ F = 0 ;

b) Moment d'une force : M(F) = F×d, où d est le bras de levier (distance entre l'axe et la droite d'action de la force) ;

c) Équilibre d'un solide en rotation autour d'un axe fixe : la somme algébrique des moments des forces par rapport à l'axe est nulle, soit Σ M(F) = 0.

Exercice 2 :

Un corps (S) de masse m = 8 kg est suspendu par un fil sur un plan incliné d'un angle α ; on donne g = 9,81 N/kg.

1) Bilan des forces appliquées au solide (S) :

Le solide (S), immobile, est soumis à trois forces :

le poids P, vertical, dirigé vers le bas, appliqué au centre de gravité G ;

la tension du fil T, dirigée le long du fil vers le point d'attache ;

la réaction normale du plan incliné N, perpendiculaire au plan incliné et dirigée vers l'extérieur du plan.

Le solide étant en équilibre, ces trois forces (vecteurs) vérifient : P + T + N = 0.

2) Intensité du poids du solide (S) :

P = m×g = 8 × 9,81 = 78,48 N.

Exercice 3 :

a) Loi des nœuds : la somme des intensités des courants qui entrent en un nœud est égale à la somme des intensités des courants qui en sortent.

b) Loi d'Ohm pour un conducteur ohmique : U = R×I.

c) Loi d'Ohm pour un générateur : U = E − r×I.

d) Loi d'Ohm pour un récepteur : U = E′ + r′×I.

Exercice 4 :

L'atome est constitué de : réponse a) noyau et nuage électronique.

Une molécule est : réponse c) elle contient des atomes liés par des liaisons chimiques.

La quantité de matière n(x) s'écrit : réponse c) n(x) = m(x)/M(x).

La relation de la dilution est : réponse b) Ci×Vi = Cf×Vf.

Équations chimiques équilibrées :

2 Al + 3 Cl2 → 2 AlCl3 ;

2 Fe³⁺ + 3 Zn → 2 Fe + 3 Zn²⁺ ;

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O.

Exercice 5 :

On brûle une masse m = 2,43 g de magnésium dans un volume V = 1,5 L de dioxygène. On donne M(Mg) = 24,3 g/mol, M(O) = 16,0 g/mol et Vm = 24,0 L/mol.

1) Équation équilibrée :

2 Mg + O2 → 2 MgO.

2) Quantités de matière initiales des réactifs :

n(Mg)_i = m/M(Mg) = 2,43/24,3 = 0,1 mol = 1×10^-1 mol ;

n(O2)_i = V/Vm = 1,5/24,0 = 0,0625 mol = 6,25×10^-2 mol.

3) Tableau d'avancement de la réaction :

État	Avancement	Mg (mol)	O2 (mol)	MgO (mol)
Initial	x = 0	1×10-1	6,25×10-2	0
En cours	x	1×10-1 − 2x	6,25×10-2 − x	2x
État final	x = xmax	1×10-1 − 2xmax	6,25×10-2 − xmax	2xmax

4) Avancement maximal et réactif limitant :

Si Mg est limitant : xmax = n(Mg)_i/2 = 0,1/2 = 0,05 mol ;

si O2 est limitant : xmax = n(O2)_i/1 = 0,0625 mol.

La plus petite valeur correspond au magnésium : le réactif limitant est donc Mg, avec xmax = 0,05 mol = 5×10^-2 mol.

5) Bilan de matière à l'état final :

n(Mg)_f = 1×10^-1 − 2×5×10^-2 = 0 mol (entièrement consommé) ;

n(O2)_f = 6,25×10^-2 − 5×10^-2 = 1,25×10^-2 mol (en excès) ;

n(MgO)_f = 2×5×10^-2 = 1×10^-1 mol.