Avril 2011 : Interrogation de Physique de niveau Seconde

M.Douezy

Description

Avec correction. Interro 2- ondes et mole
Devoir Surveillé (DS) en Physique (2011) pour Seconde

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Extrait

Interrogation 2°3 Ondes et mole 14 avril 2011 jeudi M. Douezy Durée : une heure ; calculatrice autorisée ; énoncé à rendre.

Exercice1/5): ( 1.Donner la définition de la période ; donner sa notation et son unité. 2.Donner la définition de la fréquence ; donner sa notation et son unité. 3.Donner la relation liant période et fréquence. 4.Donner la vitesse du son dans l’air avec trois chiffres significatifs.

Exercice2:( /4,5) L’oscillogramme ci-dessous est celui du signal électrique alimentant un émetteur à ultrasons.

1.Identifier une période du signal sur l’oscillogramme. 2.Quel est le nombre de carreaux correspondant à 10 périodes du signal ? Quelle est la durée associée ? 3.En déduire la valeur T de la période du signal. 4.Indiquer sa fréquence f. 5.Quelle est la valeur maximale du signal ? Sa va

Exercice3: (/5) A l'aide d'un sonar, un navire sonde un fon l'axe (Ox) en émettant verticalement des salves d' Les ultrasons sont des sons inaudibles pour l'hom -1 de v = 1500 m.s. Le graphique ci-dessous donne les variations de la réception de l'écho. (NB : Au point B, Δt = 0,06 s)

1.Exprimer la profondeur h de la mer en fonction Δt et de v.

2.Calculer h au-dessous des points A, B, C, D, E

3.Tracer le profil du fond marin en respectant les mêmes échelles de longueur suivant l'horizontale suivant la verticale.

Exercice4/3): ( Un comprimé de vitamine C 500 contient une masse m = 500 mg de vitamine C de formule C 6 H 8 O 6 . 1.Calculer la masse molaire moléculaire de la vitamine C. 2.Calculer la quantité de matière de vitamine C contenue dans un comprimé. 3.Calculer le nombre de molécules de vitamine C dans ce comprimé.

Exercice5:( /3,5) On veut déterminer la masse de glucose, de formule brute C 6 H 12 O 6 , qu’il faut peser -1 afin de réaliser V = 100 mL de solution de concentration C = 0,20 mol.L. 1.Déterminer la quantité de matière qu’il faut introduire afin de réaliser la solution. 2.Déterminer la masse molaire du glucose. 3.En déduire la masse à peser. 4.Etablir le protocole de la dissolution.

Exercice6:( /4) Une boite de comprimés effervescents d'aspirine (acide acétylsalicylique) comporte l'information suivante: COMPOSITION: Acide acétylsalicylique 500 mg, excipient q.s.p. un comprimé en hydrogénocarbonate de sodium. Le gaz libéré lors de l'effervescence d'un comprimé est du dioxyde de carbone de formule moléculaire CO 2 . 1.La formule moléculaire de l'acide acétylsalicylique est C 9 H 8 O 4 ; donner sa masse molaire moléculaire. 2.Calculer la quantité de matière n d'acide acétylsalicylique présente dans un comprimé. 3.Quel est le nombre réel N de molécules d'acide acétylsalicylique correspondant ? 4.Sur le plateau d'une balance, on pose deux comprimés ainsi qu'un bécher rempli d'eau. La balance affiche une masse totale, notée m i ., égale à 164,87 g. On introduit les comprimés dans l'eau du bécher : la dissolution de l'excipient des comprimés provoque une effervescence ; la valeur de la masse affichée par la balance diminue rapidement et se stabilise à la valeur m f = 164,17 g. a.Quelle est la masse de dioxyde de carbone CO 2 libérée par la dissolution des deux comprimés ? b.Calculer la quantité de matière de CO 2 gazeux libéré lors de l'effervescence.

23 -l-l -l-l Données :N A ; M(O) = 16 g.mol;= 6,02.10mol .M(C) = 12 g.mol; M(H) = 1,0 g.mol -l -l-l M(S) = 32 g.mol; M(N) = 14 g.mol; M(Cl) = 35,5 g.mol. Corrigé Exercice 1 : 1. La période est la durée du motif élémentaire du signal ; c’est le temps que le signal met pour se reproduire identique à lui-même. La période se note T et s’exprime en s. 2. La fréquence est le nombre de fois que se répète le motif du signal en une seconde. La fréquence se note f et s’exprime en Hz.

1 3. La relation liant fréquence et période est f1 . T -1 4. La vitesse du son dans l’air est 340 m.s. Exercice 2 : 2. Dix périodes du signal s’étalent sur 2,5 carreaux. La durée associée est t = 2,5 x 0,10 = 0,25 ms. 3. Valeur T de la période du signal : -5 T = t/10 = 0,025 ms soit T = 2,5.10s. 4. Fréquence f du signal : 4 f = 1/T = 4,0.10Hz. 5. Valeurs maximale U max et minimale U min du signal : U max = 2,4 x 100 = 240 mV = 0,24 V et U min = 0 V. Exercice 3 : 1. L’expression de la profondeur h de la mer est : h = v.Δt/2. (Les ultrasons font l’aller-retour) 2. On regroupe les résultats sous forme d’un tableau : point AB C D EF valeur de Δt en ce point (s)0,06 0,06 0,04 0,04 0,05 0,05 valeur de h en ce point (m)45 45 30 3037,5 37,5 3. Profil du fond marin (échelle non respectée) : h eau sous-sol marin

Exercice 4 : l. Masse molaire moléculaire de la vitamine C : -1 M(C 6 H 8 O 6 ) = 6M(C) + 8M(H) + 6M(O)= 6x12,0 + 8x1,0 + 6x16,0 = 176 g.mol. 2. Quantité de matière de vitamine C contenue dans un comprimé : -3 n = m / M(C 6 H 8 O 6 mol.) = 0.500 / 176 = 2,84.10 3. Nombre de molécules de vitamine C dans ce comprimé : -3 2321 N = n x N A = 2,84.10x 6,02.10= 1,71.10.

Exercice 5 : 1. La quantité de matière de glucose à introduire est n = C.V = 0,20 x 0,100 = 0,020 mol. -1 2. La masse molaire du glucose est M = 6 M(C) + 12 M(H) + 6 M(O) = 180 g.mol. 3. Masse de glucose à peser : m = n.M = 3,6 g. 4. Protocole de la dissolution : On pèse 3,6 g de glucose qu’on introduit dans une fiole jaugée de 100 mL puis on complète avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge.

Exercice 6 : 1. Masse molaire moléculaire de l’acide acétylsalicylique : -1 M = 9 M(C) + 8 M(H) + 6 M(O) = 180 g.mol. 2. La quantité de matière de l’acide acétylsalicylique est n = m/M où m = 0,5 g est la masse -3 d’acide acétylsalicylique : n = 2,78.10mol. 21 3. Le nombre réel de molécules d’acide acétylsalicylique est N = n.N A .= 1,67.10 4. a. La masse de dioxyde de carbone est m(CO 2 ) = m i – m f = 0,700 g. -2 4. b. La quantité de matière correspondante est n(CO 2 ) = m(CO 2 )/M(CO 2 ) = 1,59.10mol.