PARTIE I : Évaluation des ressources / 24 points

EXERCICE 1 : Vérification des savoirs / 8 points

1. Définir : générateur électrique, lentille mince. 2 pts
2. Énoncer la loi de Joule. 1,5pt
3. Énoncer le théorème de l’énergie cinétique. 1,5pt
4. Donner l’expression de l’énergie cinétique d’un solide en rotation autour d’un axe fixe. 1 pt
5. Répondre par vrai ou faux. 0,5 pt x 3 = 1,5 pt
5.1 Dans un microscope, la distance focale de l’objectif est plus grande que celle de l’oculaire.
5.2 un œil myope voit nettement les objets éloignés
5.3 Un récepteur actif transforme entièrement l’énergie électrique reçue en énergie utile.
6-Donner l’unité du flux magnétique. 0,5 pt

Exercice 2 : Application des savoirs / 8 points

1- Interaction lumière-matière / 2 points

On considère un photon de fréquence \(N = 2,4 \times {10^{14}}Hz\)
1.1-Calculer la longueur d’onde de ce photon. 1pt
1.2-Calculer l’énergie transportée par ce photon. 1pt
Célérité de la lumière dans le vide : \(C = 3 \times {10^8}m/s\); constante de Planck : \(h = 6,63 \times {10^{ - 34}}J.s\)

2-Circuit électrique/2,5pts

Un circuit électrique comprend en série un générateur de f.é.m 24V et de résistance interne 2Ω, deux résistors de résistances \({R_1} = 10\Omega \), \({R_1} = 8\Omega \) et un moteur de f.c.é.m. \(E’=8V\) et de résistance interne \(r’= 2\Omega \).
2.1- Faire le schéma de ce circuit. 1 pt
2.2- En appliquant la loi de Pouillet, calculer l’intensité du courant dans le circuit. 1,5pt

3-Quantité de chaleur/1,5point

Calculer la quantité de chaleur cédée par 8kg d’eau pour baisser sa température de \({60^o}C\) à \({25^o}C\). on donne :
chaleur massique de l’eau : 4185J/kg/°C. 1,5pt

4- Énergie mécanique/2pts

Deux sommets A et B de hauteurs respectives \({h_A} = 4100m\) et \({h_B} = 2500m\) sont voisins. Un parachutiste de masse 80kg se trouve au sommet A. g=9,80N/kg
Calculer son Énergie potentielle dans les cas suivants :
a) La référence est au sol. 1 pt
b) la référence est au sommet B. 1pt

EXERCICE 3: Utilisation des savoirs / 8 points

1- Détermination de la distance focale d’une lentille \({L_2}\) /4pts

A 1,50 ? d’une lentille convergente \({L_1}\) de distance focale \({f_1} = 0,5m\), en avant, sur l’axe principal, se trouve un objet lumineux \(?? = 2 ??\) , perpendiculairement à cet axe.
1.1-Déterminer la position, la nature et la grandeur de l’image \({A_1}{B_1}\) à travers la lentille \({L_1}\). 2 pts
1.2-Derrière \({L_1}\), à 1,50 ? de celle-ci, on place la lentille \({L_2}\) de distance focale inconnue, on constate que l’image définitive \(A'B'\) se situe à 0,3 ? , en avant de la lentille \({L_2}\).
Déterminer la distance focale de la lentille \({L_2}\) et déduire sa nature. 2pts

2-Flux/4pts

Un solénoïde de longueur L=50 cm et comportant 2000 spires est parcouru par un courant de 2,5A. On place au centre de ce solénoïde une bobine plate de rayon 5 cm et comportant 250 spires.
2.1-Calculer l’intensité du champ magnétique créé au centre du solénoïde. 2pts
2.2-Calculer le flux magnétique à travers la surface de la bobine. 2pts

PARTIE B : Évaluation des compétences / 16 pts

Situation
Au cours de la journée scientifique dans votre lycée, un jeu oppose deux groupes d’élèves. Pour cela il leur est demandé d’observer attentivement le mouvement d’un solide de masse m sur le toboggan ci-dessous.
Les frottements sont négligeables sur tout le parcours. Certaines données sont malheureusement manquantes. Il est demandé aux deux groupes d’élèves reconstituer les données absentes. g=10N/kg.
Les propositions des deux groupes sont consignées dans le tableau suivant :

En utilisant les informations données et une démarche scientifique, départages les deux groupes. 16 pts