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امتحانالثانية ثانويإعلاميةالفيزياء

Devoir de controle Num1

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Prof ; Med Dhafer Bahroun 1/3

Prof : Med Dhafer

Bahroun

Devoir Contrôle

Num 1

Classe : 2

ème

Sciences+Info

Année : 2026/2027

Sciences physiques — Durée : 2 heures — Une copie propre est exigée — L’usage de la calculatrice non

programmable est autorisé.

Prénom : ………………………………… Nom : ………………………………… Date : ………………

Appréciation : Note : / 20

CHIMIE (8 points)

On donne : m

p

= m

n

= 1,67 × 10

−27

kg ; m

é

= 9,1 × 10

−31

kg ; e = 1,6 × 10

−19

C ; N = 6,02 ×

10

23

mol

−1

.

Exercice N°1 : (4 points)

On donne :

Élément chimique O F Na Mg Al

Nombre de charge 8 9 11 12 13

La masse d’un noyau d’atome d’aluminium (Al) est m = 4,509 × 10

−26

kg.

1) Déterminer, en justifiant, la composition du noyau de l’atome d’aluminium.

(A2B / 0,5)

2) a- Rappeler les règles de remplissage des couches électroniques.

(A1 / 0,5)

b- Représenter la structure électronique de l’atome d’aluminium.

(A2 / 0,25)

c- Donner le nom des électrons les moins liés au noyau et préciser leur nombre.

(A2 / 0,5)

3) a- La masse des électrons de l’ion aluminium est m = 9,1 × 10

−30

kg. Donner la formule

électronique et le symbole de cet ion.

(A2 / 0,5)

b- Expliquer la formation de l’ion aluminium.

(A2 / 0,5)

4) Soit X une entité chimique (atome ou ion) ayant la même formule électronique que l’ion

aluminium, telle que le rapport entre les charges des noyaux de l’ion aluminium Q et de

l’entité X, Q

X

, est Q / Q

X

= 13 / 8.

a- Déterminer, en justifiant et en se référant au tableau, le symbole de l’entité X.

(C / 0,75)

b- Donner la formule statistique du composé formé par l’ion aluminium et l’entité X.

(A2 / 0,5)

Dhafer

Prof ; Med Dhafer Bahroun 2/3

Exercice N°2 : (4 points)

Le cuivre naturel Cu est constitué de deux isotopes

A₁

Cu et

A₂

Cu.

1) La charge du noyau de l’atome de cuivre est Q

noy

= 46,4 × 10

−19

C.

a- Définir les isotopes d’un même élément chimique.

(A1 / 0,5)

b- Déterminer le numéro atomique Z du cuivre.

(A2 / 0,5)

2) Afin de déterminer N

1

(nombre de neutrons dans

A₁

Cu) et N

2

(nombre de neutrons dans

A₂

Cu), on

réalise la séparation de ces isotopes en suivant le schéma ci-dessous :

Échantillon de cuivre naturel

↓

Séparation des isotopes :

↙ ↘

Échantillon 1 de masse m

1

= 2,52 g

contenant n = 0,04 mol de l’isotope

A₁

Cu

dont le noyau renferme N

1

neutrons.

Échantillon 2 de masse m

2

= 2,60 g

contenant n = 0,04 mol de l’isotope

A₂

Cu

dont le noyau renferme N

2

neutrons.

a- Calculer le nombre d’atomes n

atome

contenu dans chacun des deux échantillons.

(A2 / 0,5)

b- En déduire la masse d’un atome de l’échantillon 1, puis celle d’un atome de

l’échantillon 2.

(A2 / 0,75)

3) a- Montrer que A

1

/ A

2

= 0,9692 (en supposant que la masse de l’atome est égale à la

masse du noyau).

(C / 0,75)

b- Sachant que A

2

− A

1

= 2, déterminer A

1

et A

2

.

(A2 / 0,5)

c- Déduire les valeurs de N

1

et N

2

.

(A2 / 0,5)

PHYSIQUE (12 points)

Exercice N°1 : (6 points)

Deux résistors de résistances R

1

et R

2

(avec R

1

< R

2

) sont formés chacun par un enroulement de fil

de nichrome de même longueur L.

1/ a- Donner l’expression de la résistance d’un fil conducteur en précisant chaque grandeur

et son unité.

(A1 / 0,5)

b- Sachant que ces deux résistors ont des résistances différentes, nommer le

paramètre qui diffère dans ces deux fils et expliquer son influence sur la valeur de la

résistance.

(A2 / 0,5)

2/ On monte ces deux résistors en série, puis en parallèle, et on trace, à l’aide d’un dispositif

expérimental approprié et sur le même graphique, les caractéristiques intensité–tension des

dipôles équivalents obtenus (figure n°1).

a- Justifier que les dipôles équivalents sont des dipôles résistors.

(A1 / 0,5)

b- Montrer que la courbe (a) correspond à l’association des résistors en série.

(C / 0,5)

c- Donner le schéma du montage expérimental permettant le tracé de ces

caractéristiques.

(A2 / 1)

3/ a- Déterminer graphiquement les résistances R

a

et R

b

relatives à chacune des

associations.

(A2 / 1)

b- En déduire les résistances R

1

et R

2

des résistors associés. Justifier.

(A2 / 1,5)

4/ Calculer le rapport S

1

/ S

2

des sections des deux fils.

(C / 0,5)

Dhafer

Prof ; Med Dhafer Bahroun 3/3

(figure n°1)

Exercice N°2 : (6 points)

On réalise le circuit représenté par la figure n°2. Les ampèremètres ont des résistances

négligeables. À la fermeture de l’interrupteur K, l’ampèremètre (A) indique une intensité I = 2 A.

(figure n°2)

1/ Vérifier que la résistance équivalente à l’association entre M et N est R

éq

= R.

(A2 / 1,5)

2/ a- Définir l’effet Joule.

(A1 / 0,5)

b- Sachant que l’énergie dissipée par effet Joule dans le résistor de résistance R/4

pendant Δt = 3 min est égale à E

th

= 2160 J, déterminer la valeur de R.

(A2 / 0,5)

3/ a- Énoncer la loi d’Ohm relative à un conducteur ohmique.

(A1 / 0,5)

b- Déterminer les indications des ampèremètres (A

1

) et (A

2

).

(C / 2)

4/ Déterminer la puissance électrique fournie par le générateur.

(A2 / 1)

Bon travail

Dhafer