epreuves et corrigé PHYSIQUES

BACC BLANC SERIE 

EPREUVE DE PHYSIQUES Durée :3 h

Exercice I (7pts) : Phénomènes corpusculaires

I 1 La cathode d’une cellule photoélectrique est éclairée par une radiation de longueur d’onde ?. L’énergie d’extraction est égale à 2,2 Ev. Il faut établir entre la cathode et l’anode, une tension de 0,4 V pour annuler le courant photo électronique.

I (1-1) Calculer la vitesse maximale des électrons éjectés (0.5pt)

I(1 -2) La longueur d’onde de la radiation employée (1pt)

I (1-3) La longueur d’onde seuil (1pt)

I2 On mesure les tensions d’arrêt d’une cellule photoélectrique pour plusieurs longueurs d’onde , on obtient :

I(2-1) Tracer la courbe de la tension O (1.5pt)

I(2-2) A partir de cette courbe , déterminer la fréquence seuil, la constante de Planck, la longueur d’onde seuil et le travail d’extraction de la surface sensible (3 pts)

Exercice II (6pts) Les mouvements dans le champ de force.

II-1 Un solide de centre d’inertie G, animé d’une vitesse V= 2m/s, aborde un plan incliné qu’il monte en glissant sans frottement. L’angle d’inclinaison du plan incliné par raport à ‘horizontale vaut ? = 30°.

II(1-1) Quelle est la nature du mouvemen de G ? (0.5pt)

II(1-2) Quelle est la distance parcourue par le solide sur le plan incliné avant l’arrêt ? (1pt)

II(1-3) Une fois arrêté, que va faire le solide ? ( on prendra g = 9.8m/s ) (1pt)

II-2

II(2-1) Enoncer la loi de Laplace (0.5pt)

II(2-2) Application : La balance de coton

La balance de coton schématisée ci-dessous peut osciller autour d’un axe horizontal dont la section avec le plan de la figure est le point O. La portion CD baigne dans un champ magnétique uniforme.

II(2-2-1) Déterminer les caractéristiques de la force électronique s’exerçant sur l’élément du circuit CD et écrire la condition d’ équilibre de la balance ( les forces s »exerçant sur AD et BC n’interviennent pas. (1pt)

II(2-2-2) Montrer que e dispositif permet de mesurer des champs magnétiques.

Démontrer pour cela, la relation liant B avec m ; g ; I ; l ; d ; et d’ 1pt)

II(2-2-3) Connaissant un champ Bo, montrer que l’on peut en déduire un champ inconnu B par une simple mesure de la masse (1pt)

Exercice III (7pt) Les systèmes oscillants

III(1) n prendra dans tout le problème ?² = 10 et g = 10m/s²

Une tige AB de masse négligeable mesurant 1.20m, peut osciller sans frottement dans un plan vertical autour d’un axe horizontal (D) perpendiculaire à AB et passant par un point O de AB

Une masse ponctuelle mA = 50g est placée en A

On écarte la tige de sa position d’équilibre stable d’un petit

angle O et on l’abandonne sans vitesse initiale.

III(1-1) Etablir l’équation différentielle du mouvement de la tige (0.5pt)

En déduire la relation qui donne la période T des petites oscillations (0.5pt)

III(1-2) Pendant 4 minutes, le système effectue 120 oscillations. Quelle est la valeur de la distance OA ?(1pt)

III(1-3) Une masse ponctuelle mb = 2 ma est placée en B.

-Calculer le moment d’inertie de ce nouveau système par

rapport à ‘D) et donner la position du centre d’inertie (1pt)

-Donner la période T’ des oscillations de faible amplitude de ce pendule (1 pt)

III(1-4) La tige AB munie uniquement de la masse ma est horizontale, puis on l’abandonne à elle-même sans vitesse initiale, son axe de rotation étant toujours (D)(1pt)

-Quelle est la vitesse angulaire acquise par le système au passage par sa position d’équilibre stable ? (1pt)

III-1 Etude de la stroboscopie

L’hélice ‘un ventilateur comportant 3 pales régulièrement espacées, est éclairée à l’aide d’un stroboscope. Le ventilateur tourne à la vitesse N= 3tr/s.

III(1-2) Quelle est la fréquence de rotation du ventilateur ? (0.5pt)

III(1-3) Qu’observe-t-on lorsque fe = 36Hz ; fe = 18 Hz ; fe = 35Hz ? (0.5x3=1.5pt)

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