1. Le symbole du noyau atomique est ^A_ZX :
   - Le numéro atomique Z indique le nombre de protons du noyau. exact.
   - Le nombre A indique le nombre de neutrons du noyau. faux ( A = nombre de protons et de neutrons)
   - L'élément chimique X associé au noyau est caractérisé par le nombre Z. exact.
   - Les isotopes d'un élément ont même nombre de nucléons. faux (même nombre de protons, des nombres de neutrons différents)
   
2. Lors d'une réaction nucléaire, il y a conservation :
   - Du nombre de protons et du nombre de neutrons. faux ( conservation du nombre total de nucléons).
   - Du nombre de nucléons. exact.
   - De la charge électrique, donc du nombre de protons. faux ( conservation de la charge électrique )
   - De la charge électrique. exact.
   
3. L'iode ¹³¹₅₃I et le Telluere ₅₂Tl sont radioactifs b^-. Les masses des noyaux d'iode 131 et de tellure peuvent être considérées comme égales. la demi-vie de l'iode 131 et 8,0 jours, celle du telluere 131 a pour valeur 25 min.
   - Le tellure et l'iode sont isotopes. faux ( Z est différent ₅₃I et ₅₂Tl)
   - Un gramme d'iode 131 et un gramme de tellure 131 ont la même activité. faux ( A = lN ; N est le même, mais les demi-vies, donc les constantes radioactives sont différentes).
   - A masse égale, l'activité de l'iode 131 est très supérieure à celle du tellure 131. faux ( l=ln2 / t_½ ; la demi-vie du tellure 131 est inférieure à celle de l'iode 131 ; la constante radioactive du tellure 131 est donc supérieure à celle de l'iode 131 ; à masse égale, l'activité du tellure 131 est supérieure à celle de l'iode 131 ).
   - Par désintégration b^- l'iode 131 donne du tellure 131. faux (¹³¹₅₃I --> ¹³¹₅₄Xe + ⁰_-1e )
   
4. L'uranium 92 ²³⁸₉₂U est radioactif a.
   - La masse d'un noyau d'uranium ²³⁸₉₂U est inférieure à la somme des masses d'un noyau de ²³⁴₉₀Th et d'une particule a. faux ( la masse totale des produits de fission est inférieure à la masse des réactifs ).
   - L'énergie de liaison d'un noyau d'uranium ²³⁸₉₂U est supérieure à la somme des énergies de liaisons d'un noyau de thorium ²³⁴₉₀Th et d'une particule a. faux ( l'uranium est moins stable que les produits de la fission).
   - La réaction ²³⁸₉₂U -->2³⁴₉₀Th + ⁴₂He est spontanée. exact.
   - - La réaction ²³⁸₉₂U -->2³⁴₉₀Th + ⁴₂He libère de l'énergie. exact.
   
5. La lumière d'un laser est diffractée par une fente fine de largeur a= 0,2 mm. On observe la figure de diffraction sur un écran situé à la distance D= 2,5 m. La longueur d'onde du faisceau laser est l = 520 nm. La largeur de la tache centrale de diffraction est au mm près : 13 mm ; 26 mm ;52 mm ; 104 mm. ½L= l D/a ; L= 2l D/a ; L= 2*5,2 10^-7 * 2,5 / 2 10^-4 = 1,3 10^-2 m = 13 mm.
   
6. 

   - Interrupteur en position 1 et R=0. On observe sur la voie 1 de l'oscilloscope une tension sinusoïdale. faux ( la charge d'un condensateur à travers un résistor est une exponentielle d'équation u(t) = E ( 1 - exp(-t/t)).
   - Interrupteur en position 1 et R différent de zéro : le temps au bout duquel la tension u_AM est égale à la moitié de sa valeur maximale est t =RC. faux ( à t= RC, u_AM = 0,63 E = 0,63 fois sa valeur maximale).
   - Interrupteur en position 2 et R différent de zéro : on observe sur la voie 1 de l'oscilloscope des oscillations pseudo-périodiques). exact.
   - Interrupteur en position 2 et R = 0, l'équation différentielle vérifiée par la tension u_AM est : d²u_AM / dt² + 1/(LC)u_AM =0. exact.
   

7. Une tige de cuivrePP', de longueur L=80 mm, est posée perpendiculairement à deux rails parallèles, conducteurs, horizontaux et distants de D= 50 mm. Les rails sont reliés à un générateur délivrant un courant d'intensité I= 10 A. La barre est placée dans un champ magnétique B ( valeur 20 mT ) uniforme de largeur a = 40 mm.

   - Si le courant va de P vers P' alors la tige se déplace vers le générateur. faux
   - La force de laplace exercée sur la tige est perpendiculaire au plan des rails. faux.

   

   - La valeur de la force de Laplace exercée sur la tige est F= 0,016 N. faux ( F= IaB = 10*0,04*0,02 = 0,008 N).
   - Le travail de cette force lorsque la tige s'est déplacé de 5 cm est 4 10^-4 J. exact (W= F AB = 0,008 * 0,05 =4 10^-4 J ).
   

8. Une lentille convergente de centre optique O, donne d'un objet AB, de hauteur 5 cm et situé à 120 cm en avant de la lentille une image A₁B₁ située 60 cm après la lentille. AB est perpendiculaire à l'axe optique de la lentille et A est situé sur cet axe.
   
   On écrit en gras et en bleu les distances algèbriques.

   - La vergence de cette lentile est 0,83 d. faux ( OA = -1,2 m ; OA₁ = 0,6 m ; formule de conjugaison : vergence = 1/OA₁ - 1 /OA = 1/0,6 + 1/1,2 = 2,5 d )
   - La distance focale vaut 40 cm. exact ( f' = 1 / vergence = 1/2,5 = 0,4 m = 40 cm).
   - Le grandissement de cette lentille est de 0,5. faux (g =OA₁ / OA = 0,6 / (-1,2) = -0,5).
   - La grandeur algèbrique de l'image est -2,5 cm. exact (A₁B₁ =g AB = -0,5*5 = -2,5 cm).
   

9. Deux pendules simples, l'un appelé P₁ de longueur L₁ = 0,400 m et l'autre appelé P₂ de longueur L₂ = 0,441 m, sont lancés au même instant, à partir de leur position d'équilibre, dans le même sens. Le temps au bout duquel les deux pendules repassent simultanément et dans le même sens pour la première fois par leur position d'équilibre est de 1,2 s ; 24,0 s ; 25,3 s ; 26,6 s.
   Périodes T₁ = 2p(L₁/g)^½ =6,28 (0,4/9,8)^½ =1,269 s ; T₂ = 2p(L₂/g)^½ =6,28 (0,441/9,8)^½ =1,332 s .
   A l'instant recherché, P₁ a effectué une oscillation de plus que P₂ : n T₂ = (n+1) ₁ ;
   1,332 n = 1,269(n+1) d'où n = 20 et par suite t = 20*1,332 =26,6 s.

   ---

   ---

Le document ci-dessous donne le diagramme d'énergie de l'atome d'hydrogène.
 

- Le niveau d'énergie nulle est le plus stable. faux ( l'énergie nulle correspond à l'atome ionisé )
- L'énergie de l'atome d'hydrogène est quantifiée. exact.
- L'énergie dionisation de l'atome d'hydrogène est : 2,176 10^-19 J. exact. ( 13,6 eV = 13,6 * 1,6 10^-19 J = 2,176 10^-19 J )

- L'atome d'hydrogène peut absorber un photon de longueur d'onde l=1881 nm. exact.

( Energie du photon E= hc/l = 6,63 10^-34*3 10⁸ / 1,881 10^-6) = 1,06 10^-19 J = 0,66 eV soit la différence d'énergie entre les niveaux n=4 et n=3 )

- La valeur du produit ionique de l'eau augmente avec la température. exact.

- A 37°C le pH=6,8 peut être considéré comme neutre. exact. ( pH_neutre = -½log 2,5 10^-14)

- Dans une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium telle que [HO^-]= 2,5 10^-3 mol/L, la concentration en ion oxonium vaut 1,1 10^-11 mol/L à 37°C. faux.

[H₃O⁺]= K_e / [HO^-]= 2,5 10^-14 / 2,5 10^-3 = 1,0 10^-11 mol/L.
- En milieu aqueux, la réaction 2H₂O_l = H₃O⁺_aq + HO^- _aq n'a lieu que dans l'eau pure de pH=7. faux.

- Le quotient de réaction initial vaut zéro. faux. Q_{r, i} = [ Fe²⁺]_i/[Cd²⁺]_i = 1.

- La réaction évolue dans le sens direct. exact. ( Q_{r, i} < K).

- L'avancement final à l'équilibre vaut à 1% près 1,11 10^-3 mol. faux.

	avancement (mol)	Cd2+ aq	+ Fe s	= Fe2+aq	+ Cd s
initial	0	0,01*0,01 = 10-4	a	0,01*0,01 = 10-4	b
en cours	x	10-4-x	a-x	10-4+x	b+x
équilibre	xéq	10-4-xéq	a-xéq	10-4+xéq	b+xéq

K=[ Fe²⁺]_éq/[Cd²⁺]_éq =(10^-4+x_éq) / (10^-4-x_éq) = 20 ; 10^-4+x_éq = 20 (10^-4-x_éq) ; 21 x_éq = 19 ; x_éq = 0,9 10^-4 mol.

- Si on ajoute du cadmium solide au mélange initial l'avancement final à l'équilibre augmente. faux. L'expression de K ne contient pas le cadmium solide.

Pile Daniell. La réaction de fonctionnement est : Zn( s) + Cu2+(aq) = Cu( s) + Zn2+(aq) avec K= 1037. Les deux solutions ont la même concentration initiale.

- La solution X est du sulfate de zinc.

- Le métal constituant la borne positive est le cuivre. exact.

- A l'état initial le quotient de réaction vaut 10³⁷. faux. Q_{r, i} = [ Zn²⁺]_i/[Cu²⁺]_i = 1.

- Lorsque la pile est complètement usée son quotient de réaction est nulle. faux. Q_{r, éq} = [ Zn²⁺]_éq/[Cu²⁺]_éq = K.

n(e) = 1,08 10⁹ / 96500 = 1,12 10⁴ mol d'électrons.

Or Cd²⁺(aq) + 2e^- = Cd(s) d'où n( Cd ) =½ n(e) = 5,6 10³ mol de cadmium

m = nM = 5,6 10³ * 112,4 = 6,29 10⁵ g = 629 kg.

- L'ester obtenu est le butanoate d'éthyle. faux. étahnoate de butyle.

(CH₃-CO)₂O + CH₃-CH₂-CH₂-CH₂OH --> CH₃-COO-(CH₂)₃-CH₃ + CH₃COOH

- Le volume de butan-1-ol utilisé est 91 mL. faux.

m( alcool) = 74 g/mol ; n = 0,1 mol ; m = 7,4 g et V= m/r _alcool =7,4/0,81 = 9,1 mL

- La réaction est lente et limitée. faux.

- Le rendement de cette réaction est 79%. faux.

n(ester) _théorique = 0,1 mol ; M(ester) = 116 g/mol ; m(ester) _théorique =11,6 g ; rendement : 10,4/11,6*100 = 89%.

Lors d'une échographie du coeur on utilise des ondes ultrasonores de fréquence 2,00 MHz. Dans les tissus cardiaques, leur vitesse de propagation est de l'ordre de 1,5 km/s.

Pour étudier ces ultrasons on relie une sonde réceptrice d'ultrasons à un oscilloscope dont on a photographié l'écran. ( photo ci-contre ).

1. Quelle est la nature des ondes ultrasonores ? ondes mécaniques progressives longitudinales.
2. Pourquoi ces ondes ne sont-elles pas audibles ? fréquence > 20 kHz.
3. Quelle est leur longueur d'onde dans les tissus cardiaques ? l= c/f = 1500 / 2 10⁶ = 7,5 10^-4 m.
4. Ces ondes peuvent être diffactées par le coeur ? Pourquoi ? non, car la dimension du coeur est bien différente de la longueur d'onde l.
5. Quand dit-on qu'un milieu est dispersif ? La fréquence de l'onde dépend de la célérité de l'onde.
6. Lorsque les ondes ultrasonores se déplacent dans l'air, quelles sont les caractéristiques qui sont modifiées ? célérité et longueur d'onde sont modifiées ; fréquence et période restent constantes.
7. Sur quelle sensibilité est réglée la base des temps de l'oscilloscope ? période de l'onde : 1/210⁶ = 5 10⁷ s= 0,5 ms.
   On observe 1 période pour 2,5 divisions soit 0,2 m s/div.