Détermination de la distance focale d une lentille convergente

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1 الهيئة األكاديمي ة المشتركة قسم: العلوم المادة: الفيزياء الشهادة: المتوسطة نموذج رقم 4 المد ة: ساعة واحدة نموذج مسابقة )يراعي تعليق الدروس والتوصيف المعد ل للعام الدراسي وحتى صدور المناهج المطو رة( Cette épreuve comporte quatre eercices obligatoires répartis sur deu pages. L'usage des calculatrices non programmables est autorisé. Eercice (5 points) Détermination de la distance focale d une lentille convergente Dans une séance de travau pratiques, on dispose d une lentille convergente, d un objet lumineu de taille 2 cm et d un écran. Le but est de déterminer la distance focale de. n place l objet à une distance d de la lentille. n remarque que, lorsque la distance D entre l objet et l écran vaut 90 cm, on obtient sur l écran une image nette de taille 4 cm. La figure du (Doc ) ci-dessous montre l objet, son image réelle '' et l ae optique de. ' cm (Doc ) ) Reproduire, sur le papier millimétré, la figure du (Doc ) ci-dessus. 2) La ligne droite passant par et ' rencontre l ae optique ' en un point. 2-) Epliquer pourquoi le point est le centre optique de. 2-2) Représenter la lentille sur le schéma. ) Pour déterminer la distance focale de la lentille, on trace un rayon lumineu issu de parallèlement à l ae optique. -) Compléter la marche de ce rayon. -2) Indiquer sur la figure, en le justifiant, la position du foyer image F' de. -) Déduire la distance focale de. Eercice 2 (4 points) Pression d un gaz confiné Le but de cet eercice est de déterminer la pression d un gaz confiné. Pour cela, on a fait l epérience représentée par le document (Doc 2) ci-contre et on a obtenu : H = 7 et h = 50 cm. Les deu tubes et la cuve contiennent du mercure de masse volumique ρ = 600 kg/m. Prendre : g = 0 N/kg. ) Les pressions au points et sont égales. Justifier. 2) Calculer la pression en. ) Déduire la pression du gaz confiné. /2 Vide H (Doc 2) Gaz confiné h

2 Eercice (6 points) Tension alternative et le réglage d un oscilloscope Le document (Doc ) ci-contre représente l oscillogramme d une tension électrique alternative u délivrée au bornes d'un générateur basse fréquence (GF). La valeur maimale de la tension u est = 5 V et sa période est T = 20 ms. ) Réglage de l oscilloscope. -) Déterminer la sensibilité verticale Sv de l oscilloscope. -2) Déterminer la sensibilité horizontale Sh de l oscilloscope. 2) Tension u. 2-) Indiquer le type de la tension alternative u. 2-2) Calculer la fréquence de u. (Doc ) 2-) Calculer la valeur efficace de u. 2-4) Une lampe, de tension nominale 5 V, est directement branchée au bornes du (GF). Préciser si la lampe brille fortement, normalement ou faiblement. Eercice 4 (4 points) Détermination de la masse volumique d un liquide Le but de cet eercice est de mesurer la masse volumique d'un liquide. Pour cela, on dispose d un solide (S) dont la valeur du poids est P = 5 N, d un dynamomètre et d une éprouvette graduée contenant du liquide de volume V = 250 ml comme l indique le document (Doc 4) ci-contre. n suspend (S) au dynamomètre et on l immerge complètement dans le liquide. À l équilibre, le niveau du liquide correspond à la graduation V2 = 00 ml et le dynamomètre indique 4,6 N comme l indique le document (Doc 5) ci-contre. Prendre : g = 0 N/kg. Le solide (S) est soumis à l action de la poussée d rchimède F de valeur F. ) Indiquer la direction et le sens de F. 2) Soit P app, le poids apparent de (S), de valeur Papp. Ecrire la relation donnant F en fonction de P et Papp. ) Calculer F. 4) Calculer, en ml, puis convertir en m, le volume V du liquide déplacé. 5) Déterminer la masse volumique du liquide en kg/m. 2/2

3 الهيئة األكاديمي ة المشتركة قسم: العلوم المادة: الفيزياء الشهادة: المتوسطة نموذج رقم 4 المد ة: ساعة واحدة أسس التصحيح )تراعي تعليق الدروس والتوصيف المعد ل للعام الدراسي وحتى صدور المناهج المطو رة( Eercice (5 points) Détermination de la distance focale d une lentille convergente ' cm 2- Un rayon lumineu, issu de et passant par le centre optique d une lentille convergente, émerge sans déviation et passe par l image réelle de. Les points, et le centre optique de la lentille sont donc alignés. En plus, le centre optique appartient à l ae optique. Il en résulte que le centre optique est l intersection du rayon avec l ae optique. Dans notre cas, c est le point. 2-2 ' cm /

4 - ' cm -2 Lorsqu un rayon lumineu tombe sur une lentille convergente parallèlement à son ae optique, il émerge en passant par le foyer image F'. insi, F est le point d intersection de ce rayon émergent avec l ae optique. ' F cm - f = F. f = 4 5 = 20 cm. Eercice 2 (4 points) Pression d un gaz confiné et appartiennent au même liquide en équilibre et au même niveau horizontal. 2 P = ρ g H + PVide P = , = Pa. P = ρ g h + PGaz PGaz = P ρ g h = P ρ g h PGaz = ,5 = 4000 Pa 2/

5 Eercice (6 points) Tension alternative et réglage d un oscilloscope - La tension u a une valeur maimale qui couvre Ym = div. SvYm Sv Ym 5 S v 5 V / div -2 La tension u a une période T qui couvre X = 0 div. T ShX T S h X 20 S h 2 ms / div 0 2- Tension alternative sinusoïdale. 2-2 f T vec T = 20 ms = s f 50 Hz U 2 5 U 0,6 V La lampe brille faiblement car elle est soumise à une tension alternative de valeur efficace inférieure à sa tension nominale (0,6 V < 5 V). Eercice 4 (4 points) Détermination de la masse volumique d un liquide La direction de F est verticale et son sens est ascendant. 2 F = P Papp F = 5 4,6 = 0,4 N. 4 V = V2 V = = 50 ml V = l = m ou bien m 5 F = Vimmergé g or Vimmergé = V car le solide (S) est complètement immergé dans le liquide donc F = ρ V g F V g 0,4 800 kg / m /