éduscol Baccalauréat général Ensegnement de physque-chme Baccalauréat général annale zéro Épreuve de spécalté séres S Recommandatons de correcton pour les sujets de l épreuve de spécalté de physque-chme Pour la correcton de l'écrt et pour l'oral, l est ndspensable de respecter le programme et ses commentares (B.O. spécal n 8 du 13 octobre 011). Les modaltés de l épreuve de scences physques du baccalauréat général, sére S, à compter de la sesson 013, sont fxées par la note de servce n 011-154 du 3/10/011 publée au B.O. spécal n 7 du 6 octobre 011 Exemple 1 : Comment sont postonnées les frettes sur le manche d une gutare? (5 ponts) Exemple : La chaptalsaton (5 ponts) Exemple 3 : Des équlbres acdo-basques en mleu bologque (5 ponts) Exemple 1 Comment sont postonnées les frettes sur le manche d une gutare? (5 ponts) 1. Éléments de réponse Compétences évaluées barème S L dmnue, T ou μ augmentent, la fréquence f du son éms augmente.. Extrare et exploter l nformaton Rasonner 0,5 pont s le prncpe de l analyse est comprs sur un tem 1 pont s le prncpe de l analyse est comprs sur au mons deux tems Éléments de réponse Compétences évaluées barème Le gutarste déplace son dogt de cases de façon à raccourcr la corde 3. Extrare et exploter l nformaton 0,5 pont Éléments de réponse Compétences évaluées barème f Do3 = 6 Hz f Do4 = 53 Hz Extrare et exploter l nformaton Rasonner Calculer 0,5 pont s le prncpe est comprs mas certans éléments nexacts (valeurs numérques, étourderes, ) 1 pont s les réponses sont correctes MEN/DGESCO-IGEN Jun 01 http://eduscol.educaton.fr/prog
4. Éléments de réponses : S f est la fréquence du son éms lorsque la corde est bloquée sur la frette n et L la longueur 1 T alors utle de la corde, on a : L =. f μ La gamme tempérée est construte de telle sorte que : 1 T Or L o = fo μ d où : L = L fo L. Il vent : L o = f 1 manche est donc : d = L o L = L o (1 - ) 1 o 1 1 f = f. On trouve : d 1 = 3,6 cm ; d = 7,1 cm ; d 3 = 10,4 cm ; d 4 = 13,5 cm. o. La dstance d de la frette à l extrémté du Sur la photo, la dstance entre deux frettes successves dmnue. Les valeurs numérques de cette dstance sont successvement : 3,5 cm, 3,3 cm et 3,1 cm, valeurs décrossantes. Détermnaton de l échelle de la photographe du document 1 : 1,8 cm correspondent à 65, cm. Postons des frettes numéro 1 à 4, mesurées sur la photo : 0,7 cm, 1,4 cm,,0 cm et,5 cm, sot en réalté : 3,6 cm, 7,1 cm, 10, cm et 1,7 cm, ce qu correspond aux résultats précédemment obtenus. Éléments d évaluaton : Extrare et exploter l nformaton Rasonner Calculer Communquer Barème : Résoluton satsfasante Résoluton partelle dstance entre les frettes (document 1) len f, L, T et μ (document ) len f / note dans la gamme tempérée (document 3) passage d une note à la suvante par appu sur la case en dessous pour raccourcr la corde (document 3) proposton de démarches cohérentes proposton pertnente de vérfcatons smples des résultats obtenus regard crtque sur les résultats calculs lttéraux corrects applcatons numérques correctes syntaxe des réponses correcte bonne utlsaton des connecteurs logques (donc, car, or, etc.) correcton orthographque présentaton correcte des résultats (chffres sgnfcatfs, unté) Les objectfs fxés par la queston sont pour l essentel attents. Les réponses sont argumentées et la démarche suve est clarement exposée. L ensemble est correctement rédgé. La réponse ntègre la plupart des nformatons utles. La démarche suve est pertnente, clarement exposée, même s elle n aboutt pas. L ensemble est correctement rédgé. Les nformatons sélectonnées sont pertnentes au regard de la queston, mas peu sont correctement explotées. Quelques éléments de démarche sont présents. L ensemble est correctement rédgé. Les nformatons sélectonnées sont ncomplètes ou mal choses. Il n y a pas de démarche construte. Les éléments resttués ne sont pas organsées.,5 ponts ponts 1,5 pont 1 pont Aucune Quelques éléments très smples d analyse, sans démarche construte. 0,5 pont résoluton Absence de toute démarche cohérente. 0 pont Mnstère de l éducaton natonale (DGESCO IGEN) Baccalauréat général Physque-chme Exemple de sujet de spécalté de la sére S Page sur 6
Exemple Étude de deux nanosources de lumère (5 ponts) Ce sujet de spécalté s nscrt dans le THEME 3 : Matéraux Domane d étude : nouveaux matéraux Mots-clé : nanopartcules 1. D après les documents 1 et, 10 l < L < 16 l La talle caractérstque de la cyanne est de l ordre du nanomètre, c est donc un nano-objet. Extrat du programme de la classe termnale (BO spécal n 8 du 13 octobre 011) Énerge, matère et rayonnement Du macroscopque au mcroscopque Constante d Avogadro. Extrare et exploter des nformatons sur un dspostf expérmental permettant de vsualser les atomes et les molécules. Évaluer des ordres de grandeurs relatfs aux domanes mcroscopque et macroscopque.. Une flèche vertcale vers le haut. Une flèche horzontale vers la drote + photon de fréquence ν avec ν = c hc Δ E = hν = λ et λ λ a = 416nm sot ΔE a = 6,6 10-34 3,00 10 8 /416 10-9 = 4,77 10-19 J =,98 ev λ b = 519nm sot ΔE b = 6,6 10-34 3,00 10 8 /519 10-9 = 3,83 10-19 J =,39 ev λ c = 65nm sot ΔE c = 6,6 10-34 3,00 10 8 /65 10-9 = 4,77 10-19 J = 1,99 ev λ d = 735nm sot ΔE d = 6,6 10-34 3,00 10 8 /735 10-9 = 4,77 10-19 J = 1,69 ev Extrat du programme de la classe de premère (BO spécal n 9 du 30 septembre 010) OBSERVER Couleurs et mages Sources de lumère colorée Interacton lumère-matère : émsson et absorpton. Quantfcaton des nveaux d énerge de la matère. Modèle corpusculare de la lumère : le photon. Énerge d un photon. Relaton ΔE = hν dans les échanges d énerge. Interpréter les échanges d énerge entre lumère et matère à l ade du modèle corpusculare de la lumère. Connaître les relatons λ= c/ν et ΔE = hν et les utlser pour exploter un dagramme de nveaux d énerge. Extrat du programme de la classe termnale (BO spécal n 8 du 13 octobre 011) Énerge, matère et rayonnement Transferts quantques d énerge Émsson et absorpton quantques. Transtons d énerge : électronques, vbratores. Assocer un domane spectral à la nature de la transton mse en jeu. Mnstère de l éducaton natonale (DGESCO IGEN) Baccalauréat général Physque-chme Exemple de sujet de spécalté de la sére S Page 3 sur 6
3. λ DB =L ;; p=me.v ; λ = DB h 1 p h h p ; Ec = mev ; Ec = = = m m λ 8m L. e e DB e Extrat du programme de la classe de premère (BO spécal n 9 du 30 septembre 010) COMPRENDRE Los et modèles Formes et prncpe de conservaton de l énerge Énerge d un pont matérel en mouvement dans le champ de pesanteur unforme : énerge cnétque, énerge potentelle de pesanteur, conservaton ou non conservaton de l énerge mécanque. Connaître et utlser l expresson de l énerge cnétque d un solde en translaton et de l énerge potentelle de pesanteur d un solde au vosnage de la Terre. Extrats du programme de la classe termnale (BO spécal n 8 du 13 octobre 011) Temps, mouvement et évoluton Défnr la quantté de mouvement p r d un pont matérel. Énerge, matère et rayonnement Dualté onde-partcule Partcule matérelle et onde de matère ; relaton de de Brogle. Savor que la lumère présente des aspects ondulatore et partculare. Extrare et exploter des nformatons sur les ondes de matère et sur la dualté onde-partcule. Connaître et utlser la relaton p = h/λ. 4. D après le document 4, «s l énerge cnétque de l électron augmente, les dfférences d énerge augmentent auss». S L augmente, E c dmnue, donc ΔE auss. 5. Une des réponses est attendue : λ 3 =λ V =530nm λ =λ J =560nm λ 1 = λ R =60nm hc Δ E ( r1 ) = λ = 6,6 10-34 3,00 10 8 /60 10-9 = 3,0 10-9 J=,00eV sot r 1= 1nm 1 hc Δ E ( r ) = λ = 6,6 10-34 3,00 10 8 /560 10-9 = 3,55 10-9 J=,eV sot r = 8nm hc Δ E ( r3 ) = λ = 6,6 10-34 3,00 10 8 /530 10-9 = 3,75 10-9 J=,34eV sot r 3= 7nm 3 Mnstère de l éducaton natonale (DGESCO IGEN) Baccalauréat général Physque-chme Exemple de sujet de spécalté de la sére S Page 4 sur 6
Extrat du programme de la classe de premère (BO spécal n 9 du 30 septembre 010) OBSERVER Couleurs et mages Sources de lumère colorée Interacton lumère-matère : émsson et absorpton. Quantfcaton des nveaux d énerge de la matère. Modèle corpusculare de la lumère : le photon. Énerge d un photon. Relaton ΔE = hν dans les échanges d énerge. Interpréter les échanges d énerge entre lumère et matère à l ade du modèle corpusculare de la lumère. Connaître les relatons λ= c/ν et ΔE = hν et les utlser pour exploter un dagramme de nveaux d énerge. Extrats du programme de la classe termnale (BO spécal n 8 du 13 octobre 011) Analyse spectrale Spectres UV-vsble Len entre couleur perçue et longueur d onde au maxmum d absorpton de substances organques ou norganques. Exploter des spectres UV-vsble. Énerge, matère et rayonnement Du macroscopque au mcroscopque Constante d Avogadro. Extrare et exploter des nformatons sur un dspostf expérmental permettant de vsualser les atomes et les molécules. Évaluer des ordres de grandeurs relatfs aux domanes mcroscopque et macroscopque. 6. Les nanocrstaux émettent de la lumère dans le domane vsble car ls sont fluorescents, alors que les cyannes absorbent la lumère. On utlsera donc les nanocrstaux pour réalser un affchage couleur. Extrat du programme de la classe de premère (BO spécal n 9 du 30 septembre 010) OBSERVER Couleurs et mages Couleur, vson et mage Couleur des objets. Synthèse addtve, synthèse soustractve. Absorpton, dffuson, transmsson. Utlser les notons de couleur blanche et de couleurs complémentares. Prévor le résultat de la superposton de lumères colorées et l effet d un ou pluseurs fltres colorés sur une lumère ncdente. Mnstère de l éducaton natonale (DGESCO IGEN) Baccalauréat général Physque-chme Exemple de sujet de spécalté de la sére S Page 5 sur 6
Exemple 3 : La salnté pour surveller les océans (5 ponts) La salnté est défne sans unté, mas sa valeur s apparente à la valeur de masse en g/kg d espèces chmques dssoutes dans l eau. Accepter toute valeur de S même sans unté. 1. Comprendre la noton de salnté msel 1.1. S = or m eau = ρ.v d où : m sel = S.d.ρ.V = 36 g.kg -1 meau Calcul à l ade d un produt en crox est accepté 1.. On pèse 1kg d eau de mer, l eau est élmnée par vaporsaton, et on pèse le résdu. La salnté est la masse de résdu restant. Toute réponse cohérente sera acceptée (dstllaton par exemple). Mesurer la salnté des océans [ ].1. = λ X = 6,71 S.m 1. La valeur ne correspond pas à la valeur mesurée. La concentraton σ en ons est trop élevée pour que la relaton = λ [ ] 1 σ X sot valable. σ arct.. K = ; S =0,0080 0,169 K + 5,3853 K + 14,0941 K 7,061 K +,7081 K = 3 g.kg -1 σ réel Cette eau est mons salée que l «eau de mer normale». 3. La salnté des eaux de surface océanques et le clmat 3.1. Entre ces lattudes, la température augmente ce qu augmente l évaporaton et donc la salnté. La salnté des eaux de surface augmente avec la température. 3.. La basse de la salnté constatée au nveau de l équateur, s explque par les précptatons abondantes, dluant les eaux de surface. 3.3. Zone B : salnté forte due à l évaporaton ntense des eaux de surface et mer «fermée», peu almentée en eau douce, Zone C : salnté fable due à l apport massf en eau douce de l Amazone. 3.4. L augmentaton de la température fat fondre les glaces du pôle ce qu va entraîner une basse de la salnté dans cette zone. Tout rasonnement cohérent accepté. 3 5 Mnstère de l éducaton natonale (DGESCO IGEN) Baccalauréat général Physque-chme Exemple de sujet de spécalté de la sére S Page 6 sur 6