Concours miss sciences -2023

Épreuve de sciences physique 

Exercice 1

Le rapport entre la charge $\left(Q_{1}\right)$ du noyau d'un atome $X$ et la charge $\left(Q_{2}\right)$ de son ion $X^{2-}$ est que $\dfrac{Q^{1}}{Q_{2}}=\dfrac{8}{9}$

1.1. Déterminer le numéro atomique $Z$ de $X$ puis préciser la période et le groupe aux quels il appartient.

1.2. Donner le schéma de Lewis de $X.$

1.3. L'atome $X$ forme avec l'aluminium $AI$ un composé ionique $A1_{n}X_{m}(n\text{ et }m\text{sont des entiers naturels inférieurs à })5.$

1.3.1. Déterminer les valeurs de $n$ et $m.$

1.3.2. Nommer ce composé ionique.

Exercice 2

Masse molaires en $g\cdot mol^{-1}$ :

$O\ :\ 16$ ; $Al\ :\ 27$ ; $Sn\ :\ 119$

On fait réagir dans des proportions stœchiométrique l'aluminium et le dioxyde d'étain $SnO_{2}$, il se forme uniquement de l'alumine $Al_{2}O_{3}$ et de l'étain.

2.1 Écrire l'équation bilan de la réaction 

2.2 Déterminer Déterminer la composition centésimale massique du mélange initial.

2.3 Déterminer, en fonction de la masse d'aluminium, les masses d'alumine $Al_{2}O_{3}$ et d'étain formés lorsque le rendement de la réaction est de $80\%$

Exercice 3

Une ampoule électrique est traversée par un courant continu d'intensité $I=0.1A$

3.1 Déterminer en une minute : 

3.1.1. La quantité de charge qui traversé la lampe.

3.1.2. Le nombre d'électrons qui ont traversé la lampe.

3.2 On alimente cette ampoule avec une pile sur laquelle se trouve l'inscription $<<1200\,mAh>>$ 

3.2.1 Que signifie cette inscription ?

3.2.2. Déterminer la durée de fonctionnement de l'ampoule.

Exercice 4

On dispose d'un fil de cuivre de longueur $150,m$ et de diamètre $d=0.06\,mm$ pour réaliser une une alimentation électrique. 

La résistivité du cuivre est $\rho=17.24\cdot10^{-3}\Omega\cdot m.$

4.1 Calculer la variation de la résistance de ce fil.

4.2 Calculer la variation de la résistance lorsque sa température passe de $20^{\circ}C$ à $100^{\circ}C.$ 

On admet que la résistance du conducteur varie en fonction de la température selon l'expression :  $$R=R_{0}(1+aT)$$

$\alpha$ est le coefficient de température vaut $\alpha=4\cdot 10^{-3}°C^{-1}$ et $R_{0}$ représente la résistance du conducteur à la température de $0^{\circ}C.$

Exercice 5

Installation d'un panneau solaire, de poids $P=400\,N$, comprend un pied support $OB$ perpendiculaire au panneau.

Le contact entre le pied support et le panneau s'effectue sans frottement.

Le panneau repose, en $A$, sur le sol supposé horizontal.

Le panneau est en équilibre et $OB=AB$

5.1 Faire le bilan des forces qui s'exercent sur le panneau et les représenter sans considération d'échelle.

5.2 Énoncer les conditions générales d'équilibre du panneau.

5.3 Existe-t-il des frottement au sol ? Justifier.

5.4 Déterminer les caractéristiques des autres forces qui s'exercent sur le panneau.

II. Compétences :

Pour les besoins 'un programme agricole dans la région de saint-louis, Les autorités ont mis à la disposition des populations deux champs, dans deux zones différentes.

Pour faire un bon chois, ces populations ont fait appel à un ingénieur agronome.

Ce dernier décide de travailler avec des élèves de secondes $S$ de certains établissement de la localité pour connaitre la nature de ces deux sols et avoir une idée sur leur fertilité.

Ils ont réalisé les deux expériences suivantes.

Expérience 1 :

Des mesures granulométriques réalisées dans les deux champs ont permis d'avoir les résultats suivants :

Échantillons 1 

prélèvement dans le champ 1

Échantillons 2 

prélèvement dans le champ 2

$\begin{array}{|c|c|c|} \hline \text{Maille en }(mm)&\text{Echantillon }1(g)&\text{Echantillon }2(g)\\ \hline \text{Entre }0.2\text{ et }2\,mm&44&20\\ \hline \text{Entre }0.05\text{ et }&42&30\\ \hline \text{Entre }0.002\text{ et }&25&38\\ \hline <0.002&7&30\\ \hline \end{array}$

1. Calcule, pour chaque échantillon de sol, les pourcentages des masses de particules fondamentales.

2. Traduis ces résultats sous formes d'histogramme.

3. Compare la composition granulométrique des deux sols.

4. En utilisant le diagramme des textures, détermine la texture de chacun de ces deux sols. $\text{(voir diagramme de textures à la page }5\cdot A\text{ A rendre avec la copie)}$

Expérience 2 

Ils procèdent à une mise en évidence mes minéraux, à la détermination du $PH$; de la quantité de matières organiques azotées et de l'activité des microorganismes dans les échantillons de sols.

Il obtient résultats consignés dans le tableau ci-dessous.

$\begin{array}{|c|c|c|} \hline &\text{Echantillon }1(\text{ sol }1)&\text{ Echantllon }2(\text{sol }2)\\ \hline \text{Litière }&\text{Abondante }&\text{Abondante }\\ \hline PH&4&8\\ \text{Température à }10\,cm\text{ sous la litière }&\text{Basse }&\text{Elevée }\\ \hline \text{Humidité }&\text{Faible }&\text{Elevée }\\ \hline \text{Calcium }&\text{Faible }&\text{Important }\\ \hline \text{nitates }&\text{Peu importantes }&\text{Importantes }\\ \hline \text{Microorganismes }&\text{présents }&\text{présents}\\ \hline \text{Humus }&\text{Peu épais }&\text{Très épais }\\ \hline \end{array}$

5. Utilise les résultats de l'expérience $2$ pour expliquer l'activité des microorganismes dans les deux sols et ses conséquences dans la fertilisation de ces sols.

En déduire le sol le plus fertile

6. Intègre les données des deux expériences pour choisir :

a. Le sol le plus apte à présenter une structure grumeleuse.

b. Le sol le plus perméable.

7. Déduire de ces informations, le champ qui devra abriter le projet.

Justifie ton choix.

Schéma ci-dessous. 

On a mesuré la quantité de dioxygène et de dioxyde de carbone dans son terrier, pendant le sommeil et au réveil.

Les résultats sont consignés dans le tableau ci-dessous.

$\begin{array}{|c|c|c|} \hline &02\text{ en }\%&COD2\text{ en }\%\\ \hline \text{Sommeil }&17&\text{Inférieur à }5\\ \hline \text{Réveil }&11&13\\ \hline \end{array}$

Par ailleurs la mesure des paramètre physiologiques de l'écureuil spermophile au cous des saisons montre les résultats :

$\begin{array}{|c|c|c|} \hline \text{Paramètre physiologiques }&\text{Avant l'hiver }&\text{Pendant l'hiver}\\ \hline \text{Température corporelle }\left(^{\circ}C\right)&32&4\\ \hline \text{Rythme Cardiaque }&350\text{ battements à la minute }&3\text{ à }4\text{ battements à la minute }\\ \hline \text{Poids (en grammes)}&300\text{ à }400&\text{150}\\ \hline \end{array}$

1. Par quel terme désigne-t-on ce mode de vie ?