Fiches de révision Bac physique-chimie Terminale : ondes, mécanique, énergie

La physique-chimie est souvent la matière la plus redoutée du Bac scientifique. Trop de formules, des chapitres qui semblent déconnectés, des exercices où l’on bloque dès la première question. Pourtant, le programme tient en quelques notions clés bien comprises et bien révisées. Voici 5 fiches de révision Bac physique-chimie Terminale sur les ondes, la mécanique, l’énergie, l’atome et la chimie organique, avec les formules essentielles et un exercice type Bac corrigé pour chaque chapitre. Objectif : te donner une base solide pour aborder l’épreuve avec méthode plutôt que paniquer devant l’énoncé.

Fiche 1 - Les ondes : longueur d’onde, fréquence, célérité (niveau : ⭐⭐)

Ce qu’il faut savoir :

• Une onde est la propagation d’une perturbation sans transport de matière. On distingue les ondes mécaniques (besoin d’un milieu, ex. son) et les ondes électromagnétiques (se propagent dans le vide, ex. lumière).
• La période T (en secondes) est la durée d’un motif. La fréquence f (en hertz) est le nombre de motifs par seconde.
• La longueur d’onde λ (en mètres) est la distance parcourue par l’onde pendant une période.
• La célérité c (en m/s) est la vitesse de propagation de l’onde.

Formules à connaître par cœur :

• T = 1/f (période et fréquence sont inverses)
• c = λ × f (relation fondamentale ondes)
• λ = c/f (variante très utilisée)

Question type Bac : Une note de musique a une fréquence f = 440 Hz. La célérité du son dans l’air est c = 340 m/s. Calcule la longueur d’onde de cette note.

✅ Correction : On applique λ = c/f = 340 / 440 = 0,77 m (soit environ 77 cm). On vérifie l’unité (m/s ÷ Hz = m, OK) et on conclut par une phrase : “La longueur d’onde du la 440 dans l’air est d’environ 77 cm.”

Fiche 2 - Mécanique : forces, énergie cinétique, énergie potentielle (niveau : ⭐⭐⭐)

Ce qu’il faut savoir :

• Le principe d’inertie (1ère loi de Newton) : un objet isolé ou pseudo-isolé reste au repos ou en mouvement rectiligne uniforme.
• La 2ème loi de Newton : ΣF = m × a (la somme des forces extérieures égale masse × accélération).
• L’énergie cinétique d’un objet en mouvement : E_c = ½ × m × v² (en joules, avec m en kg et v en m/s).
• L’énergie potentielle de pesanteur : E_pp = m × g × h (g ≈ 9,81 N/kg sur Terre, h = altitude).
• L’énergie mécanique : E_m = E_c + E_pp. Elle se conserve en l’absence de frottements.

Question type Bac : Un objet de masse m = 2 kg tombe en chute libre d’une hauteur h = 5 m. Sans frottements, calcule sa vitesse au moment de l’impact.

✅ Correction : Conservation de l’énergie mécanique entre le point haut (v = 0) et le point bas (h = 0). E_pp_initiale = E_c_finale donc m × g × h = ½ × m × v². On simplifie par m : g × h = ½ × v², donc v = √(2gh) = √(2 × 9,81 × 5) ≈ 9,9 m/s. “L’objet touche le sol à environ 9,9 m/s, soit 35,6 km/h.”

Fiche 3 - Énergie : conservation, conversion, rendement (niveau : ⭐⭐)

Ce qu’il faut savoir :

• L’énergie ne se crée ni ne se détruit, elle se conserve et se convertit d’une forme à une autre (cinétique, thermique, électrique, chimique, lumineuse, nucléaire).
• Tout système réel comporte des pertes (chaleur dissipée, frottements). L’énergie utile est toujours inférieure à l’énergie totale fournie.
• Le rendement η (lettre grecque “êta”) est sans unité, exprimé en % :
• η = E_utile / E_totale (ou P_utile / P_totale pour les puissances).
• Un rendement supérieur à 1 (ou 100 %) est physiquement impossible. Si tu en obtiens un, tu as fait une erreur de calcul.

Question type Bac : Une ampoule LED consomme 10 W d’énergie électrique et produit 8 W de lumière. Quel est son rendement ? Où passent les 2 W restants ?

✅ Correction : η = P_utile / P_totale = 8 / 10 = 0,80 = 80 %. Les 2 W restants sont dissipés sous forme de chaleur (effet Joule dans les composants électroniques). C’est pour cela qu’une ampoule LED chauffe légèrement, mais beaucoup moins qu’une ampoule à incandescence (rendement de l’ordre de 5 %).

Fiche 4 - Atome et radioactivité (niveau : ⭐⭐⭐)

Ce qu’il faut savoir :

• Un atome est constitué d’un noyau (protons + neutrons, appelés nucléons) et d’électrons qui gravitent autour. Notation : ᴬ_Z X (A = nombre de nucléons, Z = nombre de protons).
• Des atomes ayant le même Z mais des A différents sont des isotopes. Certains isotopes sont instables et radioactifs.
• Trois grands types de désintégration :
  • Radioactivité α : émission d’un noyau d’hélium ⁴_2He. Le noyau perd 2 protons et 2 neutrons.
  • Radioactivité β⁻ : un neutron se transforme en proton avec émission d’un électron. Z augmente de 1.
  • Radioactivité β⁺ : un proton se transforme en neutron avec émission d’un positron. Z diminue de 1.
• La demi-vie t_½ est la durée au bout de laquelle la moitié des noyaux radioactifs d’un échantillon se sont désintégrés. Elle est caractéristique de chaque isotope.
• Loi de décroissance : après n demi-vies, il reste N₀ / 2ⁿ noyaux.

Question type Bac : Le carbone 14 a une demi-vie de 5 730 ans. Un échantillon archéologique contient 25 % du carbone 14 initial. Quel est son âge approximatif ?

✅ Correction : 25 % = 1/4 = 1/2², donc il s’est écoulé 2 demi-vies. Âge ≈ 2 × 5 730 = 11 460 ans. “L’échantillon date d’environ 11 500 ans, période de la fin du Paléolithique.”

Fiche 5 - Chimie organique et acide-base (niveau : ⭐⭐⭐)

Ce qu’il faut savoir :

• La chimie organique étudie les molécules à base de carbone. Les principales fonctions à reconnaître : alcool (-OH), aldéhyde (-CHO), cétone (C=O au milieu), acide carboxylique (-COOH), ester (-COO-), amine (-NH₂).
• Les réactions classiques : substitution, addition, élimination, oxydoréduction, estérification.
• Le pH mesure l’acidité d’une solution aqueuse : pH = -log[H₃O⁺]. pH < 7 acide, pH = 7 neutre, pH > 7 basique.
• Couple acide-base : un acide HA cède un H⁺ pour donner sa base conjuguée A⁻. Ex : CH₃COOH / CH₃COO⁻.
• La constante d’acidité Ka et le pKa = -log(Ka) caractérisent la force d’un acide. Plus le pKa est faible, plus l’acide est fort.
• Relation utile : pH = pKa + log([A⁻]/[HA]) (équation d’Henderson-Hasselbalch, pour les solutions tampons).

Question type Bac : Une solution d’acide chlorhydrique a une concentration [H₃O⁺] = 10⁻³ mol/L. Calcule son pH et indique si elle est acide ou basique.

✅ Correction : pH = -log(10⁻³) = 3. La solution est nettement acide (pH < 7). “Un pH de 3 correspond à un acide fort dilué, comparable au jus de citron ou à un vinaigre concentré.”

Méthode pour résoudre un problème de physique au Bac

1. Lis l’énoncé deux fois et identifie la situation physique. S’agit-il d’une chute libre ? D’une onde qui se propage ? D’un circuit électrique ? Cette identification détermine les formules à utiliser.

2. Liste les données et l’inconnue. Écris en colonne ce qui est donné (avec les unités) et ce qui est demandé. C’est le geste qui sauve : sans données claires, pas de calcul propre.

3. Choisis la formule adaptée et fais l’analyse dimensionnelle. Avant de calculer, vérifie que les unités collent. Si tu mélanges des m/s avec des km/h, le résultat sera faux d’un facteur 3,6.

4. Calcule, puis interprète. Un résultat numérique seul ne vaut rien. Termine toujours par une phrase qui le contextualise : “L’objet atteint une vitesse de 10 m/s, ce qui est cohérent avec une chute de 5 m.” C’est ce que les correcteurs Bac attendent.

5. Vérifie l’ordre de grandeur. Si tu trouves qu’une voiture roule à 10 000 m/s, tu t’es trompé quelque part. Le bon sens reste ton meilleur allié.

Deux sujets type Bac résumés

Sujet 1 - Datation par le carbone 14 (Antilles 2023). L’énoncé donne l’activité d’un échantillon archéologique et celle d’un échantillon vivant de référence. Question : déterminer l’âge. Méthode : calculer le rapport des activités, identifier le nombre de demi-vies, multiplier par t_½. Les pièges : confondre activité et nombre de noyaux, oublier l’unité (années).

Sujet 2 - Étude d’un mouvement de projectile (Métropole 2022). Un ballon est lancé avec une vitesse initiale et un angle. Question : calculer la portée et la hauteur maximale. Méthode : projeter la vitesse sur les axes Ox et Oy, écrire les équations horaires (x = v₀cos(α)·t, y = v₀sin(α)·t - ½gt²), résoudre pour t quand y = 0. Le piège classique : oublier que la composante horizontale de la vitesse est constante (pas de force horizontale en l’absence de frottements).

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Ces 5 fiches couvrent les piliers du programme physique-chimie Terminale. Pour aller plus loin sur les autres matières scientifiques, consulte aussi nos fiches révision SVT (sciences complémentaires) et le guide pour réviser les maths complémentaires. Si tu veux équilibrer ton planning avec les matières littéraires, voici nos fiches philo Terminale. Et pour les élèves qui souhaitent consolider leurs bases avant la Terminale, hiboux propose aussi de quoi revoir les bases SVT du brevet.

Programme officiel de référence : Éduscol - Programme physique-chimie Terminale