Nous avons analysé 79 exercices officiels du bac physique-chimie sur les années 2021 à 2025, toutes sessions et centres confondus, pour identifier quels sujets couvrent le plus de chapitres, lesquels reviennent sous l'angle le plus exigeant, et lesquels comblent les angles morts. 8 exercices couvrent tous les chapitres du programme. 7 exercices bonus renforcent les formats les plus testés. Les 15 sont classés par ordre de rentabilité.
I. Socle essentiel : 8 exercices pour couvrir tout le programme
Avec ces 8 exercices, aucun chapitre du programme n'est laissé sans préparation.
1. L'atropine — Bac Amérique du Nord 2025 J2
L'exercice le plus rentable de la sélection. Quatre chapitres majeurs de chimie en un seul sujet : évolution spontanée & piles, acides-bases, cinétique chimique synthèse organique. Un sujet atypique par rapport au format standard, mais un excellent entraînement à la lecture d'un énoncé inconnu.
- Spectroscopie IR : bande large ~3 300 cm⁻¹ (O-H) et pic fin intense ~1 700 cm⁻¹ (C=O). Ces deux repères couvrent la majorité des questions du bac.
- Cinétique : déterminer la vitesse via la tangente à la courbe et justifier le facteur cinétique (température ou concentration).
- En synthèse organique : ne pas confondre étapes de réaction (chauffage à reflux, catalyseur) avec étapes de purification (lavage, séchage, filtration).
- En mécanismes : la flèche courbe part toujours du site donneur d'électrons vers le site accepteur — jamais l'inverse.
2. Tour Montparnasse — Bac Amérique du Sud 2025 J1
Le pilier physique de la sélection. Statique des fluides, 2e loi de Newton, thermodynamique (résistance thermique), photovoltaïque (rendement, effet photoélectrique) : c'est le format « grand exercice de physique » que les élèves rencontrent systématiquement le jour J.
- La 2e loi de Newton est centrale : savoir passer du bilan des forces à l'équation différentielle ou aux équations horaires est non négociable.
- Thermodynamique : revoir la notion de résistance thermique et de flux thermique à travers une paroi.
- Poussée d'Archimède : utiliser uniquement le volume immergé, pas le volume total si l'objet est partiellement immergé.
- Photovoltaïque : les dimensions du panneau sont souvent en millimètres — convertir en m² avant le calcul de puissance reçue (en W·m⁻²).
3. Autour de Saturne — Bac Asie 2023 J1
Un triptyque ondes-astronomie-mécanique céleste : lunette astronomique, grossissement, satellites, 3e loi de Kepler, diffraction. Trois chapitres peu pratiqués ensemble mais classiques au bac.
- Lunette afocale : apprendre la définition et savoir démontrer le grossissement avec l'approximation des petits angles (tan θ ≈ θ). Deux lignes, 1,5 à 2 points.
- Diffraction : relier l'écart angulaire θ = λ/a et la relation géométrique θ = L/2D pour les questions avec figure.
- 3e loi de Kepler : r est le rayon de l'astre + altitude de l'orbite (R + h), pas seulement h. Erreur fréquente qui invalide tout le calcul.
- Utiliser les unités SI partout : mètres, secondes, kilogrammes — pas km ou heures.
4. Film alimentaire — Bac Métropole 2025 J2
Charge d'un condensateur, équation différentielle du circuit RC, constante de temps, puis interférences lumineuses. Deux chapitres qui semblent sans lien mais traités ici dans une logique commune.
- Constante de temps τ graphiquement : tangente à l'origine qui coupe l'asymptote uc = E à t = τ. Ou méthode des 63 % : chercher l'abscisse correspondant à 0,63 × E.
- Interférences : un rapport entier entre épaisseur et λ → interférences constructives ; un nombre en « ,5 » → destructives.
- Équation différentielle du RC : ne pas laisser de coefficient devant du/dt — diviser par RC pour obtenir la forme standard.
- Conversions : une constante τ en microsecondes peut donner une capacité en nanofarads. Vérifier la cohérence des exposants.
5. Radar pédagogique — Bac Centres étrangers 2025 J1
Le seul exercice récent qui combine effet Doppler, photovoltaïque et cinématique. L'effet Doppler est un chapitre que les élèves travaillent peu : ce sujet permet de l'aborder dans un contexte concret.
- Effet Doppler : justifier qualitativement (approche → compression des ondes → fréquence plus élevée) avant le calcul. Le correcteur attend cette justification physique.
- Rendement : η = Putile/Preçue. Un rendement photovoltaïque autour de 20 % est réaliste ; s'il sort à 1,5 ou 200 %, erreur de conversion.
- Surface du panneau : dimensions souvent en millimètres — convertir en m² pour la cohérence avec l'éclairement en W·m⁻².
- Calcul de vitesse par pointage : utiliser la méthode centrée Vi = Mi-1Mi+1 / 2Δt.
6. La face cachée de la Lune — Bac Centres étrangers 2025 J1
Le seul exercice de la sélection qui couvre la radioactivité dans sa combinaison classique avec la mécanique orbitale. Désintégration, temps de demi-vie, gravitation, repère de Frenet.
- Désintégrations radioactives : vérifier scrupuleusement la conservation de A et Z à chaque étape. Particule α : A diminue de 4, Z diminue de 2 (lois de Soddy).
- Z-score : si |z| < 2, la mesure est compatible avec la valeur de référence.
- Repère de Frenet : le signe de la force gravitationnelle dépend de l'orientation du vecteur unitaire n.
- Ne pas confondre altitude h et distance r : r = R + h (rayon de l'astre + altitude).
7. L'ammoniac — Bac Centres étrangers 2024 J2
Le seul exercice récent de la sélection avec une vraie partie électrolyse quantitative. Également utile pour la polarité des molécules, le schéma de Lewis et les équilibres acido-basiques.
- Solubilité de NH₃ : montrer que la molécule est polaire (géométrie pyramidale, différence d'électronégativité N/H) et forme des liaisons hydrogène avec l'eau.
- Diagramme de prédominance : tracer l'axe de pH avec le pKa (9,2 pour NH₄⁺/NH₃). À pH = 11, c'est NH₃ qui prédomine.
- Schéma de Lewis de NH₃ : ne pas oublier le doublet non liant sur l'azote.
- Électrolyse : deux électrons pour former une molécule de H₂ — oublier ce facteur stœchiométrique divise le résultat par deux.
8. Microphone électrostatique — Bac Polynésie 2023 J2
Un exercice court qui fait le lien entre ondes sonores et circuit RC. Deux chapitres qui ne se croisent pas souvent mais forment un sujet accessible.
- C = ε·S/e : la capacité est inversement proportionnelle à la distance entre les armatures. Une surpression diminue e, ce qui augmente C — c'est le principe du microphone électrostatique.
- Fidélité d'acquisition : la période T doit être bien supérieure au temps de réponse τ du capteur.
- Même piège que le film alimentaire : mettre l'équation différentielle de la loi des mailles sous forme standard (diviser par RC).
- Unités de τ souvent en microsecondes — convertir en secondes (×10⁻⁶) avant tout calcul de capacité.
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II. Renforcement prioritaire : 3 exercices
Ces trois exercices complètent les 8 premiers sur les thèmes les plus testés et les angles que le socle ne couvre pas entièrement.
9. Emballage intelligent au rayon poissonnerie — Bac Métropole 2025 J1
Le format standard du grand exercice de chimie au bac : CCM, spectre d'absorption, Ka/pKa, demi-équivalence, z-score, dilution, titre massique. L'atropine est atypique (oxydo-réduction) ; celui-ci couvre le format habituel.
- Demi-équivalence : à ce stade (Vtitrant = Véq/2), pH = pKa. Lecture directe sur la courbe, sans calcul supplémentaire.
- Z-score : si |z| < 2, la mesure est compatible avec la valeur de référence.
- CCM : un produit est impur si le chromatogramme révèle plusieurs taches, notamment celle d'un réactif non consommé.
- Facteur de dilution trop élevé (ex. 1 200) → impossible en une seule étape → dilutions successives.
- Ne pas confondre ion amphotère (peut se comporter comme acide ou base) avec espèce neutre.
10. Vol en montgolfière — Bac Métropole septembre 2024 J2
Le « grand exercice de physique » complémentaire de celui sur la Tour Montparnasse. Plus orienté gaz parfaits et Archimède, là où le Tour Montparnasse est plus orienté photovoltaïque.
- Loi des gaz parfaits (PV = nRT) : remplacer n par m/M. Le calcul de poids total inclut la nacelle, l'enveloppe, les passagers et la masse d'air chaud intérieur.
- Convertir températures en Kelvin et masse molaire de l'air en kg/mol (29 × 10⁻³ kg/mol).
- Poussée d'Archimède : utiliser la masse volumique de l'air extérieur (ρext), pas celle de l'air chaud intérieur.
- Ne pas confondre flux thermique et puissance dissipée dans la loi phénoménologique de Newton.
11. Expérience de Millikan — Bac Polynésie septembre 2023
Comble l'angle mort le plus important des 8 exercices de base : le mouvement dans un champ électrique. Force électrique dans un condensateur couplée à la 2e loi de Newton, un combo classique que rien d'autre dans la sélection ne couvre sous cet angle.
- Maîtriser la chaîne : charge q = C × uC → champ E = U/d → force F = q × E. Les trois étapes s'enchaînent.
- 2e loi de Newton : inclure toutes les forces (poids, poussée d'Archimède, force électrique).
- Ne pas négliger la charge du condensateur dans le bilan des forces — elle détermine la valeur du champ électrique entre les plaques.
III. Approfondissement ciblé : 4 exercices
Pour les élèves qui ont traité les 11 premiers et cherchent à couvrir les derniers angles exigeants du programme.
12. Yaourt maison — Bac Centres étrangers 2025 J2
Le titrage conductimétrique et la loi de Kohlrausch sont absents des 8 exercices de base. Classique du bac considéré comme difficile, cet exercice permet de l'aborder dans un contexte accessible.
- Vitesse en cinétique : si la courbe est une droite, la vitesse est égale au coefficient directeur de cette droite entière — pas la pente en un point.
- Synthèse organique : distinguer étapes de réaction (reflux, catalyseur) des étapes de purification (lavage, séchage, filtration).
- Ampoule à décanter : justifier la position des phases par leur densité. Le cyclohexane (d ≈ 0,78) est au-dessus de la phase aqueuse (d ≈ 1).
- Spectroscopie IR : le pic C=O (~1 700–1 740 cm⁻¹) et le massif O-H des acides carboxyliques (~3 000 cm⁻¹) peuvent coexister — ne pas les confondre.
13. Datation d'une roche — Bac Métropole 2025 J1
Le format nucléaire le plus exigeant de la sélection. La face cachée de la Lune (exercice 6) est qualitative. Celui-ci ajoute la résolution d'une équation différentielle et la méthode isochrone rubidium-strontium.
- Âge maximal détectable : N₀/Nmin = 2n → déduire n puis t = n × t½.
- Méthode de l'isochrone : l'âge se tire du coefficient directeur a via a = eλt − 1.
- Apprendre les définitions d'isotopes (même Z, masse différente) et de demi-vie.
- Pour vérifier qu'une expression est solution d'une équation différentielle : calculer séparément la dérivée et le membre de gauche avant de conclure — pas de raisonnement circulaire.
- Désintégration β⁻ : Z augmente de 1 (un neutron → un proton + électron). Vérifier la conservation de A et Z.
14. Installation sanitaire — Bac Asie 2025 J1
Le Tour Montparnasse couvre la statique des fluides. Cet exercice couvre la dynamique : relation de Bernoulli, débit volumique, conservation du débit dans une canalisation. Bernoulli est fréquemment jugé difficile car peu pratiqué.
- Effet Venturi : au rétrécissement de section, vitesse augmente et pression diminue. Conservation du débit : SA × vA = SB × vB.
- Thermodynamique : appliquer le premier principe (ΔU = W + Q) en distinguant conduction, convection, rayonnement.
- Débit volumique (Dv = S × v) : convertir les diamètres de mm en m avant de calculer S = π(d/2)².
- Bernoulli ne s'applique que si : fluide incompressible, régime permanent, même filet de courant.
15. Les ondes lumineuses — Bac Polynésie 2025 SI
Un format court (30 min) qui force à distinguer diffraction et interférences rapidement. Idéal en révision de dernière minute ou comme autoévaluation.
- Diffraction : tache centrale large avec franges latérales moins intenses. Formule : θ = λ/a.
- Interférences : franges régulières d'intensité comparable. Formule : i = λD/b.
- Lire si l'énoncé parle d'une fente unique (diffraction) ou de deux fentes/sources (interférences). Ne pas mélanger les formules.
- Relation géométrique θ = L/(2D) (L = largeur totale de la tache centrale) : peut être égalée à θ = λ/a pour en déduire λ ou a.
Tableau récapitulatif
| # | Exercice | Sujet | Temps |
|---|---|---|---|
| 1 | L'atropine | Amérique Nord 2025 J2 | ~1h35 |
| 2 | Tour Montparnasse | Amérique Sud 2025 J1 | ~1h55 |
| 3 | Autour de Saturne | Asie 2023 J1 | ~1h45 |
| 4 | Film alimentaire | Métropole 2025 J2 | ~1h15 |
| 5 | Radar pédagogique | Centres étrangers 2025 J1 | ~1h00 |
| 6 | Face cachée de la Lune | Centres étrangers 2025 J1 | ~50 min |
| 7 | L'ammoniac | Centres étrangers 2024 J2 | ~1h35 |
| 8 | Microphone électrostatique | Polynésie 2023 J2 | ~50 min |
| 9 | Emballage intelligent | Métropole 2025 J1 | ~1h35 |
| 10 | Vol en montgolfière | Métropole sept. 2024 J2 | ~1h00 |
| 11 | Expérience de Millikan | Polynésie sept. 2023 | ~1h55 |
| 12 | Yaourt maison | Centres étrangers 2025 J2 | ~1h35 |
| 13 | Datation d'une roche | Métropole 2025 J1 | ~1h00 |
| 14 | Installation sanitaire | Asie 2025 J1 | ~1h55 |
| 15 | Les ondes lumineuses | Polynésie 2025 SI | ~30 min |
Conseils généraux pour le jour J
Une copie par exercice. Le bac physique-chimie se compose de trois exercices indépendants. Traiter chaque exercice sur une copie séparée permet de les rendre dans un ordre différent si nécessaire, et de garder une présentation claire même si on revient ajouter des éléments.
Encadrer les résultats numériques avec leurs unités. Le correcteur lit 200 copies. Un résultat bien isolé, avec son unité et éventuellement un ordre de grandeur commenté, est valorisé. Un résultat noyé dans les calculs risque d'être manqué.
Mode de la calculatrice. Vérifier en début d'épreuve : degrés pour les angles de tir (projectile, effet Doppler), radians si l'exercice l'impose explicitement. Un calcul de sin(30°) en radians donne un résultat faux et peut coûter plusieurs points sur toute la partie mécanique.