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Devoir surveillé — Ch13 · Grandeurs composées et volumes

3e prépa-métiers · Durée : 55 min · /20

3e prépa-métiers  |  Mathématiques  |  Grandeurs et mesures

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

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Calculatrice autorisée (touche \(\pi\)). Écris tes calculs : ils rapportent des points. N'oublie pas l'unité dans chaque réponse.

Rappels
Formulaire des volumes (le même pour tous)

Socle Exercice 1 — Scooter, robinet et marché (5 pts)

C1 · Grandeurs quotients.

1. (1,5 pt) En scooter, Inès fait 60 km en 2 h. Calcule sa vitesse.

vitesse = distance : durée = 60 : =    Unité :

2. (1,5 pt) Un robinet remplit un seau de 10 L en 2 min. Calcule le débit.

débit = volume : durée = : =    Unité :

3. (1 pt) Au marché, 4 kg d'oranges coûtent 10 €. Calcule le prix au kilo.

prix au kilo = prix : masse = : = €/kg

4. (1 pt) Une voiture roule à 90 km/h pendant 2 h. Calcule la distance parcourue.

distance = vitesse × durée = × = km

Socle Exercice 2 — Électricité, chantier et conversions (5 pts)

C2, C5

1. (1,5 pt) Un radiateur de 2 000 W fonctionne pendant 4 h.

a) 2 000 W = kW

b) énergie = puissance × durée = × = kWh

2. (1 pt) Une bouilloire de 2 kW fonctionne pendant 30 min.

30 min = h    énergie = 2 × = kWh

3. (1 pt) Pour construire un muret, 3 maçons travaillent pendant 5 jours. Calcule la quantité de travail.

quantité de travail = × = jours de travail

4. (1,5 pt) Convertis. Aide-toi du tableau de conversion.

a) 2 m³ = L     b) 3 000 cm³ = L     c) 1,5 L = mL

Socle Exercice 3 — L'aquarium et la citerne (5 pts)

C3 · Utilise le formulaire.

1. (2 pts) Un aquarium (pavé droit) mesure 50 cm de long, 20 cm de large et 30 cm de haut. Calcule son volume.

\(V = L \times l \times h =\) \(\times\) \(\times\) \(=\)    Unité :

2. (2 pts) Une citerne (cylindre) a un rayon de 0,5 m et une hauteur de 1 m. Calcule son volume, arrondi au centième.

\(V = \pi \times r \times r \times h = \pi \times\) \(\times\) \(\times\) \(\approx\)    Unité :

3. (1 pt) Une rampe en béton est un prisme droit : aire de la base 0,3 m², hauteur 2 m. Calcule son volume.

\(V = \text{aire de la base} \times h =\) \(\times\) \(=\) m³

Socle Exercice 4 — Glace, tente et remplissage (5 pts)

C4, C5, C6

1. (1,5 pt) Une boule de glace a un rayon de 2 cm. Calcule son volume, arrondi au dixième.

\(V = 4 : 3 \times \pi \times r \times r \times r = 4 : 3 \times \pi \times\) \(\times\) \(\times\) \(\approx\) cm³

2. (1,5 pt) Une tente a la forme d'une pyramide à base carrée de 3 m de côté. Sa hauteur est 2 m.

a) Aire de la base (un carré) : \(\times\) \(=\) m²

b) \(V = (\text{aire de la base} \times h) : 3 = (\) \(\times\) \() : 3 =\) m³

3. (2 pts) On remplit l'aquarium de l'exercice 3 (30 000 cm³) avec un robinet qui donne 5 L par minute.

a) Convertis : 30 000 cm³ = dm³ = L

b) durée = volume : débit = : = min

Standard Exercice 1 — Bus, boucherie et tuyau (5 pts)

C1

1. (1,5 pt) Un bus fait 45 km en 1 h 30 min. Écris la durée en heures, puis calcule la vitesse moyenne du bus.

2. (1,5 pt) À la boucherie, 2,5 kg de viande hachée coûtent 22,50 €. Calcule le prix au kilo. Combien coûtent 4 kg de cette viande ?

3. (1 pt) Un tuyau a un débit de 15 L/min. Combien de temps faut-il pour remplir une cuve de 300 L ?

4. (1 pt) Un scooter roule à 40 km/h pendant 30 min. Quelle distance parcourt-il ?

Standard Exercice 2 — La facture d'électricité (5 pts)

C2

1. (3 pts) Complète le tableau. Écris d'abord la puissance en kW et la durée en h.

AppareilPuissancePuissance en kWDuréeDurée en hÉnergie en kWh
Four2 500 W2 h2
Télévision100 W6 h6
Lave-linge2 000 W1 h 30 min

2. (1 pt) Calcule l'énergie totale. Le kWh coûte 0,20 €. Combien coûte cette consommation ?

3. (1 pt) Pour repeindre un gymnase, il faut 4 peintres pendant 6 jours. Calcule la quantité de travail. Combien de jours faudrait-il avec 3 peintres seulement ?

Standard Exercice 3 — Dalle, cornet et boule (5 pts)

C3, C4 · Utilise le formulaire.

1. (1,5 pt) Un maçon coule une dalle de béton (pavé droit) de 5 m de long, 4 m de large et 15 cm d'épaisseur. Écris l'épaisseur en mètres, puis calcule le volume de béton.

2. (1,5 pt) Un cornet de glace est un cône de rayon 3 cm et de hauteur 10 cm. Calcule son volume, arrondi au dixième.

3. (1,5 pt) Une boule de glace a un rayon de 2,5 cm. Calcule son volume, arrondi au dixième.

4. (0,5 pt) Le volume de la boule est-il plus petit que celui du cornet ?

Standard Exercice 4 — Le récupérateur d'eau de pluie (5 pts)

C3, C5, C6

Dans un jardin partagé, un récupérateur d'eau de pluie est un cylindre de 0,8 m de diamètre et de 1,2 m de hauteur.

1. (0,5 pt) Quel est le rayon du récupérateur ?

2. (1,5 pt) Calcule son volume en m³, arrondi au millième.

3. (1 pt) Convertis ce volume en litres.

4. (1,5 pt) Le récupérateur est plein. On arrose le potager avec un tuyau de 12 L/min. Combien de temps faut-il pour le vider ? Arrondis à la minute.

5. (0,5 pt) Après un gros orage, le toit envoie 0,9 m³ d'eau. Le récupérateur peut-il tout garder ? Justifie.

Approfondissement Exercice 1 — Trajet, pompe et chauffe-eau (5 pts)

C1, C2, C5

1. (1,5 pt) Karim parcourt 135 km en 1 h 30 min. Calcule sa vitesse moyenne. À cette vitesse, quelle distance parcourt-il en 45 min ?

2. (1,5 pt) Une pompe vide une cave inondée avec un débit de 3,6 m³/h. Exprime ce débit en litres par minute.

3. (2 pts) Un chauffe-eau de 3 000 W fonctionne 2 h 30 min chaque jour. Le kWh coûte 0,25 €. Combien coûte son fonctionnement pendant 30 jours ?

Approfondissement Exercice 2 — Le silo et la tente (5 pts)

C3, C4 · Utilise le formulaire.

A. Un silo à grains est formé d'un cylindre posé sur un cône (pointe en bas). Le cylindre et le cône ont le même rayon : 1 m.

1. (3 pts) Calcule le volume du cylindre, puis celui du cône, puis le volume total du silo. Donne le résultat arrondi au dixième de m³.

B. Une tente canadienne est un prisme droit. Sa base est un triangle de base 2 m et de hauteur 1,5 m. La tente est longue de 3 m.

2. (2 pts) Calcule l'aire de la base, puis le volume de la tente.

Approfondissement Exercice 3 — Contenances (4 pts)

C3, C5

1. (2 pts) Convertis.

a) 0,75 m³ en L     b) 2 500 cm³ en L     c) 33 cL en cm³     d) 4,2 L en cm³

2. (2 pts) Une canette est un cylindre de rayon 3,2 cm et de hauteur 11 cm. Calcule son volume, arrondi à l'unité. Peut-elle contenir 33 cL de jus ? Justifie.

Approfondissement Exercice 4 — La piscine hors-sol (6 pts)

C3, C5, C6

Une piscine hors-sol ronde (un cylindre) a un diamètre de 3,6 m. On veut 1 m d'eau. Le tuyau d'arrosage donne 18 L/min. On commence le remplissage à 8 h.

1. (1,5 pt) Calcule le volume d'eau en m³, arrondi au centième.

2. (1 pt) Convertis ce volume en litres.

3. (2 pts) Calcule la durée du remplissage en minutes (arrondie à la minute), puis écris-la en heures et minutes.

4. (0,5 pt) À quelle heure la piscine sera-t-elle pleine ?

5. (1 pt) L'eau du robinet coûte 4,20 € le m³. Combien coûte le remplissage ? Arrondis au centime.