QCM radioactivit�,
lentille, onde sonore, diffraction.
Concours kin� EFOM 2015
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1. Le polonium
compte 33 isotopes dont le plus stable est celui dont le noyau se note 20984Po.
Sa d�sint�gration lib�re un noyau d'h�lium 42He.
a. Son noyau compte 125 nucl�ons. Faux.
209 nucl�ons dont 84
protons et 209-84 = 125 neutrons.
b- Des isotopes poss�dent le m�me nombre de neutrons mais des nombres
de protons diff�rents. Faux.
Des isotopes poss�dent le
m�me nombre de protons et des nombre de neutrons diff�rents.
c- Le noyau fils produit lors de la d�sint�gration du polonium 209
poss�de 2 protons de plus que le noyau p�re. Faux.
20984Po
---> 20582Po
+42He.
d- Le polonium 209 est �metteur alpha. Vrai.
2. Dans une centrale nucl�aire un
noyau d'uranium peut subir la transformation suivante :
23592U + 10n
---> 140ZXe + 9438Sr +x 10n.
a- Il s'agit d'une r�action de fission nucl�aire. Vrai.
b- x est �gal � 1. Faux.
Conservation du nombre de
nucl�ons : 235+1 = 140+94+x ; x =2.
c- Z est �gal � 54. Vrai.
Conservation de la charge
: 92 = 38+Z ; Z =54.
d- Le noyau d'uranium 235 est isotope d'un noyau comptant 92 neutrons
et 140 protons. Faux.
3. On consid�re une
lentille mince convergente de vergence 20 dioptries. Un objet lumineux
AB est plac� sur la graduation -3,0 cm.
- Le foyer principal image
est � la graduation +5,0 cm. Vrai.
OF' = 1/20 = 0,05 m = 5,0
cm.
- L'image de AB donn�e par la
lentille est renvers�e. Faux.
- L'image de AB donn�e par la lentille est plus grande que AB. Vrai.
- L'image de AB est vue nette sur un �cran plac� � +7,5 cm de la
lentille. Faux.
Une image virtuelle ne
peut pas �tre obtenue sur un �cran.
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4. Une cam�ra, dont l'objectif est
assimil�e � une lentille mince convergente de distance focale f ' =
50,0 cm, est embarqu�e � bord d'un avion pour filmer la terre � une
altitude h de 4,00 km. L'image obtenue poss�de un format carr� de 10,0
cm de c�t�.
- La relation de Descartes pour une lentille mince peut s'�crire : Vrai.

- L'image de la surface de
la terre, donn�e par l'objectif, se trouve � une distance de 0,500 m du
centre de la lentille. Vrai.
L'objet �tant � l'infini,
l'image se trouve dans le foyer image de la lentille.
- Dans les conditions
d'observations, le grandissement alg�brique g vaut -1,25 10-4. Vrai.
Valeur absolue du
grandissement : |OA' / OA |=0,50 / 4000 =1,25 10-4.
Le grandissement
alg�brique vaut -1,25 10-4.
- La surface du sol photographi� est : 0,640 km2. Vrai.
On photographie un carr� de c�t� :0,10
/(1,25 10-4) =800
m = 0,8 km.
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5. Sur un plateau de
cin�ma, � t=0, on �met un son bref avec un clap pour indiquer qu'on
commence � filmer. Deux microphones plac�s sur le plateau enregistrent
le son produit par ce clap. Les signaux enregistr�s respectivement par
A et B, et donn�s ci-dessous, ont �t� d�cal�s verticalement pour plus
de lisibilit�. L'�chelle verticale est identique pour les deux signaux.
C�l�rit� du son dans l'air c = 340 m/s.

- Le microphone B est plus proche du clap que ne l'est le microphone A.
Faux.
-Le microphone A est situ� � moins de 10 m du clap. Vrai.
A
re�oit le son avec un retard de 20 ms ; distance correspondante ;
340*0,020 =6,8 m.
- Un des microphone est 17 m plus proche du clap que l'autre. Vrai.
B re�oit le son avec un retard de 70 ms ;
distance correspondante ; 340*0,070 =23,8 m.
Les deux microphones sont
distants de 17 m.
- Le niveau sonore per�u par B est plus
faible que celui re�u par A. Vrai.
6. La temp�rature
d'un objet peut �tre d�termin�e en l'assimilant � un corps noir dont la
temp�rature absolue T et la longueur d'onde lmax du rayonnement
�mis avec intensit� maximale sont li�es par la loi de Wien : lmax T = 3 10-3
SI.
- Un �tre humain dont la temp�rature corporelle moyenne est 37�C �met
un rayonnement �lectromagn�tique dont lmax est voisin de 1 10-5
nm. Faux.
lmax =3 10-3
/ (273+37) ~9,7 10-6 m ~ 10-5
m.
Les �toiles qui nous apparaissent bleues sont plus chaudes que celles
qui nous apparaissent de couleur rouge. Vrai.
Une �toile �met une onde �lectromagn�tique de fr�quence nE et de lngueur d'onde
lE
dans le vide. Lorsque cette �toile et un observateur s'�loigne l'un de
l'autre, la fr�quence nR et la longueur d'onde lR dans le vide de cette
onde per�ue par l'observateur sont diff�rentes de nE et lE en raison de l'effet
Doppler-Fizeau.
- La fr�quence nR est sup�rieure � nE. Faux.
- La longueur d'onde lR est sup�rieure � lE. Vrai.
7. On r�alise une
figure de diffraction en �clairant une fente par un rayonnement
�lectromagn�tique de longueur d'onde dans le vide l1 = 500 nm. L'�cran
d'observation est situ� � D = 2,00 m de la fente. On obtient le sch�ma
ci-apr�s sur lequel les zones grises repr�sentent les zones de l'�cran
suffisamment lumineuses pour �tre vues � l'oeil nu.

- La largeur de la tache centrale de diffraction est 1,8 cm. Vrai.
- La fente utilis�e a une largeur de 200 �m. Faux.
L = 2l1D/a ; a = 2l1D/L = 2*500 10-9
*2,00 / 0,018 =1,11 10-4 m ~111 �m.
- En �loignant l'�cran, la largeur de la tache reste inchang�e. Faux.
- Avec un laser de longueur d'onde 700 nm dans le vide, la tache
centrale est plus large. Vrai.
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