QCM
physique.
Concours kin� Ceerrf 2016.
En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicit�s adapt�es � vos centres d’int�r�ts.
|
|
|
|
|
|
Exercice 1. On
consid�re un mobile ponctuel de masse m = 250 g sur un banc � coussin
d'air, inclin� d'un angle h = 60,0� par rapport � la verticale. Le
mobile est l�ch� sans vitesse de l'extr�mit� sup�rieure du banc not� S.
Le point le plus bas est not� O. On donne g = 10,0 m s-2 et (3,125)� = 1,75. 1. Exprimer la vitesse du mobile quand il a parcouru la distance D = SO = 2,50 m. L'�nergie
m�canique initiale est sous forme potentielle : mgD sin ( 90-h) = mgD
cos h. L'origine de l'�nergie potentielle est prise en O. L'�nergie m�canique en O est sous forme cin�tique : �mv2. Conservation de l'�nergie m�canique du solide de masse m : ( cos h =cos 60 = 0,5). mgD cos h =�mv2 ; v2 = 2gD cos h = gD ; v = (gD)�. R�ponse A.
2. Exprimer la vitesse du mobile quand il lui reste les 2/3 de la distance D � parcourir. L'�nergie
m�canique initiale est sous forme potentielle : mgD sin ( 90-h) = mgD
cos h. Energie m�canique finale : �mv2 +mg 2D / 3 cos h. Conservation de l'�nergie m�canique : mgD
cos h = �mv2 +mg 2D / 3 cos h. v2 = 2gD / 3 cos h = gD /3; v = (2gD /3 cos h)�. R�ponse E.
3. La
coordonn�e y du centre d'inertie G du mobile est d�finie sur l'axe Oy,
parall�le au banc et orient� vers le haut ( origine en O) ; dans un
second lancer, on communique au mobile plac� au milieu I du banc, une
vitesse initiale de valeur vI, et dirig�e vers S. Calculer vI pour que le point le plus haut atteint par G soit S.
Energie
m�canique initiale : mgD /2
cos h +�mvI2. Energie m�canique finale : mg D cos h. Conservation de l'�nergie m�canique : mgD /2
cos h =�mvI2.vI2 = gD cos h = 10*2,50 cos 60 =12,5 = 4*3,125. vI ~2*1,75 = 3,50. R�ponse C.
4. Au
cours du pr�c�dent mouvement entre I et S, la variation d'�nergie
potentielle de pesanteur en fonction de la coordonn�e y, peut s'�crire : Energie potentielle initiale : mgD /2
cos h. Energie potentielle � la date t : mg y
cos h. Variation de l'�nergie potentielle : mg (y-�D)cos h =0,25*10(y-1,25) cos 60 =1,25 (y-1,25). R�ponse B.
5. Au cours du pr�c�dent mouvement entre I et S, l'�nergie m�canique du mobile v�rifie : l'�nergie m�anique �tant constante, on l'exprime en S. EM = mgD cos h = 0,25 *10 *2,5 cos 60 =3,125 =25 / 8 J. R�ponse A.
Exercice 2. On
consid�re une association de lentilles, assimilable � une lentille
mince (L) convergente, de vergence C et de centre optique O. Cette
lentille donne d'un objet AB une image A'B'. A est situ� sur l'axe
optique. O note g le grandissement transversal. La distance objet lentille est not�e D = AA'. 6. Objet et image v�rifient :
 R�ponses B et E. 7.
Pour calculer le grandissement, on peut passer par la r�solution d'une
�quattion diff�renteille du second degr� dont l'expression peut �tre :
 R�ponse E.8. La r�solution de cette �quation aboutit � un grandissement �gal � :
 R�ponse F.9. Si C = 2,5 d et D = 1,60 m, le grandissement a pour valeur : CD = 4 ; g =1-2 = -1. R�ponse C.
10. On utilise maintenant une autre lentille L1 de vergence C1 = 2 C. Elle donne d'un objet AB situ� 40 cm � gauche du foyer objet F'1, une image A'B' :
 Image r�elle et invers�e situ�e � 10 cm � droite de F'. R�ponses A et D.
|
|
Exercice 3. On consid�re un condensateur plan. Entre les armatures verticales A et B de ce condensateur, on applique une tension UAB positive. Les armatures ont pour longueur L, elles sont planes et parall�les et la distance entre elles est not�e d.
Entre ces armatures, on place une charge �lectrique q. Cette charge est
une petite goutte d'huile �lectris�e de masse m qui poss�de un exc�s de
106 �lectrons.
UAB = 1,0 105 V ; d = 1,0 cm ; L = 30 cm ; m = 2,0 10-4 g ; e = 1,6 10-19 C; g = 10 SI. 11. En fonction des unit�s de base, le champ �lectrique not� E, s'exprime en :
E = UAB / d s'exprime en V m-1.
Tension = �nergie / ( intensit� fois temps) soit J A-1 s-1.
Energie = force fois distance et force = masse fois distance / temps2.
Une �nergie s'exprime en kg m2 s-2.
E s'exprime en : kg m s-3 A-1. R�ponse D.
12. A propos des incertitudes.
A. Une incertitude absolue sur une grandeur X s'exprime en pourcentage. Faux.
B. Une incertitude absolue sur une grandeur X s'exprime dans la m�me unit� que celle de X. Vrai.
C. Une incertitude relative sur une grandeur X peut s'exprimer en pourcentage. Vrai.
D. Une incertitude relative sur une grandeur X peut �tre n�gative. Faux.
E. Une incertitude relative sur une grandeur X s'exprime dans la m�me unit� que celle de X. Faux.
F. Aucune proposition ne convient.
13. A propos de la goutte d'huile plac�e dans le condensateur plan.
A. Le sens du champ �lectrique cr�� entre les armatures d�pend du signe de la charge q. Faux.
Le sens du champ d�pend du signe de la tension UAB.
B. Le champ �lecttrique dans la r�gion centrale du condensateur peut
�tre consid�r� comme uniforme et sa valeur est �gale � : -1,0 107 V m-1. Faux.
|UAB| / d = 1,0 105 / 0,01 = 1,0 107 V m-1.
C. Le champ �lectrique dans la r�gion centrale du condensateur est vertical. Faux.
Le champ �lectrique est perpendiculaire aux plaques verticales, donc horizontal.
D. La goutte d'huile est attir�e par l'armature A positive. Vrai.
E. La goutte d'huile subit une force �lectrique de valeur 1,6 10-6 N. Vrai.
F = |q| E = 1,6 10-19 *106 *107 = 1,6 10-6 N.
14. Abandonn�e � elle m�me, la goutte d'huile subit une acc�l�ration qui a pour valeur :

R�ponse F.
15. les plaques
sont maintenant plac�es horizontalement et on veut maintenir la goutte
pr�c�dente en �quilibre. Elle est initialement dans la r�gion centrale
des plaques.

La plaque A est au dessus de la plaque B et il faut augmenter la tension UAB.
R�ponse A.
|
|
|
Exercice 4.
16. A propos de l'homog�n�it� d'une formule.
A. Lorsque qu'une relation est homog�ne en dimension, elle est forc�ment exacte. Faux.
B. Toute grandeur physique poss�de une dimension. Vrai.
C. Dans une formule math�matique, telle que exp(u), ln (u) ou cos (u), u doit �tre sans dimension. Vrai.
D. Dans une relation du type x y + z2 = t2, on peut dire que z et t ont la m�me dimension. Vrai.
E. Dans une relation du type x y + z2 = t2, on peut dire que y a la m�me dimension que t. Faux.
17. La c�l�rit� du son dans un gaz est donn�e par la relation v = K pa r� o� p est la presion du gaz et r sa masse volumique. K est une constante sans dimension. Les valeurs de a et � sont :
La masse volumique s'exprime en kg m-3 ; la c�l�rit� s'exprime en m s-1.
Une pression est une force divis�e par une surface et une force est une masse fois une acc�l�ration.
La pression s'exprime en N m-2 ou en kg m-1 s-2.
m s-1 = kga m-a s-2a kg� m-3� ;
On identifie : a+�=0 et -2a = -1 soit a = +� et � = -�. R�ponse E.
18. On suppose que vous vous
dirigez � vitesse constante v = 34,0 m/s vers une source sonore
p�riodique. Vous entendez cette source avec une fr�quence f ' = 1,10
kHz ; cson = c = 340 m/s.
A. Les ondes sonores sont des ondes transversales. Faux.
B. Les ondes sonores sont des ondes � trois dimensions. Vrai.
C. La fr�quence r�elle de la source sonore lorsque vous vous arr�tez pr�s d'elle est de 1,10 kHz. Faux.
D. La fr�quence r�elle de la source sonore lorsque vous vous arr�tez pr�s d'elle est de 1,00 kHz. Vrai.
f ' = f c / (c-v) = f *340 / (340-34) ~1,11 f ; f = f ' / 1,11 = 1,10 / 1,11 ~ 1,0 kHz.
E. La fr�quence r�elle de la source sonore lorsque vous vous arr�tez pr�s d'elle est de 1,21 kHz. Faux.
19.On r�alise l'exp�rience des
fentes d'Young avec deux fentes distantes de a = 2,00 mm. Le syst�me
d'interf�rences se forme sur un �cran translucide � une distance D =
2,00 m des fentes. On place ensuite une lentille de vergence C = 10,0
dioptries � 12 cm de l'�cran translucide. On observe alors l'image de
la figure d'interf�rences sur un autre �cran E' situ� � D' = 60,0 cm de
la lentille. L'interfrange mesur� sur l'�cran E' vaut i '= 2,50 mm. La
longueur d'onde de la lumi�re utilis�e a pour valeur :
Valeur absolue du grandissement : |g|=60,0 / 12 = 5,0.
Valeur de l'interfrance sur l'�cran E : i = i' / 5 = 2,50 / 5 = 0,50 mm = 5,0 10-4 m.
i = lD / a ; l = i a / D = 5,0 10-4 *2,0 10-3 / 2,0 = 5,0 10-7 m = 500 nm. R�ponse B.
20. Un coup sec est port� sur
une canalisation en m�tal dans laquelle circule un gaz. Un capteur
situ� � la distance d = 300 m du point d'application du coup
enregistre deux signaux xonores brefs s�par�s par une dur�e Dt = 300 ms.
On donne la c�l�rit� du son dans le gaz c = 0,80 km/s. La c�l�rit� du son dans le m�tal de la canalisation est :
d = ct1 ; d = cm�tal t2 ; t1-t2 = Dt =d / c -d / cm�tal ;
d / cm�tal = d / c - Dt =300 / 800 -0,3 =0,075 s
cm�tal =300 / 0,075 = 4000 m/s = 4,0 km/s. R�ponse E.
|
|