QCM physique, ondes, mécanique concours Orthoptie Toulouse 2019.

QCM Physique: ondes, mécanique, concours Orthoptie Toulouse 2019.

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Question 1
Au démarrage un scooter passe de 0 à 36 km / h en 10 s. Son accélération moyenne est de
A - 3,6 m s^-2. Faux
Vitesse finale : 36 / 3,6 = 10 m s^-1 ; la vitesse varie de 0 à 10 m/s en 10 s ; accélération moyenne 10 / 10 = 1 m s^-2.
Soit 100 cm s^-2.
B -3,6 km h^-2. Faux.
C - 1 m s^-2. Vrai.
D - 100 cm s^-1. Faux.
E - 10 cm s^-2. Faux.
Question 2
Une voiture passe de 0 à 100 km / h avec une accélération constante. La distance parcourue pendant les 10 s est environ.
A -139 m. Vrai.
La vitesse varie de 0 à 100 / 3,6 ~27,8 m s^-1 ; accélération moyenne : 27,8 / 10 = 2,78 m s^-2.
Distance parcourue en 10 s : 0,5 at² = 0,5 x2,78 x10² ~139 m.
B - 500 m. Faux.
C - 145 m Faux.
D - 50 m. Faux.
E -150 m. Faux.
Question 3
Un objet est lancé vers le haut avec une vitesse initiale de 54 km / h. Quelle hauteur maximale va t-il atteindre ?
A - 32 m. Faux.
Conservation de l'énergie mécanique : ½mv² = mgh.
h = 0,5 v² / g avec v = 54 / 3,6 = 15 m /s.
h = 0,5 x15² /9,8 = 11,5 m.
B - 11,5 m. Vrai.
C - 21 m. Faux.
D - 71 m. Faux.
E - 22 m. Faux..

Question 4
La figure ci-dessous représente la vitesse v d'un objet en fonction du temps t. Quelle distance aura parcouru cet objet au point C ?

A - 1 m. Faux.
Mouvement accéléré entre O et A : a = 2 / 0,5 = 4 m s^-2 ; d = ½at² =0,5 x4 x0,5² = 0,5 m.
Mouvement uniforme entre A et B à 2 m /s ; d = 2=vt = 2(2-0,5)= 3 m.
Mouvement décéléré entre B et C : a = -2 / 1 = - 2 m s^-2.
d = ½at² + vt = - 1² + 2x1 = 1 m.
Total : 0,5 +3 +1 = 4,5 m.
B - 3 m. Faux..
C - 4 m, Faux.
D - 4,5 m. Vrai.
E - 7 m. Faux.
Question 5
Un projectile est tiré verticalement vers le haut. Au point le plus haut de sa trajectoire :
A - Son accélération est nulle. Faux.
L'accélération est égale à 9,8 m s^-2.
B - Son accélération diminue. Faux.
C - Son accélération augmente. Faux.
D - Son accélération reste constante. Vrai.
E - Son accélération oscille. Faux.

Question 6
On considère le déplacement d'un point matériel au cours duquel le vecteur vitesse et vecteur accélération sont orthogonaux et non nuls.
Exemple : satellite en mouvement cirvulaire uniforme.

A - Un tel mouvement est impossible. Faux.
B - La trajectoire ne peut être une droite. Vrai.
C - Le mouvement est uniforme. Vrai.
D - Le mouvement est rectiligne. Faux.
E - Le mouvement est parabolique. Faux.
Question 7
Dans un mouvement rectiligne, on note x(t), v(t) et a(t) respectivement la position, la vitesse et l'accélération d'un point matériel. On a un mouvement rectiligne lorsque :
A - Lorsque x(t) atteint un extrémum, la vitesse v(t) est nulle. Vrai.
Exemple : oscillateur mécanique horizontal.
x(t) = A cos (wt) ; v(t) = -Aw sin(wt) ; a(t) = -w² x(t).
B - Aucune des affirmations n'est correcte. Faux.
C - Lorsque x(t) atteint un extrémum, la vitesse v(t) et l'accélération a(t) changent de signe. Faux.
D - Lorsque l'accélération change de signe, la vitesse change de signe. Faux.
L'accélération change de signe au passage à la position d'équilibre ( vitesse maximale ).
La vitesse change de signe lorsque x(t) atteint un exttrémum.
E - Lorsque l'accélération change de signe, la vitesse du point matériel augmente. Faux.

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Question 8
Indiquer les affirmations correctes. Dans un mouvement rectiligne uniformément varié :
A - L’accélération est proportionnelle au temps. Faux.
B - L’accélération est constante. Vrai.
C - La vitesse est une fonction affine du temps. Vrai.
D - La vitesse est proportionnelle au carré de la position. Faux.
E - La vitesse est proportionnelle au carré du temps. Faux.

Question 9
On considère un objet se déplaçant le long d'un axe (Ox). L'évolution de sa position x(t) par rapport à l'origine est représentée sur la figure ci-dessous. Quelles sont les affirmations exactes ?

A - La vitesse n'est pas constante entre O et A. Faux.
OA est linéaire. x(t) = v t.
B - L'accélération est nulle entre les points A et B. Vrai ( le mobile est à l'arrêt ).
C - L'accélération moyenne est plus grande entre B et C qu'entre C et D. Vrai.
CD est un segment de droite, la vitesse est constante et l'accélération est nulle.
D - L'accélération est négative entre F et G. Vrai.
En G le mobile est à l'arrêt ; la vitesse diminue entre F et G.
E - L'accélération est nulle entre F et G. Faux.

Question 10
La figure suivante donne l'évolution de la position x d'un objet en fonction du temps. Cet objet ne se déplace que selon x.

A - L’'accélération est nulle. Vrai.
x est une fonction linéaire du temps. x = v t avec v une constante.
B - L’accélération est constante et a = 2 m s^-2. Faux.
C - La vitesse v est constante et v = 2 m /s. Vrai.
D - L'objet a un mouvement rectiligne uniforme. Vrai.
E - L'accélération est constante et vaut 2,5 m s^-2. Faux.

Question 11
Un objet se déplace selon un axe x. Il possède une accélération a = 3 m s^-2. Sa vitesse initiale vaut v(0)=1 m /s. et sa position initiale est x(0) = 2 m.
Déterminer la bonne expression de x(t) parmi les propositions suivantes.
A - x(t) = 1,5 t² +t+ 2. Vrai.
x(t) = ½at² +v(0) t +x(0).
B - x(t) = 3 t² +t+2. Faux.
C - x(t) = 0,5 t² +t +2. Faux.
D - x(t) = 3t+2. Faux.
E - Aucune des affirmations n'est correcte. Faux.
Question 12
Une voiture qui se déplace selon un axe x freine pour éviter une collision. Sa vitesse à t=0 vaut v(0) = 15 m /s. Le freinage qui comùmence à t = 0 donne à la voiture une accélération a = - 5 m s^-2 selon x. Déterminer la distance parcourue par la voiture lors du freinage.

A - 12,5 m. Faux.
v = at + v(0) ; durée du freinage : t = -v(0) / a = 15 / 5 = 3 s.
d = ½at² +v(0) t = -2,5 x3² +15 x3 = 22,5 m.
B - 45 m. Faux.
C - 3 m. Faux.
D - 3,5 m. Faux.
E - 22,5 m. Vrai.
Question 13
Un objet tombe sans vitesse initiale d'une hauteur H = 125 m en chute libre. Pour simplifier on considère que g = 10 m s^-2. Déterminer à quelle date il touche le sol.
A - 10 s. Faux.
d = -½gt² + H = 0 ; t = (2H / g)^½ = (250 / 10)^½ = 5 s.
B - t = 5 s. Vrai.
C - t = 2,5 s. Faux.
D - t = 1 s. Faux.
E - t = 7 s. Faux.

Question 14
Le graphe ci-dessous représente l'accélération d'un objet qui se déplace uniquement selon un axe Ox. A t = 0, la position de l'objet est nulle ainsi que sa vitesse. Déterminer sa position à la date t = 1 s.

A . x = 3 m. Faux.
a = -15 / 5 t +15= -3 t+15.
La vitesse est une primitive de l'accélération et la vitesse initiale est nulle : v = -1,5 t²+15 t.
La position est une primitive de la vitesse et la position initiale est nulle : x = -0,5 t³ +7,5 t² ; x(1) = -0,5 +7,5 = 7.
B. - 3 m. Faux.
C. x = 7 m. Vrai.
D. x = - 7 m. Faux.
E. x = - 4 m. Faux.

Question 15
Deux véhicules se déplacent sur une même route en ligne droite. On note v₁(t) etr v₂(t) leurs vitesses respectives, qui sont représentées sur la figure.

A - La résultante des forces s'exerçant sur le véhicule 1 est nulle. Faux.
V₁ est une fonction affine du temps, le mouvement n'est pas uniforme.
B - L'accélération du véhicule 2 est constante. Faux.
V₂ n'est pas une fonction affine du temps.
C - La résultante des forces s'exerçant sur le véhicule 1 est constante. Vrai.
D - L'accélération du véhicule 2 diminue au cours du temps. Faux.
E - L'accélération du véhicule 2 augmente au cours du temps. Vrai.
V₂ augmente ; la variation de la vitesse V₂ est positive.

Question 16
Une personne se trouve assise dans un train, dans le sens de la marche. Les fenètres sont fermées et le train roule à vitesse constante sur une voie horizontale. La personne jette une boule en l'air, verticalement, puis immobilise sa main. La boule retombe alors :
A - En avant de la main. Faux.
B - Sur la main. Vrai.
C - En arrière de la main. Faux.
D - Sur le voisin. Faux.
E - Sur le sol. Faux.

Question 17
Un étudiant met en place une expérience permettant de mettre en évidence la décomposition de la lumière blanche par un prisme.
A - Cette expérience met en jeu le phénomène de réfraction. Vrai.
B - Cette expérience met en jeu le phénomène de diffraction. Faux.
C - Cette expérience met en jeu le phénomène de dispersion. Vrai.
D - Le violet est plus dévié que le rouge. Vrai.
E - Le rouge est plus dévié que le violet. Faux.

Question 18
Les ultraviolets sont des radiations :
A - De longueur d'onde plus petite que le violet. Vrai.
B - De longueur d'onde plus grande que le violet. Faux.
C - De fréquence plus petite que le violet. Faux.
D - De fréquence plus grande que le violet. Vrai.
E - De longueur d'onde supérieure aux rayonnement gamma. Vrai
Question 19
Un jogueur veut connaître sa vitesse. Il mesure qu'il a parcouru 540 m en 3 minutes à vitesse constante. Sa vitesse est de :
A -5 m / s. Faux.
540 / (3 x60) = 3 m /s ou 3 x3,6 = 10,8 km / h.
B - 12,3 km / h. Faux.
C - 3,2 m / s. Faux.
D - 10,8 km / h. Vrai.
E - 6,4 km / h. Faux.
Question 20
Une onde se propage à une vitesse constante de 1 cm / s.
A - Cette onde a une accélération constante de 36 m s^-2 à l'heure. Faux.
B - Cette onde parcourt 864 m par jour. Vrai.
0,01 x3600 x24 = 864 m.
C - Cette onde a une accélération constante de 360 m s^-2 à l'heure. Faux.
D - Cette onde a une accélération constante de 3600 m s^-2 à l'heure. Faux.
E - Cette onde parcourt 0,6 m à chaque minute. Vrai.
0,01 x60 = 0,6 m.
Question 21
Un satellite a une trajectoire circulaire avec une vitesse de l'ordre de 4000 m /s. On appelle R le rayon de la terre ( approximé à 6000 km ), h l'altitude du satellite ( approximé à 2 10⁴ km) et T le temps afin que le satellite parcourt pile la distance d'un tout de la terre.
A - La formule donnant la vitesse du satellite est v = 2p(R +h) T. Faux.
B - Le temps de révolution vaut approximativement 40 s. Faux.
C - La formule donnant la vitesse du satellite est v = 2p(R +h) / T. Vrai.
D - Le temps de révolution vaut approximativement 11 h. Vrai.
T = 2p(R +h) / v ~ 6 (6 10⁶ +2 10⁷) / 4000 ~39 000 s soit 39000 / 3600 ~11 h.
E - Le temps de révolution vaut approximativement 0,04 jour. Faux.

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