QCM
Physique: ondes, m�canique, concours Audioproth�siste Toulouse 2019.
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Sujet 1. Ondes.
Question 1
Une onde sinuso�dale, fonction des variables ( x, t), est exprim�e par la perturbation y(t) = 2 cos(3pt-px+10)
A - Cette onde est ap�riodique.
Faux
B -Cette onde est progressive. Vrai.
C - Cette onde se propage vers les x d�croissants. Faux.
D - Cette onde se propage vers les x croissants. Vrai.
E - Cette onde pr�sente une phase � l'origine. Vrai.
Question 2
Toujours avec la m�me onde, donc de m�me expression et avec les diff�rents termes exprim�s en unit�s SI, l'amplitude vaut :
A -4 m. Faux.
L'amplitude est �gale � 2 m.
B - 3 p dm. Faux.
C - p cm
Faux.
D - 10 m. Faux.
E -- 2 m. Faux.
Question 3
L'onde �lectromagn�tique :
A - a �t� d�couverte par Albert Einstein. Faux.
Hertz..
B - Peut se propager � une c�l�rit� inf�rieure � celle de la lumi�re dans le vide. Faux.
C - Peut se propager � une c�l�rit� sup�rieure � celle de la lumi�re dans le vide. Faux
D - Se propage toujours avec la c�l�rit� de la lumi�re dans le vide. Vrai.
E - Est de nature longitudinale. Faux..
Question 4
Cette m�me onde �lectromagn�tique
A - permet � un poste r�cepteur radio de fonctionner selon l'usage attendu. Vrai.
La porteuse est modul�e par le signal sonore. On s�lectionne une station en choisissant la porteuse.
B - a besoin d'un milieu mat�riel pour se propager. Faux..
C -peut se propager � des distances infinies. Vrai.
D - Peut se propager dans l'eau. Vrai.
E - est identique au rayonnement �lectromagn�tique. Vrai.
Question 5
Une onde stationnaire
A - est n�cessairement p�riodique. Faux.
B - Fait intervenir une combinaison lin�aire d'une position et d'un temps dans son expression de phase. Faux.
C - Fait intervenir un produit d'une fonction de la position par celle du temps. Vrai.
y(x, t) = A sin ( w x / v) cos ( wt).
D - Pr�sente au moins un ventre de vibration. Vrai.
E - Pr�sente au moins deux ventres de vibration. Faux.
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Question 6
Une onde sonore est une onde :
A - dont la fr�quence est dans le domaine audible. Vrai.
B - m�canique. Vrai.
C - dont la fr�quence est inf�rieure � 20 kHz. Faux.
Dont la fr�quence est comprise entre 20 Hz et 20 kHz.
D - Dont la fr�quence est sup�rieure � 20 kHz. Faux.
E - Dont la fr�quence est sup�rieure � 20 Hz.
Faux.
Question 7
La hauteur d'un son pur est une caract�ristique
A - qui est li�e � la notion de tonie. Faux.
B - qui est li�e � sa fr�quence. Vrai.
C
- exprim�e en hertz. Vrai.
D - qui peut d�pendre du niveau sonore. Faux.
E - per�ue physiologiquement au niveau du tympan. Faux.
.
Question 8
Le ph�nom�ne d'interf�rences est un ph�nom�ne
A - d'optique g�om�trique qui peut avoir lieu sans qu'il y ait diffraction. Faux.
C'est un ph�nom�ne d'optique ondulatoire.
B
- d'optique ondulatoire qui peut avoir lieu en pr�sence d'une
unique ouverture de dimension ad�quate et plac�e entre une source et un
�cran. Faux.
C
- d'optique ondulatoire en pr�sence d'au moins deux ouvertures de
dimensions ad�quates et plac�es entre une source et un �cran. Vrai. ( les deux ondes doivent �tre coh�rentes :les deux sources secondaires doivent �tre issues d'une source unique ).
D - qui implique deux sources de pulsasions tr�s diff�rentes. Faux.
E - qui a des applications en holographie. Vrai.
Sujet 2 : temps, mouvement et �volution.
Question 9
Un bateau se d�place vers l'amont d'une rivi�re �
une vitesse de 3 m / s par rapport � cette derni�re. Le capitaine
laisse tomber dans l'eau une bouteille vide mais bouch�e, et ne s'en
aper�oit qu'une demi-heure plus tard avant de faire demi-tour. Il lui
faudra pour la r�cup�rer :
A - 5 minutes. Faux.
Le temps cherch� est sup�rieur � 30 minutes.
Vbateau / terre = V bateau / rivi�re + V rivi�re / terre soit V1 = -3 + V, le sens positif �tant vers l'aval.
Vbouteille / terre = V rivi�re / terre soit V2 = V.
L'origine des temps est le lacher de la bouteille.
Distance parcourue par le bateau en 30 min ( 1800 s) : (-3 + V ) x1800.
Distance parourue par le bateau en faisant demi-tour : (3 + V) (t-1800).
Disatnce parcourue par la bouteille : V t.
Vt = (3+V) ( t-1800 ) + (-3 + V) x1800 ; t = 60 minutes..
B - 10 minutes. Faux.
C - 20 minutes. Faux.
D - 30 minutes. Faux.
E - 40 minutes. Faux.
Question 10
Un
�lectron initialement au repos est acc�l�r� sur 4 cm pour frapper un
�cran de TV � la vitesse c / 100. Son acc�l�ration moyenne est de ( m s-2) :
A - 1,1 1014. Vrai.
v = a t ; x = �at2 =�a v2 / a2 ; a =v2 / (2x) = (3 106)2 / 0,08 ~1,1 1014 m s-2.
B - 1,1 1013.
C 1,1 1012.
D - 1,1 1011.
E - 1,1 1010.
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Question 11
Un
corps en mouvement rectiligne uniform�ment acc�l�r� parcourt une
distance de 55 m en 2 s puis 77 m les deux secondes suivantes. Sa
vitesse initiale �tait de ( m / s) :
A - 11.
x(t) =�at2 +v(0) t.
x(t+2) = �a(t+2)2 +v(0) (t+2)=x(t) +55.
x(t+4) = �a(t+4)2 +v(0) (t+4)=55 +x(t)+77.
55 = �a[(t+2)2-t2] +2v(0) ; 55 = 2a(t+1) +2v(0).
77 = �a[(t+4)2-(t+2)2] +2v(0) ; 77 = 2a(t+3) +2v(0).
On choisit t =0 ; alors v(0) = 22 m/s et a = 5,5 m s-2.
B - 22. Vrai.
C - 33.
D - 44.
E - 55..
Question 12
Dans la configuration de la question pr�c�dente, son acc�l�ration vaut ( m s-2) :
A - 1,1.
B - 2,2.
C - 3,3.
D - 4,4.
E - 5,5. Vrai.
Question 13
Un
mouvement est d�crit par l'�quation horaire x(t) = 4 sin(0,1 t+0,5)
avec position et temps en unit�s SI. A l'instant t = 5 s, sa position
vaut :
A 34,0 m
x(5) = 4 sin(0,5 +0,5) =4 sin (1) =3,366 ~3,4 m.
B 34,0 dm.
C 3,4 m. Vrai.
D 34,0 cm.
E 34,0 mm.
Question
14
Dans la configuration pr�c�dente, son acc�l�ration vaut :
A
. 34 mm s-2.
x' = 0,4 cos(0,1t +0,5) ; x'' = -0,04 sin(0,1t+0,5) = -0,01 x(t).
A t=5 s) : x''(5) = -0,01 x(3,366) ~ -0,034 m s-2.
B. -34 mm s-2. Vrai.
C. 0,034 N kg-1.
D. - 0,034 N kg-1. Vrai.
E. -34 mmN kg-1. Vrai.
Question
15
Une
pierre tombe du bord d'un toit. On observe son transit, de dur�e 100
ms, devant une fen�tre de 2 m de hauteur. La distance entre le toit et
le haut de la fen�tre est de (m).
A
- 17.
Distance parcourue par la pierre ( axe orient� vers le bas avec origine bord du toit) : x(t) = �gt2 .
x(t+0,1) = 5(t+0,1)2 ; x(t+0,1) -x(t) = 2 = 5[t+0,1)2-t2] =5(2t+0,1) x0,1 ; t =3,9 / 2 =1,95 s ; x(1,95) = 5 x1,952 ~ 19 m.
B - 18.
C - 19. Vrai.
D
- 20.
E - 21.
Question
16
Un
gar�on l�che une pierre du sommet d'une falaise de 49 m de hauteur,
puis une seconde plus tard, lance une autre pierre dans la m�me
direction que la premi�re ; les deux pierres atteignent le sol en m�me
temps. Le gar�on a lanc� la seconde pierre avec une vitesse de ( m / s):
A. 3.
.Axe orient� vers le bas avec origine en haut de la falaise.
Premi�re pierre : x(t) = 5 t2 = 49 ; t ~3,16 s.
Seconde pierre : x(t) = 5(t-1)2 + v0(t-1).
Arriv�e au sol : 49 =5 x2,162 +2,16 v0 ; v0 ~ 12 m /s .
B. 6
C. 9
D. 12. Vrai.
E. 15
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Question 17
Du
sommet d'une tour de 40m, on laisse tomber une balle � l'instant m�me
o� une autre est lanc�e � partir du sol avec une vitesse de 20 m /s. La
hauteur de croisement par rapport au sol est ( m) :
Origine de l'axe au sol, axe orient� vers le haut.
Premiere balle : x(t) = -5 t2 +40 ; sqeconde balle : x(t) = - 5 t2 +20t.
Au croisement : -5 t2 +40 = - 5 t2 +20t ; t = 2 s ; x(2) = -5 x4 +40= 20 m.
A. 12
B. 14.
C . 16.
D.18
E . 20. Vrai.
Question 18
Deux
corps sont lanc�s verticalement vers le haut, avec une vitesse
identique de 100 m /s mais � 4 s d'intervalle. Apr�s le lancer du
premier, le temps mis pour que les deux corps se rencontrent est de (s)
:
A. 10,2.
Axe vertical orient� vers le haut, origine au sol ; corps n�1 : x (t)= -5t2 + 100t..
Corps n�2 : x(t) = -5(t-4)2 +100(t-4).
Au croisement : -5t2 + 100t = -5(t-4)2 +100(t-4).
5[(t-4)2 -t2 ]= 100(t-4-t) ; (2t-4)(-4) = 20x(-4) ; t = 12 s.
B. 11,2
C.12,2. Vrai.
D .13,2
E 14,2.
Question 19
Une
voiture est tomb�e d'une falaise de 78,5 m de haut et son point de
chute est � 83,3 m du pied de la falaise. La vitesse horizontalle de la
voiture au moment de la chute est de :
A. 50 km /h
Axe vertical orient� vers le bas, origine : bas de la falaise. Axe horizontal orient� vers la droite.
z(t) = 5 t2 -78,5 ; x(t) = v0t = 83,3 ; point d'impact : t = (78,5 / 5)� =3,95 s ; v0 = 83,3 / 3,95 =21,1 m /s ou 21,1 x3,6 ~76 km /h.
B . 75 km / h. Vrai.
C . 100 km / h.
D. 13,9 m /s.
E 20,8 m /s. Vrai.
Question 20
Un
ballon de rugby est lanc� au centre du terrain vers le but. Le ballon
reste en l'air pendant 3 s ; la hauteur atteinte au dessus du sol est
de :
A. 11 m. Vrai.
z(t) = -5t2 + v0yt ; x(t) = v0x t ; vy = -10 t + v0y ; vx = v0x ;
la hauteur maximale est atteinte � t = 1,5 s et la composante verticale de la vitesse est nulle : v0y = 10 x 1,5 =15 m /s.
zmax = -5x1,52+15 x1,5 = 11,25 m.
B . 1,1 dam. Vrai.
C .1,1 104 mm. Vrai.
D . 0,11 hm. Vrai.
E. 110 cm. Faux.
Question 21
On
tire un projectile selon un angle de 35�. Il touche le sol a une
distance horizontale de 4 km du canon. Sa vitesse initiale est de :
x(t) = v0 cos (35) t = 4000 ; v0 cos 35 = 4000 / t.
z(t) = - 5t2 +v0sin(35) t = 0 ; v0 sin 35 = 5 t ; tan 35 =5 t2/4000 ; t = 23,67 s ; v0 = 4000 / (cos(35) x23,67) ~206 m /s ou 206 x3,6 ~740 km / h.
A. 0,24 % de la c�l�rit� de la lumi�re dans le vide.
B . 102 m /s.
C. 367 km / h.
D. 204 m /s. Vrai.
E . 734 km / h. Vrai.
Question 22
Dans les m�mes conditions qu'� la question pr�c�dente, la dur�e du parcours est de ( s) :
4000 = 206 * cos(35) t ; t ~ 24 s.
A. 24. Vrai.
B . 22.
C. 20..
D. 18.
E . 16. |
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