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Concours Blanc Physique

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6 mai 2017
ÉPREUVE DE PHYSIQUE -Sujet Blanc 2018Consignes aux candidats
LES CALCULATRICES NE SONT PAS AUTORISÉES
Durée de l'épreuve : 1 heure
Durée de l'épreuve : 1 heure : 2 parties
•
Vous devez commencer par remplir la partie administrative de votre fiche optique, avec indication
de votre nom, prénom, et en cochant les cases de votre identifiant personnel : le numéro QCM.
•
Seule la fiche optique est ramassée en fin d'épreuve.
•
L'épreuve de Physique se déroule sur 1 heure et est constituée de 4 questions obligatoires et de 4
questions à choisir parmi les questions numérotées de 5 à 10.
PARTIE N°1
•
Chaque question comporte cinq propositions : A, B, C, D, E.
•
Pour chaque question :
o Vous cochez la (ou les) case(s) V de la fiche optique correspondant à toute proposition que
vous jugez vraie.
o Vous cochez la (ou les) case(s) F de la fiche optique correspondant à toute proposition que
vous jugez fausse.
o Les cinq propositions peuvent être toutes vraies ou toutes fausses
•
Toute case correctement remplie entraîne une bonification.
•
Toute erreur est pénalisée.
•
Il est donc préféré une absence de réponse à une réponse inexacte.
PARTIE N°2
Attention, il ne s’agit pas d’un examen mais bien d’un concours qui aboutit à un classement.
Si vous trouvez ce sujet « difficile », ne vous arrêtez pas en cours de composition, n’abandonnez pas, restez
concentré(e). Les autres candidats rencontrent probablement les mêmes difficultés que vous !
Barème :
Vérifiez
queréponse
votre épreuve
de 5 d’éliminer
pages numérotées
de 1 de
à 5.réponses au hasard, chaque
Une seule
exacte est
parconstituée
question. Afin
les stratégies
réponse exacte est gratifiée de 3 points, tandis que chaque réponse fausse est pénalisée par le retrait d’1
Dans le cas contraire, demandez un nouveau sujet.
point.
Concours Advance
6 mai 2017
PARTIE
N° 1
31) Diraction d'une onde
On eectue une expérience de diraction de la lumière d'un laser, de longueur d'onde λ = 600 nm, par
une fente de largeur a selon le montage ci-contre. On a mesuré une largeur d = 0, 012 m lorsque la
fente a une largeur égale à a = 0, 20 mm.
A.
B.
C.
D.
E.
La largeur d de la tache centrale augmente si la largeur a de la fente augmente.
La largeur d de la tache centrale augmente si λ augmente.
La distance entre la fente et l'écran vaut D = 2 m.
La gure de diraction est identique si on utilise un l ou une fente.
Un faisceau d'électrons subit un phénomène de diraction en passant par une fente.
32) Diraction d'une onde
On eectue une expérience de diraction à l'aide
d'un laser émettant une lumière monochromatique
de longueur d'onde λ. À quelques centimètres du
laser, on place successivement des ls verticaux de
diamètre connu.
La gure de diraction est observée sur un écran
placé à une distance D = 1, 60 m des ls.
Pour chacun des ls, on mesure la largeur L de la tache centrale. On calcule alors l'écart angulaire θ
du faisceau diracté et on trace la courbe θ = f ( a1 ).
A. La courbe montre que l'écart angulaire θ est proportionnel au diamètre du l a.
B. La relation liant L et D s'écrit : θ = DL .
C. Un point de la droite a pour coordonnées (4.104 ; 2, 8.10−2 ). On en déduit que la longueur d'onde
du laser a pour valeur λ = 550 nm.
D. L'écart angulaire ne varie pas avec la couleur du laser.
Pour un l de diamètre inconnu, on mesure un écart angulaire θ égal à 2, 2.10−2 rad.
E. À partir de la courbe , on obtient une valeur du diamètre du l égale à 4 µm.
3)
A
B
C
D
44) Équations horaires
On étudie un objet, considéré ponctuel, en mouvement dans le référentiel terrestre.
On donne les équations horaires du centre d'inertie G de l'objet dans un repère (O,~i, ~j, ~k).

 x(t) = 5 t
−−→ 
OM y(t) = 0


z(t) = −5 t2 + 5 t + 5
Données : Intensité de pesanteur : g = 10 N.kg−1
A.
B.
C.
D.
E.
À la date t = 0 s, le centre d'inertie a pour abscisse x0 = 5 m.
À la date t = 0 s, la vitesse du centre d'inertie a pour valeur v0 = 5 m.s−1 .
L'accélération est constante et vaut a = 5 m.s−2 .
L'objet n'est soumis qu'à son poids.
La trajectoire est une droite.
6 mai 2017
Page 2 sur 5
5)
7
La chauve-souris
4 Mouvement et force
Une
Nonballe
seulement
le sonar des
chauve-souris
leurd'herbe
indiquecoupée
à quelle
distance
seLe trouve
une
proiesonouclub
un
de golf
se trouve
sur
le green,
surfaceprécis
très
courte.
golfeur
utilise
obstacle,
mais
il
leur
révèle
aussi
des
détails
de
cet
objet.
Du
retard
de
l'écho
par
rapport
aux
pour
pousser émettent,
la balle, sans
la soulever, etdéduisent
la faire tomber
dansaux
le trou
situéEnà détectant
une distance
d = 5 m.
sons
qu'elles
les
chauve-souris
la
distance
objets.
les
variations
~
Le
golfeur exerce
alors par
unerapport
force constante
F deelles
direction
horizontale
pendant
0, 1d'un
s. Lainsecte
vitesseendevol
la
de
fréquence
dev l'écho
au son émis,
perçoivent
la vitesse
relative
−1 .
balle
passe
de
=
0
à
v
=
1
m.s
0
1
et la fréquence
Donnée
: massedes
de battements
la balle 50 g.de ses ailes. D'après N. Suga Pour la science juillet 2001.
Le signal reçu par la chauve-souris a une fréquence fr = 50, 5 kHz et la fréquence du signal émis
fe = 50 kHz et est perçu 10 ms après l'émission.
L'eet
Doppler
donnelesune
relation entre fe , fr , v et u avec v la vitesse de l'onde émise par la chauveOn néglige
d'abord
frottements.
souris et u la vitesse de l'insecte. Le signe devant
u dépend de l'approche ou de l'éloignement de l'insecte
v
L'accélération
de la balle pendant
parA.rapport
à la chauve-souris.
fr = fe ×la phase de poussée a pour valeur a = 1 m.s−2 .
v±u
B. Le club
exercedesune
force d'intensité
N. m.s−1
Données
: Vitesse
ultrasons
dans l'airF: v==1 340
C. Le travail de la force exercée par le golfeur est W (F~ ) = 3 J.
A. L'insecte
trouvedeà poussée,
une distance
d = 3,
4 m de lasechauve-souris.
D.
Pendant lasephase
l'énergie
mécanique
conserve.
B. L'insecte s'éloigne de la chauve-souris.
v
L'herbe
exerce
en réalité
une force
de :frottement
C. Dans
ce cas,
la relation
s'écrit
fr = fe × de direction horizontale, de sens opposé au mouvement
v − u la balle a un mouvement rectiligne en direction
et d'intensité f = 0, 05 N. À la n de la phase de poussée,
−1
fe
duD.trou
et
la
vitesse
de
la
balle
est
v
=
1
m.s
.
1
La vitesse u de l'insecte se calcule ainsi : u = v × 1 − f
r
E. La balle tombe dans le trou.
−1
E. La vitesse de l'insecte a pour valeur u = 3, 4 m.s .
EXERCICE 2
PARTIE n°2
La sonde, afin de faire des prélèvements et des analyses du sol de Pluton, envoie un petit engin A en chute libre
Une
sur le sol. Sa trajectoire, par rapport à la surface de Pluton, est représentée sur la figure suivante. Le repère
choisi est (
) avec ( ) l’axe horizontal, ( ) l’axe vertical et O un point du sol de Pluton.
Données :
- constante de Planck :
- masse de l’engin
- vitesse initiale de largage
16)
1 Dans un référentiel galiléen, si la somme des forces appliquées à un point matériel est nulle,
alors :
A) le mouvement est circulaire
B) le mouvement est rectiligne
C) le mouvement est rectiligne et uniforme
D) le mouvement est circulaire et uniforme
17)
2 La valeur de l’accélération du petit engin A lors de sa chute sur Pluton est :
A) de même sens que le champ de pesanteur de Pluton et de norme positive
B) de même sens que le champ de pesanteur de Pluton et de norme négative
C) de sens opposé au champ de pesanteur de Pluton et de norme positive
D) de sens opposé au champ de pesanteur de Pluton et de norme négative
18)
3 Les composantes de la vitesse évoluent comme suit :
A) la composante horizontale est constante et la verticale augmente
B) la composante horizontale est constante et la verticale diminue
C) la composante verticale reste constante et l’horizontale augmente
D) la composante verticale reste constante et l’horizontale diminue
19)
4 L’expression du vecteur vitesse
A) la dérivée de
B) la primitive de
C) la primitive de
D) la dérivée de
s’obtient en utilisant :
20)
5 L’équation paramétrique de la trajectoire est :
A)
;
B)
;
C)
;
D)
;
23)
était inclinée d’un angle
6 Si la vitesse initiale
portée P serait :
A) plus petite
B) plus grande
C) identique
D) l’angle n’a aucune incidence sur la portée
positif par rapport à l’horizontal, la
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FICHE DE REPONSE
A remettre pour correction
NOM :
PRENOM :
DATE DE NAISSANCE :
PARTIE N°1 – Répondez à toutes les questions par vrai (V) ou faux (F)
Ex. 1 :
A : ……
B :……
C :……
D : …….
E :……….
Ex. 2 :
A : ……
B :……
C :……
D : …….
E :……….
Ex. 3 :
A : ……
B :……
C :……
D : …….
Ex. 4 :
A : ……
B :……
C :……
D : …….
E :……….
Ex. 5 :
A : ……
B :……
C :……
D : …….
E :……….
PARTIE N°2 – Une seule question est vraie, indiquez laquelle en cochant.
1)
A ⧠
B⧠
C⧠
D ⧠
2)
A ⧠
B⧠
C⧠
D ⧠
3)
A ⧠
B⧠
C⧠
D ⧠
4)
A ⧠
B⧠
C⧠
D ⧠
5)
A ⧠
B⧠
C⧠
D ⧠
6)
A ⧠
B⧠
C⧠
D ⧠
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