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 Page 5 sur 11 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 ⧠
