physique-ensp-2013-1

UNIVERSITÉ DE YAOUNDE I
École Nationale Supérieure Polytechnique
Concours d’entrée en 1re année - Session de septembre 2013
ÉPREUVE DE PHYSIQUE
3 heures - Document et calculatrice interdits
SECTION I
Question 1-7
Instructions : A chaque groupe de question ci-dessous sont associées 5 propositions A, B,
C et E. Choisir pour chacune des questions (1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7) celle qui convient le mieux. Une
proposition pourra être utilisée une fois, plus d’une ou pas du tout.
Question 1-4 :
Chaque des graphes A,B, C, D et E (figure 1) indique l’évolution de la variable dépendante
y, représentée en ordonnée, en fonction de la variable indépendante xreprésentée en abscisse.
A
x
O
y
B
x
O
y
C
x
O
y
D
x
O
y
E
x
O
y
Figure 1
Y X
1Énergie totale d’un corps effectuant une oscilla-
tion harmonique simple Temps
2Intensité du champ électrique à l’extérieur d’un
sphère métallique chargée
Distance entre le point considéré et la surface
de la sphère
3Résistance d’une thermistance Température
4Logarithme décimal du taux d’émission de
rayon γÉpaisseur de plomb
Question 5-7
Les termes suivant sont associées aux ondes radio :
A B C D E
Réflexion Polarisation Réfraction Interférence Diffraction
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Lequel d’entre eux décrit le mieux le processus ou phénomène suivant ?
5La changement d’intensité d’un micro-onde lorsqu’une grille métallique placées perpendiculaire-
ment sur son passage subit une rotation
6L’utilisation du son pour localiser un objet au fond de l’océan
7La décomposition de la lumière blanche en différentes couleurs après la traversée d’un milieu
SECTION II
Question 8-27
Indications : Dans cette section chacune des affirmations et suivie de 5 propositions de
réponses. Sélectionnez dans chaque cas la meilleure réponse.
8. Une bobine étroite à 10 spires et de section 4×10−2m2, est placée dans un champ magné-
tique uniforme, normal à la surface des spires et d’induction B= 10−2T. La f.e.m. induite
dans la bobine, si elle est complètement retirée du champ après 0,5s, est :
A B C D E
8×10−3V4×10−4V4×10−3V4×10−4V2×10−3V
9. La force s’exerçant sur une masse de 1kg à la surface de la Terre est de 10N. En supposant
que le rayon de la terre est de 6400km, la force s’exerçant sue une masse de 4kg située à
2000km du centre de la terre (en supposant que la terre a une densité uniforme) est :
A B C D E
3,125N40N12,5N12,8N3,2N
10. La figure 2 montre un couple agissant sur une tige Xet Yde longueur 0,8m
•
Y
3N
X
3N
60˚
La valeur du couple est :
A B C D E
A B C D E
0,6Nm 6√6Nm 3√3
2Nm 2,4Nm 1,2Nm
11 Lequel des effets suivants pourrait amener la surface des conducteurs isolés à se charger ?
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A Émission de micro-ondes
B Émission photoélectrique
C Émission de rayon Gamma
D Émission de raisonnement thermique
E Émission de rayon X
12. Une surface métallique est irradiée par un rayonnement de fréquence 3,0×1014Hz. Si le
potentiel d’arrêt est de 0,8eV , la fréquence minimale nécessaire pour éjecter un électron
de ce métal est :
A B C D E
0,8×1015Hz 2,0×1013Hz 1,1×1014Hz 1,6×1014Hz 3×1012Hz
13 Un faisceau de lumière rouge de longueur d’onde 7×10−7m, arrivant en incidence normale
sur un réseau de diffraction, donne un maximum de diffraction de seconde ordre à un angle
de 82˚. L’espacement de la grille de diffraction est :
A B C D E
2µn 0,71µm 3,2µm 1,4µm 3µm
14. Une voiture circulaire à 20ms−1entre en collision avec un mur massif et s’arrête instan-
tanément. Un passage pesant 75kg, et portant une ceinture de sécurité, est immobilisé au
bout de 0,2s. Quelle est la force exercée par la ceinture de sécurité sur la passager ?
A B C D E
750N 6500N 3750N 300N 7500N
15. La quantité d’énergie nécessaire pour convertir en vapeur, à la pression atmosphérique,
20kg d’eau pure à 80˚C, est :
A B C D E
1680J49000J2000J6888J68880J
16. Laquelle des grandeurs des cases suivantes a comme unité kg.s−3?
A B C D E
Énergie Puissance Intensité Impulsion Pression
17. Dans laquelle des cases suivantes, les trois quantités citées sont toutes des vecteurs ?
A B C D E
Intensité d’un
champ, Puis-
sance, Énergie
Couple, Masse,
Tension
Force, Pression,
Impulsion
Intensité d’un
champ, Couple,
Impulsion
Moment, Puis-
sance, Poids
18. Étant donné, à la figure 3, la système constitué de trois ressorts joints bout à bout, la
tension,ωdans chacun des ressorts x, y, z est
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X
Y
Z
x y z
A ω ω ω
Bω
3
ω
3
ω
3
C ω 2ω3ω
Dω
3
2ω
3ω
E ω 0 0
19. lequel des phénomène cités ci-après est un thermomètre standard ?
A B C D E
Le thermomètre
à gaz à volume
constant
Le thermomètre
en verre, à mer-
cure
Le thermomètre
à rayonnement Le thermocouple
20. La désintégration radioactive d’un noyau donne une particule alpha de masse Mα, d’énergie
cinétique Kαet un nouveau noyau de masse Mnet de vitesse Vn. Laquelle des expressions
ci-après est l’énergie cinétique de la particule alpha ?
A B C D E
M2
nV2 n
2Mα
MnVn
2Mα
MnV2
n
2Mα
M2
nVn
2Mα
MαV2
n
2Mα
21. S’agissant de l’effet photoélectrique, laquelle de ces affirmations N’EST PAS VRAIE
AL’énergie du photon est proportionnelle à sa fréquence
BLes métaux réactifs ont un travail d’extraction plus faible que les métaux moins réactifs
CPour une intensité de lumière donnée, le nombre d’électrons éjectés augmente avec la fré-
quence du rayonnement
DL’élection d’un électron d’une surface métallique nécessite une énergie seuil
EUn photon donne toute son énergie à un seul électron
22. Un courant alternatif a pour valeur crête V. Le courant efficace dans une ampoule de
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puissance Pest :
A B C D E
V
√2P
√2P
V
P
√2V
2V
P
√2V
P
23. La figure 4 représente un circuit électrique.
V12V6Ω
2Ω
12Ω
8Ω
Figure 4
La lecture de Vest :
A B C D E
7,2V3V4,2V10,2V22,2V
24. Un radio-isotope a une demi-vie de 6 heures. Si l’échantillon initial contient 1020 radionu-
cléides, combien de temps cela prendra-t-il pour qu’il ne reste que 1,25 ×1019 atomes non
désintégrés ?
A B C D E
3h4h8h12h18h
25. Un satellite de masse tourne d’un planète de masse M, sur une orbite de rayon R, à une
vitesse Vet une fréquence ω. Laquelle des équations suivantes est-elle INCORRECTE ?
A B C D E
V2=gR V 2=gM
RV2=GM Rω2=GM Rω2=g R
26. Un condensateur C1capacité 4µf est chargé à une d.d.p alternative de 100Volts.
Il est ensuite relie à un condensateur C2de capacité 6µF . La charge sur C1est :
A B C D E
200µC 400µC 160µC 240µC 800µC
27. En 1s l’ampoule d’un oscillateur légèrement amorti tombe à 90% de sa valeur initiale. La
fonction d’énergie dissipée est :
A B C D E
90,25% 95% 97,5% 80% 92,5%
SECTION III
Question 28-39
Instructions : Pour chaque groupe de questions ci-dessous une (ou plusieurs) des réponses
données est (sont correcte(s). Identifiez la (ou les) réponse(s) correcte(s). Puis choisissez :
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