Physique Sujet A.D.E.R.F. 2004

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1 Physique Sujet A.D.E.R.F. 004 Calculatrice autorisée Selon les questions, une ou plusieurs réponses sont exactes. Pour les questions où cela est nécessaire, on prendra pour valeur du champ de pesanteur à la surface de la Terre g = 10.N.kg -1. On rappelle que sin 30 = cos 60 = 0,5 1 On pourra utiliser les approximations = 10 ; = 0,30 ; ln = 0,70. Les résultats proposés peuvent être arrondis. Question 41 Une onde mécanique progressive périodique se propage le long d une échelle de perroquet (ou ondoscope). On constate que la distance minimale séparant deux barreaux oscillant en opposition de phase est de 5 cm. La célérité de cette onde est de 1,0 m.s -1. Quelle est la fréquence de cette onde? A : 0,00 Hz B : 0,5 Hz C :,0 Hz D : 0 Hz E : 0,5 Hz Question 4 Un haut-parleur émet une onde sonore de fréquence f = 1,0 khz. Cette onde se propage dans l air à la célérité c = 340 m.s -1. Le haut-parleur est situé face à un mur, à la distance L = 80 m du mur. Un auditeur A, situé entre le haut-parleur et le mur, entendra simultanément le son émis par le haut-parleur et le son réfléchi par le mur si l intervalle de temps entre les arrivées des deux sons est inférieur à 0,10 s. Soit x la distance entre l auditeur et le mur. À quelle condition l auditeur entendra-t-il les deux sons simultanément? A : x 17 m B : x 5 m C : x 34 m D : x 68 m E : x 80 m EPCP-ETUDIA - - Établissement scolaire G

2 Question 43 On considère deux ondes lumineuses monochromatiques, l une rouge de longueur d onde R dans le vide, l autre bleue de longueur d onde B dans le vide. Quelles sont les affirmations exactes concernant la célérité de ces ondes? A : Dans le vide, ces deux ondes ont la même célérité. B : Dans le vide, ces deux ondes se propagent avec des célérités différentes. C : Dans un milieu transparent, la célérité de chaque onde est inférieure à sa valeur dans le vide. D : Dans un milieu transparent, la célérité de chaque onde est supérieure à sa valeur dans le vide. E : Dans un milieu transparent dispersif, ces deux ondes se propagent à des célérités différentes. Question 44 Un laser émettant un faisceau de lumière de longueur d onde est placé devant une fente de largeur a. On observe sur un écran situé à une distance D de la fente une tache lumineuse centrale de longueur d. On note k une constante non dimensionnée. Quelle est l expression de d? A : a k B : D a D k C : D k D : a D k E : k a D a EPCP-ETUDIA - - Établissement scolaire G

3 Question 45 Quelles(s) réactions nucléaires(s) est (sont) une fusion? A : n + U B : n + U C : 1 H + H Xe U He D : 1 1 H 1 0 n e Sr n n E : 1 0 n 1 1 H + e 0 1 Question 46 Un échantillon de roche contient 1,0 mg d un radioélément. À l instant t = 0, cet échantillon produit, désintégrations alpha par minute. À quelle date, exprimée en fonction de la demi-vie t 1/ du radioélément, l activité de cet échantillon sera-t-elle égale à, Bq? A : 0 B : 0,74 t 1/ C : 4,0 t 1/ D : 6,6 t 1/ E : 100 t 1/ EPCP-ETUDIA - - Établissement scolaire G

4 Question 47 La constante de radioactivité d un ensemble de noyaux radioactifs est Que peut-on dire de cet échantillon au bout de 4 s? ln s -1. A : Il ne reste plus de noyaux radioactifs. B : Il reste 5 % du nombre initial de noyaux pères. C : Il reste 50 % du nombre initial de noyaux pères. D : Il reste 75 % du nombre initial de noyaux pères. E : Aucune désintégration n a encore eu lieu. Question 48 Un condensateur de capacité C = 900 µf, initialement déchargé, est placé en série avec un générateur délivrant un courant sinusoïdal d amplitude 30 ma. La tension maximale aux bornes du condensateur est de 0,50 mv. Quelle est la fréquence du courant délivré par ce générateur? A : 0,10 Hz B : 10 Hz C : 1,0 Hz D : 10 khz E : 10 MHz Question 49 On branche une bobine (inductance L = 100 mh, résistance interne r = 10 ) aux bornes d un générateur de tension (force électromotrice E = 10 V, résistance interne R = 10 ). À la date t = 0, on ferme le circuit. À quelle date l intensité atteint-elle la moitié de sa valeur maximale? A : 0,13 ms B : 0,70 ms C : 3,5 ms D : 7,0 ms E : 13 ms EPCP-ETUDIA - - Établissement scolaire G

5 Question 50 Un dipôle RL est alimenté par un générateur délivrant une intensité de la forme : i(t) = t, i(t) en ampère et t en seconde (t 0). Quelle(s) représentation(s) de la tension u(t) aux bornes du générateur est (sont) possible(s)? A B C D E EPCP-ETUDIA - - Établissement scolaire G

6 Question 51 Que faut-il faire pour obtenir des oscillations électriques périodiques avec un circuit RLC? A : Fournir continuellement au circuit l énergie qu il perd par effet Joule.. B : Choisir la valeur de R correspondant au régime apériodique. C : Choisir la valeur de R correspondant au régime pseudopériodique. D : Choisir la période propre en jouant sur les valeurs de L et C. E : Se placer dans le cas où R = 0. Question 5 On considère un circuit LC en oscillations libres. Comment peut-on diviser la période par deux? A : Doubler C. B : Doubler L. C : Doubler L et doubler C. D : Diviser soit L soit C par deux. E : Diviser L par deux et diviser C par deux. EPCP-ETUDIA - - Établissement scolaire G

7 Question 53 Un objet S de masse m = 1,0 kg est envoyé avec une vitesse initiale v i = 6, 0 m.s -1 vers le haut selon la ligne de plus grande pente d un plan incliné d un angle = 30 sur l horizontale. S est soumis, sur la totalité de son trajet, à une force de frottements F opposée à la vitesse et d intensité F = 1,00 N. Avec quelle vitesse S repasse-t-il par son point de lancement? A : 1 6, 0 m.s -1 B : 0,50 m.s -1 C :,0 m.s -1 D : 6, 0 m.s -1 E :. 6, 0 m.s -1 Question 54 Un solide en déplacement dans l air subit une force de frottement fluide de sens opposé au vecteur vitesse. Dans le cas d une vitesse non supersonique, un avion subit une force F = v Dans le système international d unités, quelle unité est convenable pour? A : m B : kg.m.s - C : kg.m -1 D : kg.s - E : J.kg -1.s. Question 55 On étudie la chute verticale d une bille sphérique métallique (masse volumique M = 8, kg.m -3 ) dans un liquide (masse volumique L =, kg.m -3 ). Le frottement modélisé par une force F = r. v où est une grandeur caractéristique du liquide ( = 6,0 kg.m -1.s -1 ), r le rayon de la bille et v la vitesse de la bille. On constate que la vitesse tend rapidement vers une limite de,0 cm.s -1. Quel est le rayon de la bille? A : 6, 0 µm B : 3,0 µm C : 10 µm D : 6, 0 mm E : 3,0 mm EPCP-ETUDIA - - Établissement scolaire G

8 Question 56 Un pendule simple est constitué d un solide de masse m = 100 g attaché au bout d un fil inextensible et sans masse, de longueur L = 1,0 m. Les frottements sont négligés. L autre extrémité du fil est attachée au point fixe O. Le pendule est écarté d un angle = 60 par rapport à la verticale et lancé avec une vitesse initiale v 0 = 1,0 m.s -1 dirigée vers le bas. Quelle est la tension du fil lors du passage du pendule par sa position d équilibre? A : 0,10 N B : 1,1 N C :,0 N D :,1 N E : 3, N Question 57 Un oscillateur élastique horizontal est constitué d un ressort de raideur k, attaché à un support par une de ses extrémités et par un solide de masse m lié à l autre extrémité du ressort. On écarte le solide de sa position d équilibre et on laisse l ensemble osciller à la période T. Les frottements sont supposés négligeables. Quelle est l intervalle de temps minimal entre deux instants où la vitesse et l accélération sont successivement maximales? A : 0,5.T B : 0,50.T C : 0,67.T D : 0,75.T E : T Question 58 On dispose d un ressort à spires non jointives, de masse négligeable, et de constante de raideur k = 50 N.m -1. Le travail à fournir pour comprimer de,0 cm ce ressort initialement à sa longueur à vide est de 10 mj. Quel est le travail à fournir pour faire passer l allongement de ce ressort de 4 cm à 10 cm? A : 30 mj B : 90 mj C : 150 mj D : 10 mj E : 70 mj EPCP-ETUDIA - - Établissement scolaire G

9 Question 59 Une balle de tennis vient percuter le sol verticalement avec une vitesse de 10 m.s -1. Au cours du choc, elle perd 36 % de son énergie. Quelle sera sa vitesse initialement après le rebond? A : 3,6 m.s -1 B : 6,4 m.s -1 C : 7,0 m.s -1 D : 8,0 m.s -1 E : 9,9 m.s -1 Question 60 Un point matériel décrit une trajectoire circulaire de rayon r d un mouvement circulaire. Quelles sont les affirmations exactes concernant de mouvement? A : Le vecteur vitesse est constant. B : La valeur du vecteur vitesse est constante. C : Le vecteur accélération est nul. D : Le vecteur accélération est indépendant de r. E : La valeur du vecteur accélération est proportionnelle au carré de la vitesse. EPCP-ETUDIA - - Établissement scolaire G