UE3-S1 : Organisation des appareils et des systèmes Bases physiques des méthodes d exploration **********

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1 carabin.fr Année universitaire UE3-S1 : Organisation des appareils et des systèmes Bases physiques des méthodes d exploration DUREE : 60 mn CETTE EPREUVE COMPREND : ********** 20 Q.C.Ms Répondre sur la grille de réponses au feutre noir Ce cahier comprend 8 pages (1 page de garde+ 7 pages). S il est incomplet, veuillez le signaler dés le début de l épreuve au surveillant. AUCUNE RECLAMATION NE SERA ADMISE PAR LA SUITE. Pour toutes les questions à réponse numérique, on demande de sélectionner, parmi les réponses proposées, la plus proche de celle issue du calcul. Les calculatrices ne sont pas autorisées.

2 CONSTANTES Constante des gaz parfaits : R = 8,31 SI (système d unités international) T : température absolue en degrés Kelvin (0 C = 273 K) Nombre d'avogadro N = 6. 10^23 mol ¹s Célérité de la lumière dans le vide c = 3.10^8 m.s ¹ Constante de Planck h = 6,6. 10^-34 J.s (6,6 20 / 3) Charge de l'électron (val. absolue) e = 1,6. 10^-19 C (1,6 5 / 3) Masse de l électron au repos : me = 9,0. 10^-31 kg Equivalent énergétique de la masse de l électron : 511 kev 1 u.m.a. = 1,6. 10^-27 kg (1,6 5 / 3) Equivalent énergétique de 1 u.m.a. = 931,5 MeV Énergie de liaison couche K de l'hydrogène = 13,6 ev 1 électron-volt = 1,6. 10^ 19 joule (1,6 5 / 3) Ln 2 = 0,7 2

3 QCM 1 : Les propositions concernent les gaz parfaits et leurs propriétés. Une ou plusieurs proposition(s) exacte(s). A. Dans les conditions Patm standard, une mole de gaz parfait occupe un volume de 24,2 litres. B. La pression artérielle est une pression manométrique d'en moyenne 100 mmhg. C. Les molécules d'un gaz parfait n'interagissent pas entre elles. D. La pression qu'exerce un gaz parfait est inversement proportionnelle à la température en Kelvin de celui-ci pour un volume et une quantité de matière donnés. E. Lorsque l'on monte en altitude la fraction molaire en oxygène diminue. On considère deux enceintes 1 et 2 contenant chacune un mélange gazeux considéré comme parfait, Les compositions des mélanges sont données dans le tableau ci-dessous. Les mesures sont effectuées dans les conditions standard de température. Enceinte 1 (M¹) Enceinte 2 (M²) Volume 44,8 litres 11,2 litres Oxygène (O2) 1,6 mol 0,3 mol Hydrogène (H2) 0,8 mol 0,2 mol Dioxyde de carbone (CO2) 1,2 mol 0,1 mol Azote (N2) 0,4 mol 0,4 mol QCM 2 : Une ou plusieurs réponses exactes. A. P(M¹) = P(M²) B. f(n2) dans M¹ = f(n2) dans M² C. pn2 dans M¹ = 4 pn2 dans M² D. P(M²) = Patm E. f(h2) dans M¹ = f(h2) dans M² QCM 3 : A partir des mesures précédentes quelle est la pression partielle exercée par l'azote dans l'enceinte 1? Choisir la réponse la plus proche de votre résultat. Pour cet énoncé RT = 2200 S.I A. 500 Pa B. 4,5 kpa C. 2 kpa D. 120 Pa E. 20 kpa 3

4 QCM 4 : Une ou plusieurs proposition(s) exacte(s) : L énergie des liaisons est considérée en valeur absolue A. Les forces d'attraction entre deux molécules décroissent en 1/ R^13 en fonction de la distance. B. La molécule de benzène est un dipôle électrostatique permanent. C. En moyenne, l énergie des liaisons Hydrogène est comprise entre 20 et 40 kj. Mol ¹ D. En moyenne, l énergie des liaisons ioniques est supérieure à celle des liaisons covalentes. E. En moyenne, l énergie des liaisons de Van der Waals est supérieure à celle des liaisons Hydrogène. QCM 5 : Un plongeur doit faire une exploration sous-marine à 80m. Le mélange de sa bouteille est calculé tel que la pression d oxygène délivrée soit égale à 0,72 bar à 80m (mélange délivré à la pression ambiante). Quel doit être le pourcentage d O2 présent dans le mélange? Choisir la réponse la plus proche de votre résultat. A. 7% B. 8% C. 9% D. 10% E. 14% QCM 6 : Une solution est préparée par mélange des 3 solutions aqueuses suivantes : 0,25 litre de chlorure de potassium (KCl) à la concentration de 8,0 mmol.l 1 1,00 litre de chlorure d aluminium (AlCl3) à la concentration de 2,0 mmol.l 1 0,75 litre de chlorure de potassium (KCl) à la concentration de 4,0 mmol.l 1 A l équilibre, les électrolytes sont complètement dissociés. A l équilibre, quelles sont les concentrations dans le mélange, en millimoles par litre? Une ou plusieurs réponse(s) exacte(s). A. [K+] = 5,0 B. [Cl ] = 11,0 C. [Al+++] = 4,0 D. [Cl ] = 5,5 E. [K+] = 2,5 4

5 QCM 7 : Une ou plusieurs proposition(s) exacte(s): A. La célérité du son est donnée en fonction de la compressibilité χ et de la masse volumique ρ du milieu de propagation par c = 1/(χρ) B. La longueur d onde est donnée en fonction de la compressibilité χ, de la masse volumique ρ du milieu de propagation, et de la période de l onde T par λ = T/( χρ) C. L impédance acoustique est donnée en fonction de la compressibilité χ et de la masse volumique ρ du milieu de propagation par Z = ( ρ)/( χ) D. La célérité du son est donnée en fonction de la compressibilité χ et de la masse volumique ρ du milieu de propagation par c = 1/( χ ρ) E. La célérité du son est donnée en fonction de la longueur d onde et de la période de l onde par c = λt QCM 8 : Concernant la célérité des ondes sonores : Soit une onde sonore se propageant dans un gaz parfait de masse molaire M=25 g/mol. Une ou plusieurs propositions exactes. On donne la constante A. La célérité de l onde est de 200 m/s B. La célérité de l onde est de 40 m/s C. La célérité de l onde est proportionnelle à la racine carrée de la température du gaz D. La célérité de l onde est inversement proportionnelle à la masse molaire du gaz E. La célérité des ondes sonores est plus importante dans les gaz que dans les liquides QCM 9 : Concernant l effet Doppler : Une source sonore de fréquence F=9,5 khz se rapproche d un observateur immobile à une vitesse v=19m/s. Une ou plusieurs propositions exactes. On donne la célérité de l onde sonore dans l air : A. Le son perçu par l observateur paraît plus grave B. Le son perçu par l observateur a une fréquence de 8500 Hz C. Le son perçu par l observateur a une fréquence de Hz D. Le son perçu par l observateur a une fréquence de Hz E. Le son perçu par l observateur est audible par un humain 5

6 QCM 10 : 23h37 et 51 secondes Lors d une soirée médecine, le système auditif d un sujet jeune et sobre (pour l instant...) reçoit deux ondes sonores: La première onde sonore de niveau d intensité acoustique de 110 db se trouve être la sono. La deuxième onde sonore de niveau d intensité acoustique de 106 db étant son pote (déjà déchiré lui) voulant crier plus fort que la sono. Quel est le niveau d intensité acoustique total reçu par son système auditif à 23h37 et 51 secondes? Une seule proposition exacte : A. 111,5 B. 112,5 C. 113,5 D. 114,5 E. 115,5 QCM 11 : 2h11 et 17 secondes Ce même sujet, déchiré (on vous avait prévenu...) a pris exactement 10 verres. Sachant que chaque verre divise l intensité acoustique incidente reçue par le sujet, quel est alors le niveau d intensité acoustique reçu par le système auditif du sujet dans les conditions décrites à la question précédente? Une seule proposition exacte : A. 61,5 B. 71,5 C. 81,5 D. 91,5 E. 101,5 Optique Rappels pour les questions d optique L axe optique est orienté dans le sens des rayons lumineux. Sur cet axe, les distances algébriques sont repérées à partir de l origine S, sommet du dioptre (surface de la cornée). Pour l œil emmétrope au repos («œil réduit»), le dioptre a une puissance D= 60 dioptries et la distance axiale S Rétine est de 22,3.10^ 3 m. Les configurations proposées dans les exercices sont situées sur l axe optique. L œil au repos : sans accommodation. QCM 12 : Une ou plusieurs proposition(s) exacte(s) : A. Lors de l accommodation, les muscles de l œil modifient la profondeur de l œil, et donc la distance focale. B. Le cristallin joue le rôle d une lentille divergente de 60D au repos. C. Un œil myope sans correction à un PR virtuel. D. Un œil emmétrope pour voir un objet à -25cm accommode à 4D. E. Dans le cas d un œil emmétrope qui a perdu toutes faculté d accommodation PR=PP. 6

7 QCM 13 : Grâce au suivi du patient nous savons que AA max = 5D. Pour un examen ophtalmique on traite le patient au collyre cycloplégique, l examen nous apprend que le PR du patient est de +0,2cm. Une ou plusieurs proposition(s) exacte(s) : A. Cet œil est myope de +5 dioptrie. B. Le PP du patient lors de l examen se situe à l infini. C. Le PP du patient en temps normal se situe à l infini. D. L ophtalmologiste lui prescrira pour corriger son amétropie des verres convergent de 5D. E. Ce patient, à une amétropie qui est un facteur de risque pour la presbytie. QCM 14 : Le chirurgien ophtalmologue et le patient décident de faire une opération laser pour corriger cette amétropie de façon durable et sans port de lunette ou lentille. L opération consiste en la modification du rayon de courbure de l œil qui est originellement de 8mm chez ce patient. A combien de mm le chirurgien va-t-il amener le rayon de courbure au final pour corriger totalement la vue du patient? Une seule proposition exacte : A. 10 mm B. 9 mm C. 7 mm D. 6 mm E. 5 mm QCM 15 : Les propositions suivantes concernent les ondes électromagnétiques. Une ou plusieurs proposition(s) exacte(s) : A. Les limites du spectre visible sont situées entre 400nm et 700µm. B. Les ondes infrarouges sont plus énergétiques que les ondes UV. C. La longueur d onde et la fréquence d une onde électromagnétique (onde EM) évoluent en sens inverse. D. Pour une onde EM donnée, quel que soit le milieu, l énergie du photon est invariante. E. Les effets corpusculaires d une onde radio sont négligeables par rapport à ceux des rayons X ou gamma. QCM 16 : Une ou plusieurs proposition(s) exacte(s) : A. La valeur de 13,6 ev est la limite qui définit, par convention, les rayonnements potentiellement ionisants dans l organisme. B. Les UVB peuvent induire la formation de radicaux libres dans l organisme. C. La mélanine est responsable de la production de vitamine D suite à l exposition aux UVB. D. Lors d un effet photoélectrique, la totalité de l énergie du photon est cédé à l électron. E. L exposition aux UVC sur la plage peut être responsable de l apparition de cancers de la peau. 7

8 QCM 17 : On considère une cellule photoélectrique constitué d une couche de sodium, avec comme énergie d extraction de l électron périphérique 5,14eV. On l éclaire avec une lumière monochromatique de longueur d onde = 248nm. Une ou plusieurs proposition(s) exacte(s) : A. Le faisceau monochromatique appartient à la gamme des rayons UV. B. L extraction de l électron périphérique n est pas possible dans ces conditions. C. L électron est expulsé avec une énergie cinétique égale à 10,14eV. D. L électron est expulsé avec une énergie cinétique égale à 0,14eV. E. Le retour à l état fondamental des atomes de sodium se fait par émission de photons visibles. QCM 18 : Concernant l EEG (électro-encéphalogramme) : Une ou plusieurs propositions exactes. A. En période de veille, les neurones ont une activité synchrone B. On peut observer des rythmes béta chez un sujet éveillé C. Les rythmes thêta ont une période supérieure aux rythmes alpha D. L enregistrement de potentiels évoqués cognitifs permet de caractériser une zone source d épilepsie E. Les ondes delta sont caractéristiques du coma QCM 19 : Une ou plusieurs propositions exactes : A. La susceptibilité magnétique χ s exprime en A.m². B. Le diamagnétisme caractérise les substances qui ne comportent que des atomes magnétiques. C. Les atomes d une substance paramagnétique ont des moments magnétiques permanents. D. La variation de M en fonction de H est linéaire pour une substance ferromagnétique. E. La susceptibilité magnétique χ pour une substance ferromagnétique croit avec la température à partir de la température de Curie. QCM 20 : Une ou plusieurs propositions exactes : A. L expérience de RMN est impossible dans le cas où le spin nucléaire est nul. B. Le noyau (Z=1 et H=0) a le plus fort rapport gyromagnétique. C. Le noyau (Z=7 et N=7) possède un spin nucléaire entier. D. Le noyau (Z= 6 et N=6) est utilisable en RMN. E. Le noyau (Z=6 et N=7) est utilisable en RMN. 8