A) La réfraction de la lumière. B) La propagation rectiligne de la lumière. C) La réflexion spéculaire de la lumière. D) La diffraction de la lumière

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1 SECTION A CETTE PARTIE DE L ÉPREUVE COMPREND LES QUESTIONS 1 À 18. CHAQUE BONNE RÉPONSE VAUT 4 POINTS. 1 Par quelle propriété de la lumière s explique le fonctionnement du sténopé? A) La réfraction de la lumière B) La propagation rectiligne de la lumière C) La réflexion spéculaire de la lumière D) La diffraction de la lumière 2 Deux miroirs, M 1 et M 2, sont placés perpendiculairement l un à l autre tel qu illustré sur la figure ci-dessous. M 1 R 1 62 M 2 R 2 Le rayon incident R 1 frappe M 1 et est réfléchi. Il frappe M 2 et est réfléchi à nouveau. À quoi l angle de réflexion du rayon R 2 sera-t-il égal? A) 28 B) 56 C) 62 D) 118

2 3 Un observateur O est placé devant un miroir convexe tel qu illustré ci-dessous, ou C représente le centre de courbure du miroir convexe. Quelles sont les images des objets I, II, III, IV et V que l observateur O peut voir dans le miroir?.ii.i.o.c.iii.iv.v A) I, III et V B) I, IV et V C) II, III et IV D) III, IV et V

3 4 Les schémas ci-dessous illustrent des rayons lumineux qui passent de l air à des milieux transparents différents sous un même angle d incidence. Quel schéma illustre le rayon qui pénètre dans le milieu le plus réfringent? A) C) Air Air Milieu transparent Milieu transparent B) D) Air Air Milieu transparent Milieu transparent 5 Le schéma ci-dessous représente un modèle de fibre optique. Cœur Gaine L indice de réfraction du cœur est de 1,70 et celui de la gaine est de 1,50. À partir de quel angle, formé par un pinceau lumineux et la surface de séparation entre le cœur et la gaine, le pinceau est-il totalement réfléchi vers le cœur? A) 28 C) 42 B) 36 D) 54

4 6 Sur lequel des schémas ci-dessous, l image est-elle correctement tracée? A) Objet C) Image Image Objet F o F i F o F i B) Objet D) Objet F o F i F o F i Image Image 7 Vous placez un objet à 30 cm d un miroir concave. Son image, réelle, est située à 15 cm du miroir. Par la suite, vous déplacez cette objet et le placez à 6,0 cm du miroir. Quel est la nouvelle position de l image de cet objet? A) 10 cm derrière le miroir. B) 15 cm derrière le miroir. C) 20 cm derrière le miroir. D) 25 cm derrière le miroir.

5 8 Un satellite-espion muni d une caméra est situé à 150 km de la surface terrestre. L objectif de la caméra a une longueur focale de 120 cm. Si la caméra est pointée sur une piste d atterrissage de 2,00 km de longueur, quelle sera la grandeur de l image formée par la lentille? A) cm B) 1,60 cm C) 2.50 cm D) 8,00 cm 9 Voici la trajectoire d une boule de billard. 2 Arrivé 1 Départ Parmi les schémas ci-dessous, lequel représente correctement le déplacement total de la boule de billard entre les points 1 et 2? A) C) B) D)

6 10 Trois élèves exercent simultanément trois forces sur une même masse. Le schéma ci-dessous représente cette situation. F 2 F 3 F 1 Parmi les vecteurs suivants, lequel correspond à l équilibrante de ce système de forces? A) B) C) D)

7 11 Le graphique ci-dessous représente la vitesse instantanée d un mobile en fonction du temps. V (m/s) t(s) Que peut-on affirmer? A) Le mobile est revenu à son point de départ en 10 s. B) Le mobile a freiné sur 30 m, en 10 s. C) Le mobile a parcouru 150 m, en 10 s. D) Le mobile a freiné sur 300 m, en 10 s.

8 12 Un véhicule partant du repos accélère uniformément pendant 5 s, puis roule à vitesse constante pendant 10 s. Il freine ensuite pour s immobiliser au bout de 5s. Lequel des graphiques suivants décrit correctement cette séquence de mouvement? A) C) v a t t B) D) v a t t 13 Un mobile, pesant 19, 6 N, se déplace en ligne droite, à une vitesse de 12 m/s. Quelle est la grandeur de la résultante des forces qu il faut exercer sur ce mobile pour l arrêter sur 5,0 m? A) 19.6 N B) 28,8 N C) 235 N D) 282 N

9 14 Un astronaute va explorer la Lune qui a un champ gravitationnel six fois plus faible que celui de la Terre. Laquelle des affirmations suivantes est vrai? A) Son poids et sa masse sont les mêmes sur la Lune et sur la Terre. B) Son poids est le même sur la Lune et sur la Terre, mais sa masse est plus faible sur la Lune. C) Son poids et sa masse sont plus faibles sur la Lune que sur la Terre. D) Son poids est plus faible sur la Terre, mais sa masse demeure la même. 15 Louis utilise une brouette pour déplacer une charge lourde. Charge charge Avant Arrière Comment Louis devrait-il modifier la position de la charge et de la main pour réduire la force à son minimum, afin de déplacer la charge à l aide de la brouette? A) Déplacer la charge vers l arrière et les mains vers l arrière. B) Déplacer la charge vers l avant et les mains vers l avant. B) Déplacer la charge vers l avant et les mains vers l arrière. C) Déplacer la charge vers l arrière et les mains vers l avant.

10 16 Une voiture miniature de 900 g se déplace horizontalement à une vitesse de 4,0 m/s. On lui applique une force et elle atteint une vitesse de 6,5 m/s en 2,0 secondes. Quel travail a été accompli sur cette voiture miniature? A) 1,1 J B) 2,8 J C) 11,8 J D) 1,2 x 10 4 J 17 Un chariot est lancé vers le haut d un plan incliné sans frottement. Lequel des graphiques ci-dessous représente adéquatement l évolution des différentes formes d énergie lors de cette montée? A) C) Énergie Énergie E k E p E p E k Distance Distance B) D) Énergie Énergie E p E k E p E k Distance Distance

11 18 On lâche la masse d un pendule d une hauteur de 30 cm. Quelle sera la vitesse maximale du pendule sachant que sa masse est de 350 g? h = 30 cm A) 1,0 m/s B) 2,4 m/s C) 5,9 m/s D) 24,2 m/s

12 SECTION B CETTE SECTION DE L ÉPREUVE COMPREND LES QUESTIONS 19 À Un système optique est constitué de deux lentilles accolées, l une convergente et l autre divergente. La vergence de ce système est de 2,0 δ. La longueur focale de la lentille divergente est de 60 cm. Quelle est la distance focale de la lentille convergente? 20 Sur le dessin ci-dessous, on a représenté un objet AB placé devant un miroir concave. A Miroir C B À partir du tracé des rayons principaux, déterminez la position, la grandeur, le sens et la nature de l image. 21 Un numismate observe une pièce de monnaie rare et tente de déchiffrer la date inscrite à l aide d une loupe. Il tient la pièce de monnaie à 5,0 cm de la loupe et observe ainsi la date, très nette, grossie cinq fois. Quelle est la distance focale de cette loupe?

13 22 On laisse glisser une valise de 10 kg du haut d un plan incliné à 20 de l horizontale. La force de frottement entre la valise et la plan correspond è 5% du poids de la valise. Si le plan a une longueur de 3,0 m, quelle sera la vitesse de la valise au bas du plan? 23 Une caisse de 20 kg repose sur une surface plane et parfaitement lisse. Deux forces s exercent sur la caisse, tel qu illustré sur le schéma ci-dessous. Vue è vol d oiseau F 1 = 30N F 2 = 20N Si les forces sont appliquées sur une distance de 2,0 m, quelle sera la grandeur de la vitesse finale de cette caisse?

14 24 Vous devez hisser une charge à l aide d un plan tel qu illustré ci-dessous. Les frottements qui agissent sur le palan lui donnent un rendement de 80%. Pour hisser une charge de 5,0 kg, d une hauteur de 60 cm, quelle force minimale devrez-vous exercer sur la corde? 25 Au sommet d une colline de 10 m de hauteur, Paul et Julie sont assis sur une luge, immobile, tel qu illustré au point A du schéma ci-dessous. La masse de la luge et de ses passagers est de 100kg. La luge descend la pente, remonte jusqu en B, à 2,0 m de haut, et redescend pour arriver au bas de la pente. A V i : 0 m/s 10 m B 2,0 m Calculez la vitesse de la luge en B, sachant que le travail des forces de frottements exercées sur la luge, entre A et B, est de J. Examen de Janvier 2002 Physique 534