Physique Niveau moyen Épreuve 1

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1 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX hysique Niveau moyen Épreuve 1 Vendredi 6 mai 16 (main) 45 minues Insrucions desinées aux candidas yn ouvrez pas cee épreuve avan d y êre auorisé(e). yrépondez à oues les quesions. ychoisissez pour chaque quesion la réponse que vous esimez la meilleure e indiquez vore choix sur la feuille de réponses qui vous es fournie. yun exemplaire non annoé du recueil de données de physique es nécessaire pour cee épreuve. yle nombre maximum de poins pour cee épreuve d examen es de [3 poins]. 17 pages Inernaional Baccalaureae Organizaion 16

2 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX 1. Une sphère es ajusée à l inérieur d un cube. La longueur de ce cube e le diamère de cee sphère son 1, ±, cm. Quel es le rappor inceriude en pourcenage du volume de cee sphere inceriude en pourcenage du volume de ce cube? 3 4π 1 C. 8. Une piscine conien kg d eau pure. La masse molaire de l eau es 18 g mol 1. Quelle es l esimaion correce du nombre de molécules d eau dans cee piscine? C

3 3 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX 3. Un avion se déplace horizonalemen. Une parachuise quie ce avion e, quelques secondes plus ard, ouvre son parachue. Quel graphique monre la variaion de la viesse vericale v en foncion du emps pour cee parachuise depuis le momen où elle quie l avion jusqu au momen juse avan qu elle n aerrisse? v v C. v v 4. Un obje d une masse m repose sur un plan horizonal. L angle θ que fai ce plan avec l horizonale augmene lenemen à parir de zéro. Quand θ = θ, ce obje commence à glisser. Quels son le coefficien de froemen saique μ s e la force de réacion normale N de ce plan à θ = θ? μ s N sin θ mg cos θ an θ mg sin θ C. sin θ mg sin θ an θ mg cos θ Tournez la page

4 4 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX 5. Une pierre ombe vericalemen à une viesse consane dans un ube rempli d huile. Lesquels des énoncés suivans sur les changemens d énergie de cee pierre pendan son mouvemen son correcs? I. Le gain en énergie cinéique es plus pei que la pere en énergie poenielle graviaionnelle. II. III. La somme de l énergie cinéique e de l énergie poenielle graviaionnelle de cee pierre es consane. Le ravail effecué par la force de gravié a la même grandeur que le ravail effecué par le froemen. I e II seulemen I e III seulemen C. II e III seulemen I, II e III 6. Un ressor d une masse négligeable e d une longueur l es suspendu depuis un poin fixe. Lorsqu une masse m es aachée à l exrémié libre de ce ressor, la longueur de ce ressor augmene jusqu à l. La ension dans ce ressor es égale à k x, k éan une consane e x éan l allongemen de ce ressor. À quoi k correspond-il? C. mg l mg l mg l l mg l l

5 5 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX 7. Une balle d une masse m se déplace horizonalemen avec une viesse u. Cee balle heure un mur verical e rebondi dans le sens opposé avec une viesse v < u. La durée de la collision es T. Quelles son la grandeur de la force moyenne exercée par le mur sur cee balle e la pere d énergie cinéique de cee balle? Force moyenne ere d énergie cinéique C. mu ( + v ) mu ( v ) T mu ( + v ) mu ( v ) T mu ( v ) mu ( v ) T mu ( v ) mu ( v ) T 8. Un rain sur une voie ferrée horizonale droie se déplace depuis l éa de repos à une accéléraion consane. Les forces horizonales sur ce rain son la force du moeur e une force résisive qui augmene avec la viesse. Lequel des graphiques ci-dessous représene la variaion en foncion du emps de la puissance développée par le moeur? C. Tournez la page

6 6 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX 9. Le graphique ci-dessous monre commen l accéléraion a d un obje varie en foncion de la disance parcourue x. a / m s x / m La masse de ce obje es 3, kg. Quel es le ravail oal effecué sur ce obje? 3 J 4 J C. 1 J 15 J

7 7 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX 1. Une subsance es chauffée à une puissance consane. Le graphique monre commen la empéraure T de cee subsance varie en foncion du emps andis que cee subsance passe de l éa liquide à l éa gazeux. T Que peu-on déerminer à parir de ce graphique? La capacié calorifique massique du gaz es plus peie que la capacié calorifique massique du liquide. La capacié calorifique massique du gaz es plus grande que la capacié calorifique massique du liquide. C. La chaleur laene de fusion de cee subsance es plus peie que la chaleur laene de vaporisaion. La chaleur laene de fusion de cee subsance es plus grande que sa chaleur laene de vaporisaion. 11. Laquelle des réponses ci-dessous n es pas une supposiion de modèle cinéique des gaz parfais? Toues les paricules dans le gaz on la même masse. Toues les paricules dans le gaz on la même viesse. C. La durée des collisions enre les paricules es rès coure. Les collisions avec les parois du récipien son élasiques. Tournez la page

8 8 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX 1. Dans quelles condiions de densié e de pression un gaz réel es-il le mieux décri par l équaion d éa pour un gaz parfai? Faible densié e basse pression Faible densié e haue pression C. Fore densié e basse pression Fore densié e haue pression 13. Une source poncuelle éme des ondes sonores d une ampliude L inensié acousique à une disance d de cee source es I. Quelle es l inensié acousique à une disance,5d de cee source lorsque cee source éme des ondes d une ampliude A? 16I 4I C. I 1 4 I

9 9 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX 14. Une vague d eau bouge sur la surface d un lac. e Q son deux poins sur la surface de l eau. Cee onde se propage vers la droie. direcion de l onde Q Le diagramme ci-dessus monre l onde au momen =. Quel graphique ci-dessous monre commen les déplacemens de e de Q varien en foncion de? 1, Q 1, Q,5,5, / s, / s 1, 1, C. 1, Q 1, Q,5,5, / s, / s 1, 1, Tournez la page

10 1 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX 15. Une lumière polarisée horizonalemen d une inensié I enre dans un polariseur don l axe de polarisaion fai un angle de θ degrés avec l horizonale. La lumière venan de es alors incidene sur un polariseur A avec un axe de polarisaion verical fixe. inensié de la lumière ransmise I polariseur A polariseur θ inensié de la lumière polarisée horizonalemen I On varie l angle θ de à 9 degrés. Lequel des graphiques ci-dessous représene la variaion, en foncion de θ, de l inensié I de la lumière ransmise à ravers A? C. I,5 I,4,3,,1, I,5 I,4,3,,1, I,5 I,4,3,,1, θ / θ / I,5 I,4,3,,1, θ / θ /

11 11 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX 16. Un uyau d une longueur L a deux exrémiés ouveres. Un aure uyau d une longueur L a une exrémié ouvere e une exrémié fermée. La fréquence du premier harmonique de ces deux uyaux es la même. À quoi correspond L L? 3 C Un rayon de lumière passe de l air à l eau comme monré. rayon de lumière air eau Quels son le changemen dans la longueur d onde de l onde lumineuse e le changemen dans l angle que fai le rayon avec la normale à la surface. Longueur d onde Angle avec la normale augmene augmene augmene diminue C. diminue augmene diminue diminue Tournez la page

12 1 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX 18. Trois charges fixes, +Q, Q e Q, son aux sommes d un riangle équilaéral. Quelle es la force résulane sur un élecron au cenre de ce riangle? +Q Q C. élecron Q 19. Le graphique ci-dessous monre la variaion du couran I dans un disposiif en foncion de la différence de poeniel V aux bornes de celui-ci. I / A 4 1 V / V Quelle es la résisance de ce disposiif en? zéro,1 Ω C. 1 Ω infinie

13 13 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX. Un circui consise en une pile d une force élecromorice (f.é.m.) de 6, V e d une résisance inerne négligeable connecée à deux résisances de 4, Ω. 6, V 4, Ω 4, Ω A La résisance de l ampèremère es de 1, Ω. Quelle es la valeur lue sur l ampèremère?, A 3, A C. 4,5 A 6, A Tournez la page

14 14 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX 1. Un fil poran un couran I es placé dans une région d un champ magnéique uniforme B, comme monré sur le schéma ci-dessous. I L B La direcion du champ B es soran de la page e la longueur du fil es L. Laquelle des réponses ci-dessous es correce à propos de la direcion e de la grandeur de la force agissan sur ce fil? Direcion Grandeur égale à BIL plus peie que BIL C. égale à BIL plus peie que BIL

15 15 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX. Une masse aachée à une exrémié d une ige rigide ourne à une viesse consane dans un plan verical auour de l aure exrémié de cee ige. ige masse La force exercée par la ige sur la masse es zéro parou. d une grandeur consane. C. oujours dirigée vers le cenre. minimale au somme du parcours circulaire. 3. La planèe X a une masse M e un rayon R. La planèe Y a une masse M e un rayon 3R. L inensié du champ graviaionnel à la surface de la planèe X es g. Quelle es l inensié du champ graviaionnel à la surface de la planèe Y? C. 9 g 3 g 3 g 9 g Tournez la page

16 16 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX 4. Un simple modèle d un aome a cinq niveaux d énergie. Quel es le nombre maximum de fréquences différenes dans le specre d émission de ce aome? 4 6 C Laquelle des réponses ci-dessous donne la définiion correce de l énergie de liaison d un noyau? Le produi de l énergie de liaison par nucléon e du nombre de nucléons Le ravail minimum requis pour séparer complèemen les nucléons les uns des aures C. L énergie qui mainien le noyau ensemble L énergie libérée pendan l émission d une paricule alpha 6. Laquelle des réponses ci-dessous énumère rois forces fondamenales par ordre croissan d inensié? élecromagnéique, gravié, nucléaire fore nucléaire faible, gravié, nucléaire fore C. gravié, nucléaire faible, élecromagnéique élecromagnéique, nucléaire fore, gravié 7. our quelle raison les quarks furen-ils inroduis iniialemen? our expliquer l exisence d isoopes our décrire les specres d émission e d absorpion nucléaires C. our expliquer les paerns dans les propriéés des paricules élémenaires our expliquer l énergie manquane e la quanié de mouvemen dans la désinégraion bêa

17 17 M16/4/HYSI/SM/FRE/TZ/XX 8. Un panneau solaire a une surface acive de,4 m e un rendemen de 5 %. L inensié moyenne du rayonnemen aeignan la surface de ce panneau es,5 kw m. Quelle es la puissance de sorie moyenne fournie par un réseau de 1 de ces panneaux solaires?,5 W 5 W C. 5 W 5 W 9. Quel es l ordre correc de ransformaions d énergie dans une cenrale hermique au charbon? hermique chimique cinéique élecrique chimique hermique cinéique élecrique C. chimique cinéique hermique élecrique cinéique chimique élecrique hermique 3. Un corps noir d une surface de 1, m éme un rayonnemen élecromagnéique d une longueur d onde de crêe de,9 1 6 m. Lesquels des énoncés suivans sur ce corps son correcs? I. La empéraure de ce corps es 1 K. II. L énergie rayonnée par ce corps en une seconde es 5,7 1 4 J. III. Ce corps es un absorbeur parfai du rayonnemen élecromagnéique. I e II seulemen I e III seulemen C. II e III seulemen I, II e III