Section e Physique 25.09.2015 Auto-évaluation acquisition es connaissances Inications préalables : L objectif est une auto-évaluation u progrès concernant les connaissances acquises penant le cours. Ce QCM ne constitue pas un bonus et le résultat e celui-ci ne comptera onc pas pour la note finale. Veillez à avoir reçu un livret comportant 7 pages A4 e questions (8 au total avec celle-ci) ainsi qu une feuille séparée contenant la grille e réponses. Le test comporte es questions auxquelles les participants ne evraient pas pouvoir réponre s ils n ont pas suivi le cours. Il existe eux versions e ce QCM : celles-ci comportent les mêmes questions, cepenant l orre es questions et es réponses proposées changent entre les eux versions. Grille QCM : Veuillez vous assurer que la grille en votre possession est bien celle qui vous est estinée à l aie u nom qui y est iniqué. Prenez gare à ce que votre grille soit e la même version que le questionnaire (version A ou version B). Chacune es questions propose quatre réponses allant e a à. Il n y a qu une seule réponse correcte parmi les quatre propositions pour chaque question. Remplissez la grille e réponses en utilisant un crayon e préférence ou un stylo. N utilisez en aucun cas u tipex (correcteur liquie blanc) ou u texte sur cette feuille. Barème pour la correction : 3 points à chaque réponse juste. -1 point à chaque réponse erronée. 1
Autocontrôle acquisition es connaissances 1. Que vaut le vecteur? a) = b) = c) =+ ) =+ c b a 2. Soient les vecteurs = ( 1,2,2) et = (4,0,2). Que vaut leur prouit scalaire noté? a) = 8 b) = 0 c) = (4, 10,8) ) = 2 3. Soient les vecteurs = ( 1,2,2) et = (4,0,2). Que vaut leur prouit vectoriel noté? a) = (4,10, 8) b) = (4, 10, 8) c) = 0 ) =(4,10,8) 4. Quelle est la érivée par rapport à e ()= (),>0? a) () b) 1 c) (+1) () 1 ) 5. D après le essin, combien vaut l angle marqué un point interrogation? a) 90 b) 90 + c) ) 180 6. Soit le nombre complexe représenté ici ans le plan complexe. On a = +, avec = 1 tel que, R, autrement it : a) = " #$% + " % b) = " % + " #$% c) = % + #$% ) = #$% + % 2
7. Laquelle e ses affirmations est-elle vraie? a) Un point matériel peut avoir un mouvement curviligne non contenu ans un plan même si son accélération gare toujours la même irection. b) Un point matériel peut voir varier la irection e sa vitesse quan son accélération est constante. c) Un point matériel peut voir varier la irection e son accélération quan la irection e sa vitesse reste constante. ) Aucune es propositions ci-essus n est correcte. 8. Une voiture pren un virage à 80 km/h, vitesse qu elle conserve urant tout le virage. La voiture subit-elle une force lors e son virage? a) Oui, vers l extérieur u virage. b) Non, car sa vitesse est constante. c) Oui, vers l intérieur u virage. ) Oui, vers l avant. 9. Zazie se balance sur une balançoire ont les cores menacent e se rompre si leur tension excèe une certaine valeur. Sélectionnez la bonne réponse : a) Le risque e voir les cores se rompre est plus gran au passage e la verticale qu aux points amplitue maximale. b) Le risque e voir les cores céer iminue pour un mouvement e plus grane amplitue. c) Afin e iminuer le risque e voir les cores se rompre, Zazie juge bon e les raccourcir avant e recommencer à se balancer avec une amplitue telle que sa vitesse maximale emeure inchangée. ) Le risque e voir les cores se rompre est le même à tout moment. 10. On se réfère ici aux cooronnées sphériques. Que peut-on ire u vecteur éfini par lim )*, -(.,*/ )*,0)1 -(.,*,0) )*? a) Il est tangent à la ligne e cooronnée sur laquelle seul 2 varie. b) Sa norme vaut 1. c) Il est parallèle au vecteur -. ) C est un vecteur ont la norme ten vers l infini. 3
11. On cherche à éfinir le mouvement un penule astreint à se éplacer sur une porte en utilisant les cooronnées cylinriques. Quel est le choix es axes e cooronnées 3 4 qui permettra utiliser les formules cinématiques u cours? a) b) c) ) N importe quel choix est approprié. 12. Une transformation géométrique est onnée par - = - + 5 67 -. On affirme que cette transformation peut être écrite par une matrice 8 avec - = 8-. Quelle assertion est correcte? a) On ne peut pas écrire la transformation sous forme matricielle. b) On le peut, les éléments e la matrice inverse 8 1 sont onnés par (8 1 ) 9: = (8 :9 ) 1. c) On le peut, les éléments e la matrice inverse 8 1 sont onnée par (8 1 ) 9: = 8 :9. ) On ne peut écrire la transformation sous forme matricielle que si elle est symétrique. 4
13. Un penule formé un fil et une masse a une périoe ;. Si le système est apporté sur la lune, où le champ e gravitation est six fois plus faible, alors le mouvement vertical e cet oscillateur aura une périoe e : a) ;/6 b) ;/ 6 c) ;/3 ) ; 6 14. Un oscillateur harmonique amorti écroit un facteur 2 en 5 périoes oscillation. Si l on applique à cet oscillateur une force périoique ont la fréquence satisfait à la conition e résonnance, quel sera le rapport entre son amplitue oscillation et l amplitue e cet oscillateur pour une force statique? a) 23 b) 46 c) 7 ) 53 15. L énergie pour accélérer une voiture e 20 à 40 km/h est, comparativement à celle qu il faut pour accélérer la même voiture e 0 à 20 km/h : a) La même. b) Deux fois plus grane. c) Trois fois plus grane. ) Quatre fois plus grane. 16. Deux corps e masse @ et @ = 3@ se heurtent e front. Leurs vitesses respectives sont A B =C D E et A F = C D E. Après la collision, leurs vitesses valent A B = G H C D E et A F = H C D E. Que peut-on ire e la collision? a) La collision est élastique. b) La quantité e mouvement est conservée, mais pas l énergie cinétique. c) L énergie cinétique et la quantité e mouvement sont conservées. ) La quantité e mouvement est conservée, mais pas l énergie cinétique. 17. Sachant que la masse e la Terre vaut I J 6 10 H kg et que son rayon est L J 6300 km, quelle est l altitue e l orbite un satellite géostationnaire? a) 36 000 km b) 42 000 km c) 126 000 km ) 12 000 km 5
18. En 1897, Joseph John Thomson (prix Nobel e physique en 1906) réalisa une expérience inéite. Il utilisa un faisceau électrons, accélérés à l aie une tension M jusqu à atteinre une vitesse A D, ans un tube contenant e l argon. Ce gaz rare émet e la lumière lorsqu il est ionisé, et permet e visualiser le faisceau électrons. Le tube est par ailleurs placé entre eux bobines e Helmholtz générant un champ inuction magnétique N perpeniculaire à A D. Il en résulte une trajectoire circulaire u faisceau électrons. En mesurant le rayon L e cette trajectoire et en supposant N et A D connus, quelle graneur pu éterminer J. J. Thomson? On notera O P et @ P respectivement la charge et la masse e l électron. a) O P et @ P b) O P seulement Q R c) S R ) La onnée est incomplète. 19. Un train circule à vitesse constante C sur un rail circulaire e rayon L. Une masse @ est suspenue à une balance à ressort, fixée à l intérieur u train. Quelle est la lecture onnée par la balance à ressort? a) @T +U SVW X Y b) @T c) Z@T +U SVW X Y ) SVW X 20. Le train TGV Paris-Marseille (800 km) circule u Nor vers le Su à une vitesse constante e 360 km/h. La masse u TGV est e 388 t. On consièrera que le trajet se éroule à la latitue moyenne λ e 45. Dans quelle irection est irigée la force e Coriolis [ \, et quelle est son intensité? a) [ \ est irigée vers l est et son intensité vaut 2 kn. b) [ \ est irigée vers l est et son intensité vaut 4 kn. c) Aucune force e Coriolis ne s exerce sur le train. ) [ \ est irigée vers l ouest et son intensité vaut 4 kn. 6
21. Une masse @ est montée sur une tige sans masse e longueur L et fixée à son autre extrémité à un pivot autour uquel la tige peut tourner horizontalement, sans frottement. Cette tige a une vitesse angulaire initiale nulle. Une secone masse @ =3@ est lancée perpeniculairement à la tige et vient s y coller à une istance L/2 u pivot, ce qui provoque la rotation e tout le système. La vitesse scalaire e @ juste avant le choc est notée C. Quelle sera la vitesse scalaire C ] e la masse @ après le choc? a) C ] = ^ _ C b) C ] = 4 H C c) C ] =3C ) Ce n est pas un choc élastique, on ne peut rien en ire. 22. Une boule e billar roule sans glisser sur une platine qui tourne à vitesse angulaire `. La conition e roulement sans glissement implique, en se plaçant ans le référentiel u laboratoire : a) Que la vitesse au point e contacte est nulle. b) Que la vitesse u point e contact est égale à la vitesse tangentielle e la platine à cet enroit. c) Que la vitesse angulaire e la boule est égale à celle e la platine. ) Aucune es propositions ci-essus n est correcte. 23. Une barre homogène horizontale, pesante, e longueur a et e masse I est soutenue en eux points appui situés à une istance L e chaque extrémité e la barre. 7
Par symétrie, on peut ire que la force à chaque point appui vaut IT/2. Si maintenant on approche l appui à gauche une istance " vers le centre e masse e la barre, que vaut la force appui à gauche? a) bc b) bc c) bc ) bc W 1X W 1X1. W 1X W 1X/. W 1X1. e1x1. W 1X W 1X1f W 24. Un treuil axe horizontal est constitué e eux rouleaux, l un e rayon " et l autre e rayon ". Sur le rouleau e rayon ", respectivement ", est enroulée une core au bout e laquelle est suspenue une masse @, respectivement @. Les cores sont enroulées en sens opposé, si bien que les pois es masses exercent es moments e force opposés. Quelle est la conition sur les masses pour que le treuil soit à l équilibre? a) @ " =@ " b) @ " =@ " c) @ " +@ " = @ " +@ " ) On ne peut pas conclure avec uniquement ce qu il y a ans la onnée. 25. Un carré e mousse homogène comporte une pile pesante loin e son centre e masse g. Cette pile alimente une LED positionnée en g, le centre e masse e l ensemble mousse + pile. On lance le carré avec une rotation axe normal au plan u carré e mousse. Quelle affirmation est vraie? a) Le LED écrit une trajectoire complexe, comportant es boucles. b) La LED écrit approximativement une parabole. c) La LED écrit une trajectoire rectiligne uniformément accélérée. ) Aucune es propositions ci-essus n est correcte. 8