Concours AVENIR 2010.

1. Le rayon de la Terre est d'environ : A. 6400 km . Vrai ;  B. 1300 km ;  C. 24 000 km ; D. 150 km. 2. Au sommet du Mont Blanc, l'eau bout à une température d'environ  : A. 100 °C;  B. 112°C ;  C.85 °C . Vrai ; D. 48°C. La température d'ébullition d'un liquide  dépend de la pression ; lorsque la pression diminue, la température d'ébullition baisse. En haut du Mont Blanc, la pression est inférieure à 0,5 bar : l'eau bout à 85°C. Au sommet de l'Everest, la pression est encore plus faible et l'eau bout à 72°C. 3. Une vitesse de Mach 1 représente environ  : A. 100 km/h;  B. 900 km/h ;  C.1200 km/h . Vrai ; D. 2100 km/h. Un avion  vole à Mach 1 si sa vitesse est égale à celle du son : 340 m/s = 340*3,6 km/h ~ 1200 km/h . 4. Le diamètre de l'atome est de l'ordre du  : A. millimètre ;  B. micromètre ;  C. nanomètre . Vrai ; D. picomètre. De 1 à 5 10-10 m; inférieur à 10-9 m ( nanomètre ) . 5. Comparé au diamètre de l'atome, le diamètre du noyau est : A. du même ordre de grandeur ;  B. 10 fois inférieur ;  C. 10 000 fois inférieur . Vrai ; D. 100 000 000 fois inférieur. Le diamètre du noyau est de l'ordre de 10-15 m  soit  de 20 000 fois  à 100 000 fois inférieur au diamètre de l'atome. 6. La distance moyenne de la Terre à la Lune est d'environ : A. 380 000 km . Vrai ;  B. 54 000 km ;  C. 11 200 km ; D. 1 245 000 km. 7. Pour parvenir jusqu'à la Terre la lumière du Soleil met environ : A. 12 s ;  B. 1 min et 12 s ;  C. 8 min . Vrai ; D. 24 min. Distance Terre Soleil : 1,5 1011 m ; célérité de la lumière c = 3 108 m ; durée = 1,5 1011 / 3 108 = 500 s ~ 8 min. 8. Le coeur d'un homme au repos bat à une fréquence d'environ : A. 0,1 Hz ;  B. 1 Hz . Vrai ;  C. 10 Hz  ; D. 100 Hz. 70 pulsations par minute ; environ une pulsation par seconde soit 1 Hz. 9. L'ordre de grandeur de la longueur d'onde de la lumière visible est : A. 5 10-9 m ;  B. 5 10-7 m . Vrai ;  C. 5 10-5 m ; D. 5 10-3 m. entre 400 nm et 800 nm ; entre 400 10-9 m et 800 10-9 m ; entre 4 10-7 m et 8 10-7 m. 10. Dans le systèmed'unités international, une pression s'exprime en : A. N m-2 . Vrai ;  B. N m-1 ;  C. N ; D. Nm. Une pression est une force ( N ) divisée par une surface ( m2 ).    11. Dans cette question, g désigne une accélération, l une longueur, t une durée, m une masse et F une force. Dans le système d'unités international, une seule des expressions suivantes a la même dimension qu'une vitesse. Laquelle ? A. (mg)½ . Vrai ;  B. (gl)½ + mg/t ; C. (l F / m)½ . Vrai ; D. (l Fg / (mt))½ . [vitesse] =L T-1 ; [(mg)½] =M½ L½ T-1  ; [(gl)½] = L½ T-1L½ = L T-1 ; [mg/t] = M L T-2 T-1. F / m est une accélération :  [ (l F / m)½] = L½ L½ T-1= L T-1 ;  12 . La masse de 3 cm3 d'eau liquide est : A. 3 g . Vrai ;  B. 3 10-2  kg ;  C. 3 10-3 g ; D. aucune des trois réponses précédentes. 13 . En électricité, L désignant une inductance et C une capacité, l'expression LC est homogène : A. une résistance ;  B. au carré d'un temps. Vrai ;  C. à une charge électrique ; D. à une intensité. période du dipole LC : T = 2 p (LC)½ ; LC = T2/(4p2) : (4p2) est sans dimension et T est en seconde. 14 .dans une conduite d'eau, on a un débit de 100 L s-1. Cela correspond à un débit de : A. 3,6 m3 h-1 ;  B. 36 m3 h-1 ;  C. 360 m3 h-1 . Vrai ; D. 3600 m3 h-1. 100*3600 litres par heure  et 1 m3 = 1000 L donc 360 m3/h. Exercice 2. Un mobile se déplace sur un axe Ox, dans le sens positif. A l'instant t=0, il passe par le point O. Le graphique suivant présente la vitesse instantanée du mobile en fonction du temps. 15 . A. l'accélération est nulle entre les instants t = 6 s et t = 8 s. Faux. La vitesse diminue : l'accélération n'est pas nulle.  B. le mouvement est rectiligne uniforme pendant toute la durée. Faux. La valeur de la vitesse change.   C. l'accélération est constante, positive entre t = 6 s et t = 8 s. Faux. La vitesse diminue linéairement : l'accélération est une constante négative. D. aucune des trois réponses précédentes. Vrai ; 16 . Pendant la durée du mouvement ( 10 s ), le mobile a parcouru une distance de : A. 49,5 m. Faux. de 0 à 3 s :  a = 2/3 m s-2 ; v = 2/3 t+4 ;  x = 1/3 t2+4t =3+12 = 15 m. de 3 à 6 s : x = 6 Dt = 6*3 = 18 m ;   de 6 à 8 s :  a = -1 m s-2 ; v = - (t-6) +6 ;  x = -½(t-6)2+6(t-6) +15+18 =  43m. entre 8 et 9 s, la distance parcourue est  4 m. de 9 à 10 s : a = -1 m s-2 ; v = - (t-9) +4 ;  x = - ½(t-9)2+4(t-9) +43 +4 =  50,5 m.  B. 48 m. Faux.   C. 50,5 m. Vrai D. aucune des trois réponses précédentes. Faux.  Exercice 3. La vitesse des ultrasons dans l'air est vair = 300 m/s. Cette vitesse est plus faible que la vitesse veau des ultrasons dans l'eau. Un émetteur produit des salves ultrasonores qui se propagent simultanément dans l'air et dans l'eau : 2 récepteurs A et B placés à une distance d = 1,5 m de l'émetteur : le récepteur A enregistre le signal qui se propage dans l'air et le récepteur B celui qui se propage dans l'eau. Les deux voies d'un oscilloscope sont reliées aux récepteurs A et B, afin de visualiser les signaux reçus. On obtient l'oscillogramme suivant ( les voies 1 et 2 ont été décalées verticalement pour une meilleure visibilité ; horizontalement, 1 carré représente 1 ms ). 17 . A. la voie 1 correspond au récepteur A. Faux. La vitesse des ultrasons dans l'air est plus faible que dans l'eau.  B. la voie 1 correspond au récepteur B. Vrai .   C. les données ne permettent pas de savoir à quelle voie correspond quel émetteur. Faux. D. aucune des trois réponses précédentes. Faux. 18 . On note tA le temps mis par le signal se propageant dans l'air pour parcourir la distance d et tB le temps mis par le signal se propageant dans l'eau pour parcourir la même distance. On note Dt = tA-tB.  A. Dt = 1 ms. Faux.  B. Dt = 2 ms. Faux.   C. Dt = 3 ms. Faux. D. Dt = 4 ms. Vrai . 19 . On a la relation : A. Dt = (1/ vair-1/veau)d.Vrai . tA = d / vair ; tB = d / veau ; tA - tB = d / vair - d / veau ;  B. Dt = (1/ veau-1/vair)d. Faux.   C. Dt =(veau -vair) / d. Faux. D. aucune des trois réponses précédentes. Faux. 20 . On en déduit : A. veau= dvair/( d-Dtvair) .Vrai . -Dt / d + 1/vair = 1/ veau ; ( -Dtvair+ d ) / (dvair )=1/ veau ; veau =  dvair / ( -Dtvair+ d )  B. veau =  dvair / ( Dtvair+ d ). Faux.   C. veau =vair + d Dt. Faux. D. aucune des trois réponses précédentes. Faux. 21 . application numérique : A. veau = 500 m/s. Faux. veau =  dvair / ( -Dtvair+ d ) = 1,5*300 / (-0,004 *300 +1,5) =1500 m/s.  B. veau = 1000 m/s. Faux.   C. veau = 1500 m/s.Vrai . D. veau = 2000 m/s. Faux.

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