Concours Orthoptie Bordeaux 2008.

Ondes mécaniques progressives. Un footballeur frappe dans un ballon : celui-ci se déplace en direction du but à la vitesse V. Cochez la (ou les) propositions(s) vraie(s). A) Le déplacement du ballon s'accompagne d'un déplacement d'énergie. Faux. Déplacement de matière et conversion d'énergie . B) Le déplacement du ballon constitue une onde. Faux. C) Le son provoqué par le choc du pied du footballeur sur le ballon ne constitue pas une onde. Faux. D) Les ondes sonores sont des ondes transversales de compression – dilatation. Faux. ondes longitudinales de compression – dilatation. E) Aucune des réponses ci-dessus. Vrai.  Des gouttes d'eau tombent régulièrement à la surface d'un liquide, à raison de 10 gouttes par secondes. La célérité de l'onde, v, à la surface de l'eau est égale à 0,50 m.s-1. Cochez la (ou les) propositions(s) vraie(s). La longueur de l'onde λ est de : A) 5 mm ; B) 50 cm ; C) 0,5 cm ; D) 0,05 m ; E) Aucune des réponses ci-dessus. fréquence f = 10 Hz ; longueur d'onde l = v / f = 0,50 / 10 = 0,050 m = 5,0 cm. La lumière : modèle ondulatoire. Cochez la (ou les) propositions(s) vraie(s). A) Une radiation lumineuse ne peut se propager que dans un milieu matériel. Faux. La lumière visible fait partie des ondes électromagnétiques, qui peuvent se déplacer dans le vide. B) La lumière émise par une source de lumière blanche est monochromatique. Faux. Polychromatique : on trouve toutes les couleurs de l'arc en ciel. C) Le spectre de la lumière blanche est discontinu. Faux. Spectre continu. D) Lors de la réfraction d'une lumière polychromatique par un prisme, les radiations de grandes longueurs d'onde comme le rouge sont plus déviées que les radiations de faibles longueurs d'ondes comme le bleu. Faux. E) Aucune des propositions ci-dessus. Vrai.   Cochez la (ou les) propositions(s) vraie(s). A) Le spectre de la lumière blanche peut être obtenu grâce aux gouttes d'eau de l'arc-en-ciel. Vrai. B) La célérité d'une onde dépend du milieu de propagation. Vrai. C) Dans le vide, la célérité de la lumière est c ≈ 3.108 m.s-1. Vrai. D) La fréquence d'une radiation monochromatique dépend du milieu de propagation et change quand la lumière passe d'un milieu à l'autre. Faux. La fréquence est constante, elle caractérise une onde. E) Aucune des propositions ci-dessus. Faux.    Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s). A) Les micro ondes se situent entre les rayons X et les rayons infra rouges. Faux. Entre IR et ondes hertziennes. B) Les rayons ultra-violets se situent entre les rayons X et les rayons gamma. Faux. C) Les infra rouges se situent entre le visible et les rayons ultraviolets. Faux. D) Les ondes hertziennes se situent entre les rayons gamma et les infra rouges. Faux. E) Aucun des propositions ci-dessus. Vrai. Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s). Un laser émet une radiation monochromatique de fréquence f = 4,74.1014 Hz Quelle est la longueur d'onde correspondante ? A) Entre 600 nm et 650 nm. Vrai. B) Entre 700 nm et 750 nm. C) Entre 800 nm et 850 nm. D) Entre 900 nm et 950 nm. E) Aucune des propositions ci-dessus. l = c / f = 3 108 / 4,74.1014 = 6,3 10-7 m ~630 nm. Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s). A) Un milieu dispersif est un milieu où la célérité de l'onde lumineuse monochromatique ne dépend pas de la fréquence. Faux. B) L'air peut être considéré comme un milieu dispersif. Faux. C) Un milieu dispersif est un milieu où la célérité de l'onde lumineuse monochromatique dépend de sa longueur d'onde dans le vide. Faux. Milieu dispersif : la célérité dépend de la fréquence. D) L'indice de réfraction d'un milieu transparent est : n = c / v avec v=célérité de l'onde lumineuse dans le milieu considéré et c=célérité de l'onde lumineuse dans le vide. Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus.  Faux. Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s). A) La lumière se décrit à la fois par un modèle ondulatoire et par un modèle corpusculaire. Vrai. B) La lumière émise par le Soleil est monochromatique. Faux. C) La célérité de la lumière dans l'air est très inférieur à la célérité de la lumière dans le vide. Faux. D) Dans les milieux transparents, la lumière se déplace moins vite que dans le vide. Vrai. E) Aucune des réponses ci-dessus. Faux. La mécanique de Newton. Un élastique est fixé à un crochet. On suspend une masse marquée au bout de l'élastique et on l'abandonne sans vitesse. La masse descend puis remonte. Lorsque le centre d'inertie G de la masse est à son point le plus bas  Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s). A) La vitesse de G est nulle. Vrai. B) L'accélération de G est nulle. Faux. C) Le vecteur accélération du G est dirigé vers le bas. Faux. D) Le vecteur accélération du G est dirigé vers le haut. Vrai. E) Aucune des réponses ci-dessus. Faux. Axe vertical orienté vers le bas, origine à la position d'équilibre. A l'instant initial, le centre d'inertie de la masse occupe l'abscisse Xm positive, elle est lâchée sans vitesse. L'abscisse de G est donnée par : x(t) = Xm cos (wt) ; x'(t) = - Xm w sin (wt)  ; x"(t) = - Xm w2 cos (wt) = -w2x(t). Chute verticale d'un solide. Un parachutiste saute sans vitesse initiale d'un hélicoptère en vol stationnaire. Sa masse m avec l'équipement est égale à 90 kg. Avant d'ouvrir le parachute, il adopte une position verticale pour laquelle la vitesse limite vaut vlim = 75 m.s-1. On suppose que la force de frottement exercée par l'air sur le parachutiste a pour expression kv2. Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s). A) k = m / v2lim ; B) k = mg / v2lim vrai. ; C)  k = g / v2lim ; D) k = m2g / v2lim ; F) aucune des réponses ci-dessus. Le parachutiste est soumis à son poids  et à la force de frottement de l'air.  Sa vitesse étant constante et le mouvement étant rectiligne, le principe d'inertie indique que la somme vectorielle des forces est nulle : mg = kv2lim ; k = mg / v2lim.  Mouvement des satellites et des planètes. Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s). A) Dans le référentiel héliocentrique, les centres P des planètes décrivent des orbites elliptiques ayant le centre S du Soleil pour foyer. Vrai. B) Le rayon vecteur TP balaie des aires constantes, pour des positions de planètes bien spécifiques sur leurs orbites. Faux. Loi des aires : le satellite passe de P à P1 et de A à A1 pendant la même durée : aire S1= aire S2. C) Le cube de la durée d'une révolution T d'une planète est proportionnel au carré de la longueur du demi-grand axe de l'ellipse. Faux. T² /(R+h)3 = 4p² / (GM) rapport constant pour une planète donnée.(3ème loi de Kepler)  distance en mètre, période en seconde, masse en kg. D) La durée d'une révolution sidéral d'une planète est appelée période sidérale ou orbitale. Vrai. E) Aucune des réponses ci-dessus. Faux. Systèmes mécaniques oscillants. Quand un insecte vole, il monte un peu lorsqu'il bat des ailes vers le bas, puis descend quasiment en chute libre quand il ramène les ailes vers le haut après les avoir fait tourner pour réduire les frottements dus à l'air. Le mouvement de son centre d'inertie est donc sensiblement oscillatoire, autour d'une ligne horizontale. Au cours d'un cycle comprenant un battement d'ailes vers le bas et un battement d'ailes vers le haut, il tombe de 0,20 mm. On suppose que lorsque l'insecte ramène ses ailes vers le haut, son mouvement est en fait un mouvement de chute libre. On considère de plus que la composante verticale de la vitesse initiale est nulle. Calculez la durée de la chute. Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) t= entre 0,0030 s et 0,0040 s B) t= entre 0,030 s et 0,040 s C) t= entre 0,0060 s et 0,0070 s. Vrai. D) t= entre 0,060 s et 0,070 s E) Aucune des réponses ci-dessus. Chute libre sans vitesse initiale : h = ½gt2 ; t = (2h/g)½ ~(2*0,20 10-3 / 10)½ ~ 6,3 10-3 s. En déduire la période du mouvement oscillatoire. A) T= entre 0,0070 s et 0,0075 s B) T= entre 0,070 s et 0,075 s C) T= entre 0,0120 s et 0,0130 s. Vrai. D) T= entre 0,120 s et 0,130 s E) Aucune des réponses ci-dessus. Un cycle comprenant un battement d'ailes vers le bas et un battement d'ailes vers le haut ; en supposant la durée du battement vers le haut comparable à la durée du battement vers le bas, la période est voisine de : 2*6,3 10-3 ~1,26 10-2 s. Comparez la fréquence de ce mouvement avec la fréquence des ailes d'un papillon égale à 10 Hz. A) L'insecte bat des ailes 13 à 14 fois plus vite qu'un papillon. B) L'insecte bat des ailes 1 à 2 fois plus vite qu'un papillon. C) L'insecte bat des ailes 7 à 8 fois plus vite qu'un papillon. Vrai. D) L'insecte bat des ailes moins vite qu'un papillon. E) Aucune des réponses ci-dessus. T~1,2 10-2 s. Fréquence = 1/T ~1 / 0,0126 ~79 Hz. Le dispositif solide-ressort. En première approximation, une condition nécessaire pour qu'une onde sonore soit générée par la caisse de résonance d'un instrument est la suivante : la longueur d'onde de l'onde doit correspondre au double d'une des dimensions de la caisse. Calculez la dimension nécessaire pour que des fréquences suivantes soient générées (100 Hz, 600 Hz, 2000 Hz). On donne v=340 m/s (célérité d'une onde sonore dans l'air). Cochez la ou les propositions vraies. f = 100 Hz. A) Entre 4 et 4,5 mm. B) Entre 4 et 4,5 m. C) Entre 3 dm et 3,5 dm. D) Entre 3 et 3,5 m. E) Aucune des réponses ci-dessus. Vrai. l = v / f ; une dimension de la caisse doit être égale à : ½v / f = 170 / f. soit pour f= 100 Hz : 1,7 m. f= 600 Hz. A) Entre 0,55 et 0,60 m. B) Entre 0,070 et 0,080 cm. C) Entre 0,055 et 0,060 m. D) Entre 0,70 et 0,80 m. E) Aucune des réponses ci-dessus. Vrai. Une dimension de la caisse doit être égale à : ½v / f = 170 / f. soit pour f= 600 Hz : 0,28 m. f= 2000 Hz. A) Entre 0,70 et 0,75 m. B) Entre 0,070 et 0,075 m. C) Entre 0,15 et 0,20 m. D) Entre 0,015 et 0,020 m. E) Aucune des réponses ci-dessus. Vrai. Une dimension de la caisse doit être égale à : ½v / f = 170 / f. soit pour f= 2000 Hz : 0,085 m. Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) La masse de l'électron est la même que celle du neutron. Faux. La masse de l'électron est environ  2000 fois plus petite que celle d'un nucléon, proton ou neutron. B) Un neutron a une masse et une charge négative. Faux. Une masse est positive, le neutron n'a pas de charge. C) L'atome d'hydrogène est le plus léger des atomes. Vrai. D) Le deutérium (A=2, Z=1) a les mêmes propriétés chimiques que l'hydrogène. Vrai. Seules les propriétés liées à la masse diffèrent. E) Aucune des réponses ci-dessus. Faux. La représentation graphique de la loi de désintégration radioactive sur papier semilogarithmique est : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Une parabole. B) Une courbe croissante. C) Une droite. D) Un cercle. E) Aucune des réponses ci-dessus.Vrai. ( exponentielle décroissante ). Noyaux radioactifs.  Les noyaux qui ont le même numéro atomique mais un nombre de nucléons différents peuvent être appelés : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) isotones. B) isotopes.Vrai. C) isobares. D) isomères E) Aucune des réponses ci-dessus. La désintégration β– peut se produire à partir : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) d'un état excité. B) d'un état fondamental instable. C) d'un noyau riche en protons D) d'un noyau riche en neutrons.Vrai. Un neutron se transforme en proton : 10n ---> 11p +0-1e. E) Aucune des réponses ci-dessus.  Le technétium 99 a une demi-vie égale à 6 heures. On mesure l'activité d'une source de cet élément le lundi à 8 heures, soit mCi. Quelle activité reste-t-il le lendemain à 8 heures ? Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) 0,0625 mCi. Vrai. B) 0,250 mCi. C) 0,0250 mCi. D) 0,625 mCi. E) Aucune des réponses ci-dessus. 24 heures = 4 demi-vies ; il restera donc 1 mCi / 24 =  0,0625 mCi de noyaux initiaux.

Un noyau de manganèse 55 (A=55, Z=25) bombardé par une particule inconnue donne un noyau de fer 52 (A=52, Z= 26) et quatre neutrons. Quelle est cette particule ? Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) un proton.Vrai. B) un neutron. C) une particule α. D) un noyau de deutérium (A=2, Z=1). E) Aucune des réponses ci-dessus. 5525Mn + 11H --->  5226Fe + 410n. Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) La masse d'un noyau est égale à la somme des masses des nucléons qui le composent. Faux. B) Il faut fournir une quantité d'énergie minimale pour qu'une réaction de fission ait lieu. Faux. C) L'énergie molaire d'une désintégration radioactive est très inférieure à l'énergie molaire d'une réaction chimique. Faux. D) La masse du noyau fils est inférieure à la masse du noyau père. Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus. Les quantités d'énergie échangée par un atome sont de l'ordre du : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) MeV. B) Joule. C) eV.  Vrai. D) meV. E) Aucune des réponses ci-dessus.

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