Concours ENSA 2023 Physique-Chimie

Cocher la bonne réponse :

A) La fréquence d'une onde lumineuse monochromatique ne dépend pas du milieu de propagation.

B) Les ondes lumineuses ont besoin d'un milieu matériel pour se propager.

C) Les ondes sonores se propagent plus vite dans l'air que dans l'eau.

D) La longueur d'onde des ondes lumineuses est plus courte dans l'air que dans le verre.

Exercice 2:

Pour déterminer le diamètre d'un cheveu, on choisit d'utiliser le phénomène de diffraction des ondes lumineuses. On dispose alors le cheveu parallèlement au plan d'un écran d'observation distant de 1 m et on l'éclaire avec un faisceau laser de longueur d'onde 650nm. Grace à ce montage, on a pu mesurer et représenter les positions \( X_n \) des zéros d'intensité de la figure de diffraction observée sur l'écran en fonction de leur ordre n compté par rapport au centre de la frange centrale.

Exercice 3:

On considère le circuit RC ci-contre, avec \( R = 1,0 \, \text{k}\Omega \); \( C = 0,1 \, \mu F \) et \( E \) un générateur de tension constante. Le condensateur est initialement déchargé, on ferme le circuit en mettant l'interrupteur en position \( 1 \).

Donnée : Perméabilité magnétique du vide : uo= 4\(\pi\) 10^-7 SI

Une seule parmi les propositions suivantes est fausse, laquelle ?

A) On peut considérer que la charge du condensateur est complètement terminée à \( t = 0,2 \, ms \).

B) On peut visualiser l'allure de la variation temporelle de la tension au bornes du condensateur en branchant la Voie \( i \) de l'oscilloscope entre la condensateur et la résistance, et la Masse (la Terre) entre le condensateur et le générateur.

C) L'équation qui régit la tension \( u_R \) aux bornes de la résistance ohmique pendant la charge est : \[\frac{du_R}{dt} + \frac{u_R}{RC} = 0\]

D) Lorsqu'on ouvre l'interrupteur à \( t = 5 \, s \), l'intensité du courant dans le circuit est nulle.

Exercice 4:

On considère une bobine longue de longueur \( I = 0,40 \, m \), constituée de 200 spires jointives et traversée par un courant d'intensité \( I = 2,0 \, A \).
Donnée : Perméabilité magnétique du vide : uo= 4\(\pi\) 10^-7 SI

Exercice 5:

On cherche à déterminer l'inductance L d'une bobine de résistance négligeable. Pour ce faire, on utilise le montage représenté dans la figure ci-contre, comprenant cette bobine, un conducteur chimique de résistance R=1,5 kΩ, un GBF qui délivre une tension triangulaire de période T et un interrupteur K. Un oscilloscope permet de visualiser les deux tensions, \( u_b(t) \) aux bornes de la bobine, et \( u_R(t) \) aux bornes de la résistance R.

Quelle est la relation qui lie \( u_b \) à \( u_R \) quand l'interrupteur est fermé ?

A) \( u_R = -\frac{L}{R} \frac{du_b}{dt} \)

B) \( u_b = -\frac{R}{L} \frac{du_R}{dt} \)

C) \( u_b = -\frac{L}{R} \frac{du_R}{dt} \)

D) \( u_R = -\frac{R}{L} \frac{du_b}{dt} \)

En utilisant la question précédente et les traces de l'oscilloscope sur une demi-période, déterminer la valeur de L. Elle est la plus proche de :

A) 0,05H

B) 0,1mH

C) 0,1H

D) 1,3 mH

Exercice 6:

On considère un circuit RLC série alimenté par un GBF délivrant une tension alternative sinusoïdale. Les valeurs de R, L et C étant inconnues. On maintient constante la tension efficace U aux bornes du GBF : \( U = 5 V \). On fait varier la fréquence f du GBF dans la gamme 800 – 1200 Hz et on relève la valeur efficace de l'intensité I du courant circulant dans le circuit. En exploitant cette courbe :

Exercice 7:

Un ion de charge q positive et de poids négligeable, initialement immobile, est accéléré à l'entrée d'une plaque métallique \( P_1 \), portant à un potentiel électrique \( U_1 \), pour atteindre une autre plaque métallique \( P_2 \) portant le potentiel électrique \( U_2 \) (cf. Figure ci-contre).

A l'arrivée en \( P_2 \), la vitesse de la particule a l'expression suivante :

A) \( v = \frac{2q(U_1 - U_2)}{m} \)

B) \( v = \sqrt{\frac{2q(U_2 - U_1)}{m}} \)

C) \( v = \sqrt{\frac{q(U_2 - U_1)}{m}} \)

D) \( v = \frac{2q(U_1 - U_2)}{m} \)

A la sortie de la plaque \( P_2 \), l'ion rentre dans une zone où règne un champs magnétique B uniforme (cf. figure). Quel est l'expression du rayon de courbure de la trajectoire de la particule ?

A) \( r = \frac{1}{B} \sqrt{\frac{2m(U_2 - U_1)}{q}} \)

B) \( r = \frac{1}{B} \left( \frac{q(U_2 - U_1)}{m} \right) \)

C) \( r = \frac{1}{B} \left( \frac{2m(U_1 - U_2)}{q} \right) \)

D) \( r = \sqrt{\frac{2m(U_2 - U_1)}{B}} \)

Exercice 8:

L'une des extrémités d'un ressort de raideur k est fixée à un mur et l'autre est comprimée d'une longueur d. On place alors une petite bille de masse m à l'extrémité libre du ressort. A t=0, on libère brusquement le ressort qui se détend et pousse la bille vers une piste sous forme d'une rampe verticale et circulaire (AB) de rayon R et d'angle d'ouverture \( \alpha \) (cf. figure ci-contre). On supposera que tous les déplacements de la bille se font sans frottement et se déroulant dans le repère du laboratoire, supposé galiéen.

Quelle doit être la valeur minimale (\( k_{min} \)) de la raideur du ressort pour que la masse quitte la piste ?

A) \( k_{min} = \frac{2mgR\alpha}{d^2} \)

B) \( k_{min} = \frac{2mgR}{d^2} (1 - \cos \alpha) \)

C) \( k_{min} = \frac{mgR}{d^2} (1 + \cos \alpha) \)

D) \( k_{min} = \frac{mgd}{R^2} (1 + \cos \alpha) \)

La condition précédente étant réalisée. On note \( v_0 \) la norme de la vitesse avec laquelle la particule quitte la piste. A quelle distance D de son point de décollage la masse touchera-t-elle le sol ?

A) \( D = \frac{v_0^2 \sin 2\alpha}{2g} \sqrt{1 - \frac{gR}{v_0^2 \cos^2 \alpha}} \)

B) \( D = \frac{v_0^2 \sin 2\alpha}{g} \)

C) \( D = \frac{v_0^2 \sin 2\alpha}{2g} \)

D) \( D = \frac{v_0^2 \sin 2\alpha}{2g} \left( 1 + \sqrt{1 + \frac{gR}{v_0^2 \cos^2 \alpha}} \right) \)

Exercice 9:

Un bateau utilise un sonar pour scruter la profondeur de l'océan. L'appareil envoie verticalement vers le fond une impulsion de durée 1ms et enregistre le temps s'écoulant entre l'instant du début de l'émission et la détection de l'impulsion réfléchie. On admettra que cette dernière doit parvenir au plus tôt 0,5ms après la fin de l'émission pour qu'elle soit clairement distinguée du signal émis.
Donnée : la vitesse de propagation du son dans l'eau est de 1500m/s

Exercice 10:

Lors d'une scintigraphie cardiaque, on utilise une solution de chlorure de thallium 201 dont l'activité volumique \( A_0 \) est de 37 MBq.mL\(^{-1}\). Cet examen nécessite l'injection par voie intraveineuse d'une solution d'activité \( A_0 \) de 78 MBq chez un individu de 70 kg. On visualise les premières images du cœur grâce à une caméra spécifique quelques minutes seulement après l'injection.
Données : Temps de demi-vie du thallium 201: T=3jours ; ln 26=3,3 ; ln 12,3=2,5 ; ln 2=0,7

On estime que les résultats de l'examen sont exploitables tant que l'activité du traceur est supérieure à 3 MBq. Au bout de combien de jours, environ, faudra -i-il opérer une nouvelle injection ?

A) 10

B) 14

C) 6

D) 30

Exercice 11:

Les lentilles de contact doivent être décontaminées et nettoyées après usage. Une solution d'eau oxygénée peut être utilisée à cet effet. Afin de déterminer le titre massique en peroxyde d'hydrogène de cette solution, on réalise un dosage d'un échantillon de volume \( V = 10 \, \text{mL} \) par une solution de permanganate de potassium de concentration \( C = 0,200 \, \text{mol.L}^{-1} \). Le volume versé à l'équivalence vaut 17,6 mL.
Données: couples oxydant-réducteur mis en jeu : \(\text{MnO}_4^-/\text{Mn}^{2+}\); \(\text{O}_2/\text{H}_2\text{O}_2\); \(M(\text{O})=16\text{g}\); \(M(\text{H})=1\text{g}\)

Exercice 12:

Une solution aqueuse, de volume \( V = 500 \, \text{mL} \), a été préparée en dissolvant une quantité \( n_0 = 1,5 \, \text{mmol} \) d'un monoacide HA dans le volume d'eau distillé nécessaire. L'acide HA réagit avec l'eau selon la réaction d'équation : \[HA + H_2O \rightleftharpoons A^- + H_3O^+\] Lorsque le système n'évolue plus, le pH de la solution vaut 5.

Exercice 13:

On réalise l'électrolyse de 250 mL d'une solution de chlorure de fer (III), \( (Fe^{3+}, 3Cl^-) \), de concentration \( C = 2,00.10^{-2} \, \text{mol.L}^{-1} \) dans un tube en U avec des électrodes de graphite. On obtient un dégagement du dichlore à une électrode et des ions fer (II) \( Fe^{2+} \) à l'autre. L'électrolyse dure un quart d'heure, l'intensité du courant électrique qui traverse l'électrolyseur est maintenue constante et égale à 500 mA. La température est égale à 27°C et la pression vaut \( P = 1,00.10^5 \, \text{Pa} \). L'équation de la réaction d'électrolyse est : \[2Fe^{3+} + 2Cl^- \rightarrow 2Fe^{2+} + Cl_2(g)\]
Données : la constante de Faraday \[ F = 96500 \, \text{C.mol}^{-1} \] ; constante des GP, \( R = 8,32 \, \text{J.mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1} \) ; \( T(\text{K}) = t( ° \text{C}) + 273 \)

Concours d'accès en 1^ère année des ENSA Maroc Juillet 2023

Exercice 1:

Question 1 :

Exercice 2:

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Exercice 3:

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Exercice 4:

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Exercice 5:

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Question 6 :

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Question 7 :

Question 8 :

Question 9 :

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Question 10 :

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Question 17 :

Exercice 12:

Question 18 :

Exercice 13:

Question 19 :

Question 20 :

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Exercice 1:

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Exercice 2:

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Exercice 3:

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Exercice 4:

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Exercice 5:

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Question 6 :

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Question 7 :

Question 8 :

Question 9 :

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Question 10 :

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