Concours d'accès en 1^ère année des ENSA Maroc 2024

Épreuve de Physique-Chimie

Cocher la bonne réponse: une réponse juste = 2 pts, une réponse fausse = -1 pt, pas de réponse = 0 pt.

Durée conseillée : 1 heure 30 minutes.

Exercice 1

La constante de Planck est $ h = 6.10^{-34} \, \text{J.s} $ et la vitesse de la lumière dans le vide est : $ c = 3.10^8 \, \text{ms}^{-1} $; avec $ 1eV = 1,6.10^{-19} \, \text{J} $.
Dans le spectre de l'atome d'hydrogène, on observe une raie pour la longueur d'onde $ \lambda = 648 \, \text{nm} $.

Question 21

Cocher la bonne réponse :

A) La fréquence correspondant à cette raie est comprise entre $ 400.10^3 \, \text{GHz} $ et $ 500.10^3 \, \text{GHz} $ B) L'énergie correspondant à cette raie est comprise entre $ 1,6 \, \text{KeV} $ et $ 2,1 \, \text{KeV} $ C) Cette radiation est dans le domaine de l'infrarouge D) Cette radiation est une radiation ionisante (son énergie est supérieure à $ 13,6 \, \text{eV} $)

Exercice 2

On dispose d'un Laser hélium-néon. On interpose entre le Laser et un écran (E) une fente verticale de largeur $ a = 3.10^{-2} \, \text{mm} $. Sur l'écran situé à la distance $ D = 1,5 \, \text{m} $, on observe dans la direction perpendiculaire à la fente, une figure de diffraction représentée sur la figure.

$Figure de diffraction$

Question 22

Cocher la bonne réponse :

A) La largeur de la tache centrale est donnée par $ d = \frac{2aD}{\lambda} $ B) Quand la largeur de la fente a augmenté la largeur de la tache centrale diminue C) La longueur d'onde du Laser vaut λ = 600 nm lorsque la mesure de la tache centrale est d = 6 cm D) L'écart angulaire $ \theta $ est une fonction croissante en fonction de la largeur $ a $ de la fente

Exercice 3

Un golfeur lance une balle (de diamètre $ 4 \, \text{cm} $) verticalement avec un angle $ \alpha = 45^\circ $, par rapport à l'horizontal Ox à une vitesse $ v_0 = 30 \, \text{m/s} $. Un arbre situé à une distance $ d = 15 \, \text{m} $ du golfeur s'élève à une hauteur $ h = 9,98 \, \text{m} $. On supposera que les frottements dus à l'air sont négligeables et on prendra l'accélération de la pesanteur $ g = 10 \, \text{m.s}^{-2} $.

Question 23

Le centre d'inertie de la balle passera au-dessus de l'arbre à :

A) $ 1,77 \, \text{m} $ B) $ 2,77 \, \text{m} $ C) $ 3,77 \, \text{m} $ D) $ 4,87 \, \text{m} $

Question 24

Le golfeur souhaite ajuster son drive de façon à faire passer la balle juste au sommet de l'arbre, on doit alors donner à la balle une vitesse initiale $v_{0}$ tout en conservant le même angle de tir.
La vitesse initiale $ v_0 $ qu'on doit donner à la balle afin de franchir de justesse le sommet de l'arbre vaut exactement :

A) $ v_0 = 5 \sqrt{2} \, \text{m.s}^{-1} $ B) $ v_0 = 15 \sqrt{2} \, \text{m.s}^{-1} $ C) $ v_0 = 10 \sqrt{2} \, \text{m.s}^{-1} $ D) $ v_0 = 8 \sqrt{2} \, \text{m.s}^{-1} $

Exercice 4

Un mobile M de masse $ m = 150 \, \text{g} $, supposé ponctuel, peut glisser le long d'une piste ABC dont la forme est donnée par la figure ci-après. Le mouvement a lieu dans un plan vertical. On prendra l'accélération de la pesanteur $ g = 10 \, \text{m.s}^{-2} $.

La partie curviligne est un quart de cercle de rayon $r = 1\text{m}$ parfaitement lisse de telle sorte que les forces de frottement y sont négligeables.

Le mobile M est lancé en A avec une vitesse $ v_A = 2 \text{m.s}^{-1} $ verticale et dirigée vers le bas. Il est repéré à l'instant t par l'angle $\theta$.

Question 25

La vitesse du mobile M en B vaut :

A) $ v_B = \sqrt{6} \, \text{m.s}^{-1} $ B) $ v_B = 2 \sqrt{6} \, \text{m.s}^{-1} $ C) $ v_B = 3 \sqrt{6} \, \text{m.s}^{-1} $ D) $ v_B = 5 \sqrt{6} \, \text{m.s}^{-1} $

Question 26

Par application de la deuxième loi de newton au mobile M en mouvement par rapport au repère fixe cartésien d'origine O et en projetant l'équation vectorielle obtenue dans la base de Frenet, déterminer la force de réaction de la piste sur le mobile en M et en déduire celle en B.
La valeur de la force de réaction en B vaut :

A) $ F_{piste \to B} = 4,5 \, \text{N} $ B) $ F_{piste \to B} = 5,5 \, \text{N} $ C) $ F_{piste \to B} = 5,1 \, \text{N} $ D) $ F_{piste \to B} = 6,0 \, \text{N} $

Question 27

La portion BC est rectiligne et rugueuse et vaut $L = 2\text{m}$. On assimilera les forces de frottement à une force unique f constante et opposée au mouvement.
Sachant que la vitesse en C vaut $ v_C = 2 \, \text{m.s}^{-1} $, la valeur de la force de frottement sur la portion BC est avoisinante de :

A) $ f = 0,375 \, \text{N} $ B) $ f = 0,750 \, \text{N} $ C) $ f = 1,50 \, \text{N} $ D) $ f = 3 \, \text{N} $

Exercice 5

Un circuit série comprend une bobine d'inductance L, une résistante R et un condensateur de capacité C. Le schéma de l'oscillogramme de l'évolution au cours du temps de la tension aux bornes du condensateur :
(1 division = 1 carreau)
Sensibilité horizontale : 0,1 ms/div ;
Sensibilité verticale : 2 V/div ;

Question 28

Déterminer la fréquence f des oscillations électriques pseudo-périodiques :

A) $ f = 50 \, \text{Hz} $ B) $ f = 500 \, \text{Hz} $ C) $ f = 2500 \, \text{Hz} $ D) $ f = 5000 \, \text{Hz} $

Question 29

Sachant que la valeur de la capacité du condensateur vaut $ C = 10 \, \text{nF} $, calculer l'énergie dissipée par effet joule entre l'instant du premier maximum et celui du second maximum :

A) $ 2,45.10^{-7} \, \text{J} $ B) $ 3,45.10^{-7} \, \text{J} $ C) $ 2,45.10^{-5} \, \text{J} $ D) $ 3,45.10^{-5} \, \text{J} $

Exercice 6

On étudie la charge d'un condensateur de capacité $ C $ au travers d'un conducteur ohmique $ R $. On utilise pour cela un générateur idéal de tension de force électromotrice $ E $. Le montage utilisé est schématisé sur la Figure ci-contre. A l'instant $ t=0 $, on bascule l'interrupteur de la position $ K_1 $ à la position $ K_2 $.
Le traitement des données permet de tracer la courbe ci-dessous représentant la fonction $ u_c $ en fonction du temps.

Question 30

Sachant que la valeur de la capacité du condensateur vaut $ C = 1 \, \mu F $, la valeur de la résistance est :

A) $ R = 100 \, \Omega $ B) $ R = 100 \, k\Omega $ C) $ R = 500 \, k\Omega $ D) $ R = 500 \, \Omega $

Question 31

La valeur de l'intensité $ i $ du courant dans le circuit à $ t = 0 $ est :

A) $ i = 0,5 \, \text{A} $ B) $ i = 0 \, \text{A} $ C) $ i = 5 \, \text{A} $ D) $ i = 50 \, \text{mA} $

Question 32

L'énergie électrique $ W $ emmagasinée dans le condensateur en régime permanent est :

A) $ W = 0 \, \text{J} $ B) $ W = 12,5 \, \text{J} $ C) $ W = 12,5 \, \mu \text{J} $ D) $ W = 12,5 \, \text{mJ} $

Exercice 7

Le sonar d'un bateau permet de déterminer la profondeur des fonds marins, il est constitué d'un émetteur (E) et d'un récepteur (R). Le sonar étudié est alimenté par une tension sinusoïdale de fréquence $ 20 \, \text{kHz} $. La célérité de ces ondes dans l'eau est de $ 1500 \, \text{ms}^{-1} $.

Question 33

Cocher la bonne réponse :

A) La période correspondant à cette vibration est comprise entre $ 20 \, \mu s $ et $ 40 \, \mu s $ B) La longueur d'onde correspondant à cette vibration est comprise entre $ 0,70 \, \text{m} $ et $ 0,80 \, \text{m} $ C) La longueur d'onde correspondant à cette vibration est comprise entre $ 0,074 \, \text{m} $ et $ 0,076 \, \text{m} $ D) Cette vibration est dans l'infrarouge

Question 34

Le bateau équipé de sonar est situé à $ d = 800\text{m} $ au-dessus du fond, se déplace à 15 nœuds (1 nœud = 1,8 km.h^-1). Le récepteur lié au bateau reçoit les vibrations émises par l'émetteur. On considère que le trajet (émetteur-fond-récepteur) suivi par les vibrations s'effectue en ligne droite. La distance parcourue par le bateau pendant la durée qui s'est écoulée entre l'émission et la réception des vibrations est de :

A) $ 2 \, \text{m} $ B) $ 4 \, \text{m} $ C) $ 6 \, \text{m} $ D) $ 8 \, \text{m} $

Exercice 8

Le thorium $ ^{227}_{90}Th $ est radioactif de type $ \alpha $. Sa demi-vie est égale à 18 jours. On dispose, à $ t=0 $, d'une source de thorium de masse $ m_0 = 1 \, \mu g $.
Les données :
$ \ln(2) = 0,7 $, $ \ln(3) = 1,1 $, $ \ln(5) = 1,6 $, $ \ln(7) = 2 $, $ \ln(10) = 2,3 $.

Question 35

La masse de thorium restant à la date $ t_1 = 36 \, \text{jours} $ est de :

A) $ 0.25 \, \mu g $ B) $ 0.30 \, \mu g $ C) $ 0.40 \, \mu g $ D) $ 0.50 \, \mu g $

Question 36

La date $ t_1 $ au bout de laquelle la masse initiale de thorium deviendra égale à $ m_1 = 1 \, \text{ng} $ est proche de :

A) $ 180 \, \text{jours} $ B) $ 185 \, \text{jours} $ C) $ 187 \, \text{jours} $ D) $ 190 \, \text{jours} $

Exercice 9

La vitamine C est constituée d'acide ascorbique de formule $ C_6H_8O_6 $. La dissolution d'un comprimé de masse $ m = 0,35 \, \text{g} $ dans un verre contenant $ 200 \, \text{ml} $ d'eau donne une solution dont le pH est égal à 3.
Les données :
- l'ion ascorbate $ C_6H_7O_6^- $ est la base conjuguée de l'acide $ C_6H_8O_6 $
- $ M_{C_6H_8O_6} = 176.0 \, \text{g.mol}^{-1} $

Question 37

La valeur du taux d'avancement final de cette réaction est plus proche de :

A) $ 8\% $ B) $ 10\% $ C) $ 12\% $ D) $ 15\% $

Exercice 10

On souhaite protéger une lame de fer parallélépipédique $ Fe(s) $ de surface $ S = 36.4 \, \text{cm}^2 $ en la recouvrant de zinc $ Zn(s) $. Pour ce faire on pratique une électrolyse à anode soluble. Le bain est une solution concentrée de chlorure de zinc(II) $ \left(Zn^{2+}, 2Cl^{-}\right) $.
Les données :
$ 1F = 96500 \, \text{C.mol}^{-1} $, $ M_{Zn} = 65.4 \, \text{g.mol}^{-1} $, $ \mu_{Zn} = 7.14 \, \text{g.cm}^{-3} $.
On désire déposer une épaisseur de $ e = 50 \, \mu m $ de zinc sur l'intégralité de la surface de la lame de fer.

Question 38

La masse du Zinc correspondante est plus proche de :

A) $ 1.0 \, \text{g} $ B) $ 1.2 \, \text{g} $ C) $ 1.3 \, \text{g} $ D) $ 1.4 \, \text{g} $

Question 39

En supposant que la masse de zinc déposée sur l'électrode de fer est égale à la diminution de la masse de l'électrode de zinc. La durée de l'électrolyse si on applique un courant électrique d'intensité $ I = 0.5 \, \text{A} $ est proche de :

A) $ 8.10^3 \, \text{s} $ B) $ 16.10^3 \, \text{s} $ C) $ 8.10^4 \, \text{s} $ D) $ 16.10^4 \, \text{s} $

Exercice 11

On neutralise 40 ml d'acide acétique $ CH_3CO_2H $ de concentration $ 3.10^{-3} \, \text{mol.L}^{-1} $ par une solution d'hydroxyde de potassium KOH de concentration $ 2.10^{-2} \, \text{mol.L}^{-1} $.

Question 40

Le volume de KOH à l'équivalence est égal à :

A) $ 6 \, \text{ml} $ B) $ 15 \, \text{ml} $ C) $ 20 \, \text{ml} $ D) $ 60 \, \text{ml} $

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Épreuve de Physique-Chimie

Exercice 1

Exercice 2

Exercice 3

Exercice 4

Exercice 5

Exercice 6

Exercice 7

Exercice 8

Exercice 9

Exercice 10

Exercice 11

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