QCM Physique: ondes, mécanique, concours Audioprothésiste Toulouse 2019.

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Sujet 1. Ondes.
Question 1

Une onde sinusoïdale, fonction des variables ( x, t), est exprimée par la perturbation y(t) = 2 cos(3pt-px+10)
A - Cette onde est apériodique. Faux
B -Cette onde est progressive. Vrai.
C - Cette onde se propage vers les x décroissants. Faux.
D - Cette onde se propage vers les x croissants. Vrai.
E - Cette onde présente une phase à l'origine. Vrai.
Question 2
Toujours avec la même onde, donc de même expression et avec les différents termes exprimés en unités SI, l'amplitude vaut :
A -4 m. Faux.
L'amplitude est égale à 2 m.
B - 3 p dm. Faux.
C - p cm Faux.

D - 10 m. Faux.
E -- 2 m. Faux.

Question 3
L'onde électromagnétique :
A - a été découverte par Albert Einstein. Faux.
Hertz..
B - Peut se propager à une célérité inférieure à celle de la lumière dans le vide. Faux.
C -
Peut se propager à une célérité supérieure à celle de la lumière dans le vide. Faux
D - Se propage toujours avec la célérité de la lumière dans le vide. Vrai.
E - Est de nature longitudinale. Faux..

Question 4
Cette même onde électromagnétique
A - permet à un poste récepteur radio de fonctionner selon l'usage attendu. Vrai.
La porteuse est modulée par le signal sonore. On sélectionne une station en choisissant la porteuse.
B - a besoin d'un milieu matériel pour se propager. Faux..
C -peut se propager à des distances infinies. Vrai.

D - Peut se propager dans l'eau. Vrai.
E - est identique au rayonnement électromagnétique. Vrai.
Question 5
Une onde stationnaire
A - est nécessairement périodique. Faux.
B - Fait intervenir une combinaison linéaire d'une position et  d'un temps dans son expression de phase. Faux.
C - Fait intervenir un produit d'une fonction de la position par celle du temps. Vrai.
y(x, t) = A sin ( w x / v) cos ( wt).
D - Présente au moins un ventre de vibration. Vrai.
E - Présente au moins deux ventres de vibration. Faux.




Question 6
Une onde sonore est une onde :
A - dont la fréquence est dans le domaine audible. Vrai.
B - mécanique. Vrai.
C - dont la fréquence est inférieure à 20 kHz. Faux.
Dont la fréquence est comprise entre 20 Hz et 20 kHz.
D - Dont la fréquence est supérieure à 20 kHz. Faux.
E - Dont la fréquence est supérieure à 20 Hz.  Faux.
Question 7
La hauteur d'un son pur est une caractéristique
A - qui est liée à la notion de tonie. Faux.
B - qui est liée à sa fréquence. Vrai.
C - exprimée en hertz. Vrai.
D - qui peut dépendre du niveau sonore. Faux.
E - perçue physiologiquement au niveau du tympan. Faux.
.
Question 8
Le phénomène d'interférences est un phénomène
A - d'optique géométrique qui peut avoir lieu sans qu'il y ait diffraction. Faux.
C'est un phénomène d'optique ondulatoire.
B - d'optique ondulatoire qui peut avoir lieu en présence  d'une unique ouverture de dimension adéquate et placée entre une source et un écran. Faux.
C - d'optique ondulatoire en présence d'au moins deux ouvertures de dimensions adéquates et placées entre une source et un écran. Vrai. ( les deux ondes doivent être cohérentes  :les deux sources secondaires doivent être issues d'une source unique ).
D - qui implique deux sources de pulsasions très différentes. Faux.
E - qui a des applications en holographie. Vrai.

Sujet 2 : temps, mouvement et évolution.
Question 9

Un bateau se déplace vers l'amont d'une rivière à une vitesse de 3 m / s par rapport à cette dernière. Le capitaine laisse tomber dans l'eau une bouteille vide mais bouchée, et ne s'en aperçoit qu'une demi-heure plus tard avant de faire demi-tour. Il lui faudra pour la récupérer :
A -  5 minutes. Faux.
Le temps cherché est supérieur à 30 minutes.
Vbateau / terre = V bateau / rivière + V riv
ière / terre soit V1 = -3 + V, le sens positif étant vers l'aval.
Vbouteille / terre =
V rivière / terre soit V2 = V.
L'origine des temps est le lacher de la bouteille.
Distance parcourue par le bateau en 30 min ( 1800 s) : (-3 + V ) x1800.
Distance parourue par le bateau en faisant demi-tour : (3 + V) (t-1800).
Disatnce parcourue par la bouteille :  V t.
Vt = (3+V) ( t-1800 ) + (-3 + V) x1800 ; t = 60 minutes..
B - 10 minutes. Faux.
C - 20 minutes. Faux.
D - 30 minutes. Faux.
E - 40 minutes. Faux.

Question 10
Un électron initialement au repos est accéléré sur 4 cm pour frapper un écran de TV à la vitesse c / 100. Son accélération moyenne est de ( m s-2) :
A - 1,1 1014. Vrai.
v = a t ; x = ½at2 =½a v2 / a2 ; a =v2 / (2x) = (3 106)2 / 0,08 ~1,1 1014 m s-2.
B
1,1 1013.
C 
1,1 1012.
D 1,1 1011.
E - 1,1 1010.




Question 11
Un corps en mouvement rectiligne uniformément accéléré parcourt une distance de 55 m en 2 s puis 77 m les deux secondes suivantes. Sa vitesse initiale était  de ( m / s) :
A - 11.
x(t) =½at2 +v(0) t.
x(t+2) = ½a(t+2)2 +v(0) (t+2)=x(t) +55.
x(t+4) = ½a(t+4)2 +v(0) (t+4)=55 +x(t)+77.
55 = ½a[(t+2)2-t2] +2v(0) ; 55 = 2a(t+1) +2v(0).
77 = ½a[(t+4)2-(t+2)2] +2v(0) ; 77 = 2a(t+3) +2v(0).
On choisit t =0 ; alors v(0) = 22 m/s et a = 5,5 m s-2.
B - 22. Vrai.
C - 33.
D - 44.
E - 55..

Question 12
Dans la configuration  de la question précédente, son accélération vaut ( m s-2) :

A - 1,1.
B - 2,2.
C - 3,3.
D -
4,4.
E - 5,5. Vrai.

Question 13
Un mouvement est décrit par l'équation horaire x(t) = 4 sin(0,1 t+0,5) avec position et temps en unités SI. A l'instant t = 5 s, sa position vaut :

A  34,0 m
x(5) = 4 sin(0,5 +0,5) =4 sin (1) =3,366 ~3,4 m.
B  34,0 dm.
C 3,4 m. Vrai.
D  34,0 cm.
34,0 mm.

Question 14
Dans la configuration précédente, son accélération vaut :
A . 34 mm s-2.
x' = 0,4 cos(0,1t +0,5) ; x'' = -0,04 sin(0,1t+0,5) = -0,01 x(t).
A t=5 s)  : x''(5) = -0,01 x(3,366) ~ -0,034 m s-2.
B. -34 mm s-2. Vrai.
C. 0,034 N kg-1.
D. -
0,034 N kg-1. Vrai.
E. -34 mmN kg-1. Vrai.

Question 15
Une pierre tombe du bord d'un toit. On observe son transit, de durée 100 ms, devant une fenètre de 2 m de hauteur. La distance entre le toit et le haut de la fenètre est de (m).
A - 17.
Distance parcourue par la pierre ( axe orienté vers le bas avec origine bord du toit) : x(t) = ½gt2 .
x(t+0,1) = 5(t+0,1)2 ; x(t+0,1) -x(t) = 2 = 5[t+0,1)2-t2] =5(2t+0,1) x0,1 ; t =3,9 / 2 =1,95 s ; x(1,95) = 5 x1,952 ~ 19 m.
B - 18.
C - 19.
Vrai.
D - 20.
E - 21.

Question 16
Un garçon lâche une pierre du sommet d'une falaise de 49 m de hauteur, puis une seconde plus tard, lance une autre pierre dans la même direction que la première ; les deux pierres atteignent le sol en même temps. Le garçon a lancé la seconde pierre avec une vitesse de ( m / s):
A. 3.
.Axe orienté vers le bas avec origine en haut de la falaise.
Première pierre : x(t) = 5 t2 = 49 ; t ~3,16 s.
Seconde pierre : x(t) = 5(t-1)2 + v0(t-1).
Arrivée au sol : 49 =5 x2,162 +2,16 v0 ; v0 ~ 12 m /s
.
B. 6
C. 9
D. 12. Vrai.
E. 15




Question 17
Du sommet d'une tour de 40m, on laisse tomber une balle à l'instant même où une autre est lancée à partir du sol avec une vitesse de 20 m /s. La hauteur de croisement par rapport au sol est ( m) :
Origine de l'axe au sol, axe orienté vers le haut.
Premiere balle : x(t) = -5 t2 +40 ; sqeconde balle : x(t) = - 5 t2 +20t.
Au croisement : 
-5 t2 +40 = - 5 t2 +20t ; t = 2 s ; x(2) = -5 x4 +40= 20 m.
A.  12

B. 14.
C . 16.
D.18
E . 20. Vrai.

Question 18
Deux corps sont lancés verticalement vers le haut, avec une vitesse identique de 100 m /s mais à 4 s d'intervalle. Après le lancer du premier, le temps mis pour que les deux corps se rencontrent est de (s) :
A. 10,2.
Axe vertical orienté vers le haut, origine au sol ; corps n°1  : x (t)= -5t2 + 100t..
Corps n°2 : x(t) = -5(t-4)2 +100(t-4).
Au croisement : 
-5t2 + 100t = -5(t-4)2 +100(t-4).
5[(t-4)2 -t2 ]= 100(t-4-t) ; (2t-4)(-4) = 20x(-4) ; t = 12 s.
B. 11,2
C.12,2. Vrai.
D .13,2
E 14,2.

Question 19
Une voiture est tombée d'une falaise de 78,5 m de haut et son point de chute est à 83,3 m du pied de la falaise. La vitesse horizontalle de la voiture au moment de la chute est de  :
A. 50 km /h
Axe vertical orienté vers le bas, origine : bas de la falaise. Axe horizontal orienté vers la droite.
z(t) = 5 t2 -78,5 ; x(t) = v0t = 83,3 ; point d'impact : t = (78,5 / 5)½ =3,95 s ; v0 = 83,3 / 3,95 =21,1 m /s ou 21,1 x3,6 ~76 km /h.
B . 75 km / h. Vrai.
C . 100 km / h.
D. 13,9 m /s.
E 20,8 m /s. Vrai.

Question 20
Un ballon de rugby est lancé au centre du terrain vers le but. Le ballon reste en l'air pendant 3 s ; la hauteur atteinte au dessus du sol est de :

A. 11 m. Vrai.
z(t) = -5t2 + v0yt ; x(t) = v0x t ; vy = -10 t + v0y ; vx = v0x ;
la hauteur maximale est atteinte à t = 1,5 s et la composante verticale de la vitesse est nulle : v0y = 10 x 1,5 =15 m /s.
zmax = -5x1,52+15 x1,5 = 11,25 m.
B . 1,1 dam. Vrai.
C .1,1 104 mm. Vrai.
D . 0,11 hm. Vrai.

E. 110 cm. Faux.

Question 21
On tire un projectile selon un angle de 35°. Il touche le sol a une distance horizontale de 4 km du canon. Sa vitesse initiale est de :
x(t) = v0 cos (35) t = 4000 ; v0 cos 35 = 4000 / t.
z(t) = - 5t2 +v0sin(35) t = 0 ; v0 sin 35 = 5 t ; tan 35 =5 t2/4000 ; t = 23,67 s ; v0 = 4000 / (cos(35) x23,67) ~206 m /s ou 206 x3,6 ~740 km / h.
A. 0,24 % de la célérité de la lumière dans le vide.
B . 102 m /s.
C. 367 km / h.

D. 204 m /s. Vrai.
E . 734 km / h. Vrai.

Question 22
Dans les mêmes conditions qu'à la question précédente, la durée du parcours est de ( s) :
4000 = 206 * cos(35) t ; t ~ 24 s.
A. 24. Vrai.
B . 22.
C. 20..

D. 18.
E . 16.



  

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