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Ondes mécaniques
progressives. Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) Un onde mécanique est la propagation d'une perturbation à partir d'une source : A) Dans toutes les directions offertes. Vrai. B) Dans une seule direction. Faux. C) Avec transport d'énergie. Vrai. D) Avec transport de matière. Faux. E) Aucune des propositions ci-dessus. Faux. Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) Une onde mécanique de propagation longitudinale peut être : A) Une onde sonore. Vrai. B) Une onde à la surface de l'eau. Faux. C) Une onde le long d'une corde. Faux. D) Une onde le long d'un ressort. Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus. Faux.
Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) Une onde mécanique progressive peut se propager : A) Dans tous les milieux matériels. Vrai. B) Dans le vide. Faux. C) Dans les liquides uniquement. Faux. D) Dans les gaz. Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus. Faux.
Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) Une onde mécanique progressive périodique sinusoïdale : A) Possède une période temporelle T, durée au bout de laquelle le phénomène périodique se reproduit identique à lui-même. Vrai. B) Possède une fréquence F proportionnelle à sa période T. Faux. ( F = 1 / T ) C) Parcourt une distance appelée longueur d'onde λ pendant une durée égale à la moitié de sa période T. Faux. ( l = v T ) D) Possède une longueur d'onde λ proportionnelle à sa célérité v dans le milieu de propagation. Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus. Faux.
L'extrémité
gauche d'une corde est reliée à un vibreur effectuant des oscillations
sinusoïdales entretenues à partir d'un instant de date t0
= 0 s. Les graphiques 1 et 2 représentent l'état de la corde à une date
donnée. Les élongations y et les abscisses x sont graduées en cm. On
néglige tout amortissement dans la totalité des questions.
Le graphique 2 ci-dessus permet de déterminer la valeur numérique de la longueur d'onde λ : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) λ = 15 cm ; B) λ = 20 cm ; C) λ = 30 cm Vrai ; D) λ = 45 cm; E) Aucune des propositions ci-dessus.
A partir des graphiques 1 et 2, déterminer la valeur de la période temporelle T : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) T = 15 ms ; B) T = 30 ms ; C) T = 60 ms Vrai ; D) T = 45 ms ; E) Aucune des propositions ci-dessus. L'onde parcourt 45 cm en 90 ms ; v = 0,45 / 0,090 = 5,0 m/s ; T = l / v =0,30 / 5 = 0,06 s = 60 ms.
La célérité de l'onde dans la corde est : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) v = 5 cmv/s ; B) v = 10 cm/s ; C) v = 5 m/s Vrai ; D) v = 10 m/s ; E) Aucune des propositions ci-dessus.
Sur
une canalisation en acier dans laquelle circule du pétrole, on provoque
un choc. Un capteur situé à une distance d du choc détecte 2 signaux
sonores brefs séparés par une durée τ =1,8 s Célérité du son dans l'acier = 5 km.s-1. Célérité du son dans le pétrole = 1,6 km.s-1. La distance d est égale à : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) 0,36 km ; B) 0,84 km ; C) 4,23 km Vrai ; D) 6,12 km ; E) Aucune des propositions ci-dessus. On note d la distance parcourue par l'onde : dans l'acier d = 5 000 t ; dans le pétrole d = 1600 (t+t) ; 5000 t = 1600 t +1600*1,8. t =1600*1,8 / (5000-1600) =0,847 s ; d = 5*0,847 =4,23 km.
Diffraction d'une onde progressive sinusoïdale : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A)
Pour une longueur d'onde donnée λ, plus l'ouverture ou l'obstacle
rencontré est grand, plus le phénomène de diffraction est marqué. Faux. La largeur de l'ouverture doit être de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde. B) L'ouverture rencontrée se comporte toujours comme une source ponctuelle. Vrai. C) Il y a modification de la longueur d'onde au-delà de l'ouverture. Faux. D) Si l'ouverture est de largeur inférieure à λ, une onde rectiligne à la surface d'un liquide devient circulaire. Faux. E) Aucune des propositions ci-dessus. Faux.
La radioactivité. Il existe différents types de radioactivité : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) la radioactivité α. Vrai. B) la radioactivité β-. Vrai. C) la radioactivité β+. Vrai. D) la radioactivité g. Faux. L'émission de photon g accompagne fréquemment les 3 types de radioactivité cités ci-dessus ( désexitation du noyau fils ). E) Aucune des propositions ci-dessus.
Dans le diagramme de Segré (diagramme de stabilité), Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) La vallée de la stabilité est située sur la diagonale A – Z = Z pour tous les numéros atomiques. Faux. B) Aucun noyau dont le numéro atomique est supérieur à 83 n'est stable. Faux. C) Pour les numéros atomiques situés entre 20 et 83, la stabilité n'est assurée que si le nombre de neutrons est inférieur au nombre de protons. Faux. D)
Pour les numéros atomiques situés entre 20 et 83, la stabilité n'est
assurée que si le nombre de neutrons est supérieur au nombre de
protons. Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus.
zone rouge : les noyaux sont stables. (
vallée de stabilité).
zone jaune : les noyaux donnent lieu à une
radioactivité de type a.
Ce sont des noyaux lourds (N et Z sont grands donc A est
grand)
zone bleue : les noyaux donnent lieu à une
radioactivité de type b
-. ( noyaux qui présentent un excès de
neutrons par rapport aux noyaux stables de même nombre
de masse A)
zone verte : les noyaux donnent lieu à une
radioactivité b
+. (noyaux qui présentent un excès de
protons par rapport aux noyaux stables de même nombre
de masse A.
Au cours d'une désintégration radioactive, le césium se transforme en baryum selon l'équation : 13555Cs --->Ba + 0-1e Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Il s'agit d'une radioactivité de type β- Vrai. B) 13555Cs --->13554Ba + 0-1e.Faux. C) 13555Cs --->13556Ba + 0-1e. Vrai. D) Il y a transformation d'un neutron en électron.Faux. Un neutron se transforme en proton. 10n ---> 11p+0-1e. E) Aucune des propositions ci-dessus.
L'iode
naturel, découvert par Bernard Courtois en 1811, est un solide de
couleur violette. L'atome comporte 53 électrons et le nombre de
nucléons est de 127. Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Le numéro atomique de l'iode est 127.Faux. ( Z = 53). B) le nombre de protons de l'iode 127 est de 52.Faux. ( Z = 53). C) Le nombre de nucléons de l'iode 127 est de 74.Faux. ( 127-53 = 74 neutrons et 127 nucléons ). D) Les isotopes 131 et 125 de l'iode ont le même nombre de neutrons que l'iode 127. Faux. Des isotopes ont le même numéro atomique, mais des nombres de neutrons différents. E) Aucune des propositions ci-dessus. Vrai.
Le
technétium 99m (A=99, Z=43) est un metteur d'un rayonnement γ utilisé
en imagerie médicale dans une tomographie (procédé permettant de
prendre des clichés par plans d'un organe) avec détection par
gamma-caméra. Sa demi-vie est de 6 h. On prépare une dose de 130 Bq à t = 0.
La loi de décroissance radioactive est : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) A = A0 exp(-λt ) Vrai. B) A = A0 λ ; C) A = λ N ; D) A = A0 λ t ; E) Aucune des propositions ci-dessus.
La constante de désintégration du technétium 99 est de : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) 0,11 s-1 ; B) 1,60.10-2 s-1 ; C) 3,20.10-5 s-1Vrai ; D) 9,99.10-4 s-1 ; E) Aucune des propositions ci-dessus. l = ln2 / t½ =ln2 /(6*3600) =3,20.10-5 s-1.
Le nombre moyen N0 de noyaux à t = 0 s dans la dose utilisée est de : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) 1,18.103 ; B) 1,30.105 ; C) 5,42.102 ; D) 4,06.106Vrai ; E) Aucune des propositions ci-dessus. N0 = A0 / l =130 / 3,20.10-5 = 4,06.106 ;
La radioactivité de l'échantillon au bout de 7 jours est de : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) 230 Bq ; B) 130 Bq ; C) 80 Bq ; D) 0 Bq ; E) Aucune des propositions ci-dessus. Vrai. Au bout de 6 jours l'activité est divisée par 2, A(t=6) = 65 Bq.
Des
fouilles ont été effectuées en l'an 2000 dans un temple égyptien
construit aux environs de l'an 1300 avant notre ère. On y a retrouvé
une poutre en bois. Sachant que l'activité moyenne du 14C dans un kilogramme de bois vivant en l'an 2000 est de 225 Bq, quel est le nombre de désintégrations du 14C attendu dans un gramme de cette poutre ? Demi-vie (arrondie) du 14C = 5600 ans. Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) 150.10-3 ; B) 150 Vrai.; C) 1 500 ; D) 150 000 ; E) Aucune des propositions ci-dessus. A= A0 exp(-lt) avec l = ln2 / t½ =ln2 / 5600 =1,237 10-4 an-1. A = 225 exp(-1,237 10-4 *3300) = 150 Bq.
La lumière. Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Se comporte comme une onde mécanique. Faux. B) Se propage dans tous les milieux transparents. Vrai. C) Se comporte comme une onde électromagnétique. Vrai. D) A une vitesse de propagation dans le vide c = 3.103 m/s. Faux. ( 3 108 m/s ). E) Aucune des propositions ci-dessus.
Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Une onde lumineuse qui présente plusieurs fréquences est dite polychromatique. Vrai. B) La longueur d'onde λ d'une onde lumineuse monochromatique détermine sa couleur. Faux. La couleur est liée à la fréquence. C) La longueur d'onde dans le vide λ0 et la fréquence F sont liées par la relation λ0 = c / F. Vrai. D) La fréquence d'une onde lumineuse est imposée par la source. Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus.
La lumière émise par un laser peut être décrite comme : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Une onde progressive sinusoïdale. Vrai. B) Une onde électromagnétique. Vrai. C) Une onde de fréquence variable. Faux. D) Une onde monochromatique. Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus.
Lorsqu'on place une ouverture de petite taille sur le trajet du faisceau lumineux émis par un laser : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Le principe de propagation rectiligne de la lumière est encore valable au-delà de l'ouverture. Faux. ( On observe la diffraction ) B) Une figure de diffraction s'étale parallèlement à la direction de la fente. Faux. ( perpendiculaire à la fente) C) On observe des taches de diffraction de façon symétrique autour de la tache centrale de diffraction. Vrai. D) Si la fente possède une largeur a, le faisceau provoqué possède une demi-largeur angulaire d = a λ0. Faux. ( d =λ0 /a ) E) Aucune des propositions ci-dessus.
La couleur d'une onde lumineuse monochromatique dépend : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) De sa longueur d'onde. B) De sa fréquence. Vrai. C) Du milieu qu'elle traverse. D) De sa vitesse. E) Aucune des propositions ci-dessus.
Le spectre de la lumière blanche : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Est constitué de 7 raies. B) Correspond aux 7 radiations monochromatiques qui le constituent. C) Est discontinu. D) Est la portion du spectre électromagnétique limitée par les longueurs d'onde 400 nm et 800 nm. Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus.
Le spectre électromagnétique : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Les rayons ultra-violets ont des longueurs d'ondes inférieures à 400 nm. Vrai. B) Les ondes radio ont les fréquences les plus élevées. Faux. C) Les rayons X ont des longueurs d'ondes supérieures à celles des micro-ondes. Faux. D) Les rayons infrarouges ont des fréquences inférieures à 3,7.1014 Hz. Vrai. ( F < 3,108 / 800 10-9 ; F <3,7.1014 Hz ) E) Aucune des propositions ci-dessus.
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 sa fréquence. Faux. (Milieu
dispersif : la célérité dépend de la fréquence. 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. D)
L'indice de réfraction d'un milieu transparent est : n = v / c, avec v
= célérité de l'onde lumineuse dans le milieu considéré et c = célérité
de l'onde lumineuse dans le vide.Faux. ( n = c/ v). E) Aucune des propositions ci-dessus. Vrai.
L'atome. 27) Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) L'énergie de l'atome est discontinue. Vrai. B) La structure énergétique de l'atome s'explique dans le cadre de la mécanique de Newton. Faux. ( mécanique quantique ) C) Un spectre de raies est la signature de la température d'un gaz. Faux. D) Les quantités d'énergie échangées sont de l'ordre de l'eV pour le noyau et du MeV pour l'atome. Faux. ( MeV pour le noyau et eV por l'atome ). E) Aucune des propositions ci-dessus.
La constante de Planck h est égale à : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) 6,626.10-34 J.s Vrai.; B) 6,626.10-34 J.s-1 ; C) 6,626.10-34 N.m.s Vrai.; D) 6,626.1034 N.m.s ; Aucune des propositions ci-dessus.
Le photon : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Représente une quantité d'énergie élémentaire appelée quantum. Vrai. B) A une énergie inversement proportionnelle à sa longueur d'onde. Vrai. ( E = h F = h c / l ) C) Les photons d'un rayonnement lumineux monochromatique peuvent avoir des énergies différentes. Faux. D)
La fréquence d'un photon absorbé lors d'une transition atomique est
égale à la fréquence du photon émis lors de la transition inverse. Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus.
Les quantités d'énergie échangée par un atome sont de l'ordre : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Du joule. B) Du meV. C) Du μeV. D) MeV. E) Aucune des propositions ci-dessus. Vrai. ( de l'ordre de l'électron-volt eV )
La raie optique de l'hydrogène de longueur d'onde λ = 486,1 nm correspond à l'émission d'un photon d'énergie : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) 2,55 eV Vrai. B) 0,18 J ; C) 4,1.10-19 eV D) 4,1.10-19 J Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus. E = h F = h c / l = 6,63 10-34*3 108 / 486,1 10-9 =4,1.10-19 J ou 4,1.10-19 / 1,6 10-19 =2,55 eV.
On
se propose d'étudier la méthode de fluorescence ultra-violets (UV)
permettant de déterminer la concentration en dioxyde de soufre dans
l'air. Cette méthode est la suivante : Dans l'air ambiant, les molécules de dioxyde de soufre SO2 sont dans un état d'énergie stable E0.
L'air ambiant est aspiré par un analyseur, filtré pour éliminer les
éléments « parasites » pour la mesure, puis envoyé dans une chambre de
réaction dans laquelle il est soumis à un rayonnement ultra-violets
provenant d'une lampe à vapeur de zinc. La longueur d'onde de ce
rayonnement est λ1 = 214 nm. Les molécules de dioxyde de soufre de l'air sont ainsi portées dans un état E1. Cet état étant instable, le dioxyde de soufre de l'air se désexcite alors très rapidement et arrive dans un état d'énergie E2 différent de E0 en émettant un rayonnement UV de longueur d'onde λ2
supérieure à celle du rayonnement d'excitation. Le rayonnement UV est
reçu par un photomultiplicateur qui donne alors une tension de sortie US
proportionnelle à la concentration en dioxyde de soufre présent dans la
chambre de réaction. L'appareil est étalonné à l'aide d'un échantillon
de concentration en SO2 de 100 ppbv (ppbv= partie par milliard en volume ; 1ppbv = 2,66 μg.m-3 pour le SO2) : la tension de sortie U0 est égale à 0,50 V. Sur un diagramme simplifié des niveaux d'énergie, le placement des niveaux d'énergie E0, E1 et E2 est : E0 : état le plus stable de moindre énergie. " longueur d'onde λ2
supérieure à celle du rayonnement d'excitation" , donc E2-E0 < E1-E0. C : vrai.
La transition entre les états d'énergie E0 et E1 : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Correspond à une émission de lumière. Faux. L'atome gagne de l'énergie, il absorbe un photon. B) N'a pas besoin du rayonnement ultra-violet. Faux. Sans apport d'énergie, l'atome n'est pas excité. C) L'état d'énergie E1 est stable. Faux. D) Correspond à une diminution du niveau d'énergie des molécules de SO2. Faux. E) Aucune des propositions ci-dessus. Vrai.
L'énergie de réaction ΔE1 est égale à : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) 9,28.10-19 J Vrai ; B) 5,82 eV ; C) 6,63.10-34 J ; D) 3,65 eV. E) Aucune des propositions ci-dessus. ΔE1 =h c / l1=6,63 10-34*3 108 / 214 10-9 =9,29.10-19 J ou 9,29.10-19 / 1,6 10-19 =5,51 eV.
La transition entre les états d'énergie E1 et E2 : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Correspond à une émission de lumière.Vrai.L'atome cèdee de l'énergie, il émet un photon. B) Correspond à une émission de photons de longueur d'onde λ2. Vrai. C) Amène les molécules de SO2 à un niveau d'énergie supérieur à E1. Faux. D) La fréquence des photons émis lors de cette transition est égale à celle des photons reçus lors de la transition E0 – E1. Faux. E2-E1 < E1-E0. E) Aucune des propositions ci-dessus.
Au cours de la transition entre les états d'énergie E1 et E2, les molécules de SO2 échangent vers l'extérieur une quantité d'énergie ΔE2 = 3,65 eV. La longueur d'onde λ2 de la radiation émise est égale à : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) 124.10-27 m ; B) 882.10-15 m ; C) 124.10-9 m ; D) 340.10-9 m. Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus. ΔE2 =h c / l2 ; l2= 6,63 10-34*3 108 / (3,65 *1,6 10-19) =3,40.10-7 m.
On effectue une mesure de l'air d'une grande agglomération et on trouve Ua = 0,15 V. La limite admise pour une personne est de 50 μg.m-3 de SO2. Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) La concentration en SO2 dans l'air de l'agglomération est de 333 μg.m-3. Faux. B) La concentration en SO2 dans l'air de l'agglomération est de 80 μg.m-3. Vrai. C) L'air de l'agglomération est respirable sans danger. Faux. D) L'air de l'agglomération n'est pas respirable sans danger. Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus. "100 ppbv (ppbv= partie par milliard en volume ; 1ppbv = 2,66 μg.m-3 pour le SO2) : la tension de sortie U0 est égale à 0,50 V"et US
proportionnelle à la concentration en dioxyde de soufre. 0,15 / 0,50 *100 = 30 ppbv =30*2,66 ~80 μg.m-3.
L'énergie du noyau. La
bombe atomique qui a détruit la ville de Nagasaki (Japon) le 9 août
1945 a dégagé une énergie équivalente à l'explosion de 20 kT de TNT
environ ; soit 8,4.1013 J. Cette valeur correspond à une variation de masse de l'ordre de : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) 1 g Vrai.; B) 1 kg ; C) 1 T ; D) 1kT ; E) Aucune des propositions ci-dessus. DE = Dm c2 ; Dm =8,4.1013 / 9 1016 =9,3 10-4 kg ~ 1 g.
Dans un référentiel donné, le défaut de masse Δm : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Est la différence entre la masse des neutrons et la masse des protons au repos. Faux. B) Est la différence entre la masse des nucléons et la masse des électrons au repos. Faux. C) Est la différence entre la masse des nucléons séparés au repos et la masse du noyau au repos. Vrai. D) Est la différence entre l'énergie de liaison et son équivalent énergétique. Faux. E) Aucune des propositions ci-dessus.
L'énergie de liaison : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Les noyaux contenant un faible nombre de nucléons sont les moins stables. Faux. B) L'énergie de liaison par nucléon est obtenus en divisant l'énergie de liaison E1 du noyau par Z. Faux. ( El / nombre de nucléons ) C) La courbe d'Aston représente la courbe de l'énergie de liaison par nucléon en fonction du nombre de nucléons. Vrai. D) La stabilité du noyau est d'autant plus forte que son énergie de liaison est faible. Faux E) Aucune des propositions ci-dessus.
La fission nucléaire Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Les noyaux susceptibles de subir une fission sont des noyaux lourds.Vrai. B) Les fissions nucléaires sont en générale spontanées.Vrai. C) Le noyau fissible le plus utilisé est le polonium 235.Faux. ( l'uranium 235 ). D)
Dans un réacteur nucléaire, on obtient une production d'énergie
constante en absorbant une certaine proportion des neutrons produits. Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus.
On envisage un processus hypothétique de fission nucléaire, au cours duquel le noyau AZX se fissionne en deux produits : A1Z1X1 et A2Z2X2. Pour simplifier, on ne tient pas compte
de l'émission éventuelle de neutrons. Symétriquement, on envisage un
processus de fusion nucléaire au cours du quel deux noyaux A1Z1X1et A2Z2X2 fusionnent pour fournir le noyau AZX. On considère qu'un processus est favorisé si l'énergie de la réaction correspondante est négative. Equation, énergie de réaction, énergie de liaison E1 : Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) S'il y a fission, AZX --->A1Z1X1 + A2Z2X2. Vrai. B) ΔEfusion = E1(X) – [E1(X1) + E1(X2)]. Vrai. C) Il y aura fission si : [E1(X1) + E1(X2)] = E1(X). Faux. D) Il y aura fission si : [E1(X1) + E1(X2)] > E1(X). Vrai. E) Aucune des propositions ci-dessus.
Si E1(X) = 1,7.103 MeV, E1(X1) = 1,1.103 MeV et E1(X2) = 0,8.103 MeV, Cochez la (ou les) proposition(s) vraie(s) A) Il s'agit plutôt d'une fission. Vrai. B) Il s'agit plutôt d'une fusion. C) Aucune des réactions n'est réalisable. D) Les deux réactions sont possibles. E) Aucune des propositions ci-dessus. E1(X1) + E1(X2) = 1,1 103 +0,8 103 = 1,9 103 MeV ; [E1(X1) + E1(X2)] > E1(X).
