Untitled Document

Maths - Physique - Informatique / Collège, Lycée et +

Untitled Document

Commander

KöMaL - C'est quoi ?

Rédaction

Exercices de physique concours QCM

mars 2009.

prière de lire le règlement du concours

Date limite d'envoi : 30 avril 2009

5-8

Niveau 1

Exercice 1. La pointe d’une punaise peut être considérée comme un disque de rayon 0,1 mm. Par quelle pression agissons-nous sur la tête de la punaise pouvant être considérée comme un disque de rayon 5 mm, sachant que sa pointe agit sur le tableau de dessin par une pression mille fois plus grande que la pression atmosphérique?
      (A) $4\cdot10^4~Pa \0$
      (B) $4\cdot10^5~Pa \0$
      (C) $2\cdot10^6~Pa \0$
      (D) $4\cdot10^6~Pa \0$
      (E) $2\cdot10^7~Pa \0$

Exercice 2. Comme présenté par la figure, un récipient est divisé par un mur vertical en deux espaces ayant la même aire de base, l’espace de gauche contient de l’essence à hauteur de 30 cm $(\varrho=700~kg/m^3 \0)$ , l’espace de gauche contient de l’eau à hauteur de 14 cm. Dans le mur de séparation, on perce tout en bas un petit trou. Quelle sera alors la hauteur de la colonne de liquide de gauche? (L’eau et l’essence ne se mélangent pas.)

      (A) 20 cm
      (B) 22 cm
      (C) 25 cm
      (D) 30 cm
      (E) 35 cm

Exercice 3. Le bout de la petite aiguille d’une horloge parcourt 8 mètres en un jour, le bout de la grande aiguille 120 mètres. Donner le rapport des longueurs des deux aiguilles.
      (A) 1
      (B) 1,12
      (C) 1,2
      (D) 1,25
      (E) 1,56

Exercice 4. De combien de minutes le soleil se couche-t-il plus tard à Szombathely qu’à Debrecen?
      (A) 10
      (B) 15
      (C) 20
      (D) 30
      (E) 40

Exercice 5. La puissance des rayons de soleil arrivant à la surface de la Terre en temps ensoleillé est de $1~kW/m^2 \0$ , en période de temps couvert elle est de $0,2~kW/m^2 \0$ . Supposons que le temps ensoleillé dure en moyenne 6 heures par jour et que le temps nuageux dure aussi 6 heures par jour. Un élément solaire absorbe 95% de la lumière et la transforme avec une efficacité de 90% en puissance électrique. Quelle superficie devrait-on couvrir par des éléments solaires si l’on veut couvrir la consommation moyenne de 6000 MW d’un pays? (Ne pas tenir compte du problème de stockage d’énergie.)
      (A) 11,7 km²
      (B) 15,36 km²
      (C) 20 km²
      (D) 22,22 km²
      (E) 23,39 km²

Niveau 2

Exercice 1. Donner la masse de l’atmosphère de la Terre.
      (A) 5,2^.10¹² kg
      (B) 5,2^.10¹³ kg
      (C) 5,2^.10¹⁵ kg
      (D) 5,2^.10¹⁸ kg
      (E) 5,2^.10¹⁹ kg

Exercice 2. Selon la canette d’une boisson gazeuse "contenu en CO ₂ : min. 5g/l". Supposons que cette valeur soit exactement égale à 5 g/l. Combien de molécules de dioxyde de carbone sont contenues en moyenne dans une partie de la boisson ayant la forme d’un cube de côté 1 mm?
      (A) $6,82\cdot10^{10} \0$
      (B) $6,82\cdot10^{13} \0$
      (C) $6,82\cdot10^{16} \0$
      (D) $6,82\cdot10^{19} \0$
      (E) $6,82\cdot10^{22} \0$

Exercice 3. Le palier d’une tour de bungee-jumping se trouve au-dessus d’un lac, sa hauteur par rapport à la surface de l’eau est de 30 m. Sur le pied de l’homme mesurant 2 m qui s’apprête à sauter, on attache une corde élastique de telle façon qu’après sa chute, au point le plus bas de sa trajectoire, la tête de l’homme touche juste la surface de l’eau. Au bout d’un certain temps, quand le mouvement vibratoire s’est arrêté, la tête de l’homme sera juste à une hauteur de 5 mètres au-dessus de l’eau. Donner la longueur de la corde sans élongation qu’on a attachée au pied de l’homme. (L’homme était en position debout avant de sauter, sa vitesse initiale verticale était 0, son centre de gravité se trouve à la moitié de sa hauteur.)
      (A) 18 m
      (B) 20 m
      (C) 22,5 m
      (D) 23,4 m
      (E) 24,8 m

Exercice 4. Un ressort se trouve au fond d’un tuyau mince fermé en bas. Un objet au repos est placé sur le ressort, la compression du ressort est alors de 2 cm. De quelle hauteur (par rapport à la hauteur du ressort sans charge) doit-on laisser tomber l’objet sur le ressort pour que la compression maximale du ressort soit de 10 cm? (Les mouvements se font le long d’une droite)
      (A) 10 cm
      (B) 15 cm
      (C) 20 cm
      (D) 25 cm
      (E) 30 cm

Exercice 5. Un chariot de masse 0,4 kg roule sans frottement à la vitesse constante de 2 m/s sur une surface horizontale. Pendant son mouvement, on verse dans le chariot 3 dl d’eau. On suppose que l’eau n’a pas de vitesse horizontale pendant le versement. Donner la vitesse du chariot après le versement de l’eau.
      (A) $0,86~\frac ms$
      (B) $1,14~\frac ms$
      (C) $1,51~\frac ms$
      (D) $1,75~\frac ms$
      (E) $2~\frac ms$

Niveau 3

Exercice 1.  Un verre contient une boisson gazeuse de 5°C. Combien y a-t-il de molécules de dioxyde de carbone dans une bulle de diamètre 0,5 mm?
      (A) 4,07^.10¹⁴
      (B) 1,71^.10¹⁵
      (C) 1,36^.10¹⁶
      (D) 7,51^.10¹⁶
      (E) 4,75^.10¹⁷

Exercice 2. On a branché 2 voltmètres non idéals(qui n’ont pas une résistance interne infinie) en série sur une batterie de 12 V à résistance interne non négligeable. Les valeurs indiquées sont: 7 V et 4,8 V. Donner les valeurs indiquées si on les branche sur la batterie en dérivation.
      (A) 11 V
      (B) 11,2 V
      (C) 11,5 V
      (D) 11,8 V
      (E) 12 V

Exercice 3. Le tuyau rempli d’eau illustré par la figure contient deux lentilles de verre convexe. Le rayon des surfaces sphériques des lentilles est de 0,5 m, celui des surfaces sphériques fermant les deux extrémités du tuyau est de 1 m. Le coefficient de réfraction de l’eau est 1,33, celui du verre 1,5. Donner la distance focale du système complet. (Les lentilles sont minces)

      (A) 29,9 cm
      (B) 35 cm
      (C) 49,5 cm
      (D) 2,02 m
      (E) 2,86 m

Exercice 4. On a branché en série un condensateur plan de capacité $20\mu F \0$ , une pile de 12 V et un interrupteur. L’espace entre les plaques du condensateur est entièrement rempli par du papier de permittivité relative $\varepsilon$ =2,9. On a complètement retiré le papier du condensateur en effectuant un travail. Donner la mesure de ce travail et dire si l’interrupteur était fermé ou ouvert pendant cette opération.
      (A) 2,74 mJ, l’interrupteur était fermé
      (B) 4,18 mJ, l’interrupteur était fermé
      (C) 2,74 mJ, l’interrupteur était ouvert
      (D) 4,18 mJ, l’interrupteur était ouvert
      (E) aucune des réponses précédentes

Exercice 5. Un insecte a commencé à monter exactement à 3 heures de l’après-midi sur la grande aiguille de 1 mètre de long d’une horloge d’église, en démarrant à l’axe de rotation, à la vitesse constante de $2~m/h \0$ . Environs combien de temps après son départ avait-il atteint la hauteur maximale?
      (A) 1 minute 15 secondes
      (B) 5 minutes 48 secondes
      (C) 7 minutes 3 secondes
      (D) 7 minutes 30 secondes
      (E) 8 minutes 13 secondes