Untitled Document

Maths - Physique - Informatique / Collège, Lycée et +

Untitled Document

Commander

KöMaL - C'est quoi ?

Rédaction

Exercices de physique concours QCM

4. tour 2009.

prière de lire le règlement du concours

Date limite d'envoi : 09 avril 2010

Niveau 1

Niveau 1

1. Sur la roue d’un moulin à eau, 8000 litres d’eau tombent par minute d’une hauteur de 4 mètres. Donner la puissance fournie par la roue, sachant que son efficacité est de 30%.
      (A) 1,6 kW
      (B) 5,33 kW
      (C) 9,6 kW
      (D) 32 kW
      (E) 96 kW

2. Nous avons fixé une ficelle sur un petit chariot de 0,5 kg pouvant se déplacer facilement sur une table horizontale; nous avons passé l’autre extrémité de la ficelle par une poulie située au bord de la table. Un objet de masse inconnue est suspendu au bout de la ficelle. En lâchant le système(vitesse initiale 0), le chariot arrive à la vitesse de 3 m/s au bord de la table dont il se trouvait au départ à une distance de 1,5 m. Quelle est la masse de l’objet inconnu? (g=10 m/s²)
      (A) 0,15 kg
      (B) 0,21 kg
      (C) 0,43 kg
      (D) 0,61 kg
      (E) 0,75 kg

3. En roulant dans la même direction, trois voitures sont passées à un croisement aux heures suivantes: 10⁰⁰, 10⁴⁰ et 10⁵⁰. La troisième voiture a rencontré la deuxième à 11¹⁰et la première à 11⁴⁰. A quelle heure la première a-t-elle rencontré la deuxième? On suppose que les véhicules roulaient toujours à vitesses constantes.
      (A) 11⁰⁰
      (B) 11⁵⁰
      (C) 12¹⁰
      (D) 12⁴⁰
      (E) 12⁵⁰

4. Nous avons 12 piles identiques de $2~V \0$ et de résistance interne $0,6~\Omega \0$ chacune. Nous les relions de quatre manières différentes:

1. par 2 en série puis les 6 duos en parallèle

2. par 3 en série puis les 4 triplets en parallèle

3. par 4 en série puis les 3 quadruplets en parallèle

4. par 6 en série puis les 2 sextuplets en parallèle

Dans quel cas l’intensité du courant passant par la résistance de $1~\Omega \0$ branchée sur les piles sera-t-elle la plus grande?
      (A) 1.
      (B) 2.
      (C) 3.
      (D) 4.
      (E) Dans plusieurs cas

5. Comme présenté par la figure, nous avons superposé des roues identiques roulant sans glissement et des planches rigides se déplaçant sur les roues sans glisser. Le périmètre des roues est de 120 cm et chaque roue effectue un tour complet toutes les deux secondes dans la même direction. Quelle est la vitesse du centre de la roue supérieure?

      (A) $2,4~\frac ms$
      (B) $3~\frac ms$
      (C) $3,6~\frac ms$
      (D) $4,8~\frac ms$
      (E) $6~\frac ms$

Niveau 2

1. Selon l’installation illustrée par la figure ci-dessous, nous avons relié 3 objets de 1 kg chacun par une ficelle de masse négligeable, à l’aide de poulies de masses négligeables tournant sans frottement. L’angle de la pente est de 30°. Donner la mesure de l’accélération de l’objet de gauche.(Le frottement est négligeable partout, g=9,81 m/s²)

      (A) $0,44~\frac{m}{s^2}$
      (B) $1,64~\frac{m}{s^2}$
      (C) $3,27~\frac{m}{s^2}$
      (D) $4,9~\frac{m}{s^2}$
      (E) $9,81~\frac{m}{s^2}$

2. Un projectile tiré en direction oblique explose au point culminant de sa trajectoire et se détache en deux pièces qui atterrissent au même moment, l’une d’elles au point de tir. A quelle distance de ce même point l’autre pièce a-t-elle pu tomber, sachant que le projectile d’origine serait tombé à 120 m du point de tir et que la masse d’une des pièces est le triple de celle de l’autre?
      (A) 80 m
      (B) 120 m
      (C) 160 m
      (D) 240 m
      (E) 360 m

3. Un objet de 1 kg suspendu à une ficelle de 1 m est dévié de 30° par rapport à la verticale puis on le pousse horizontalement, perpendiculairement à la ficelle, pour lui donner une vitesse initiale v₀. Quelle doit être la valeur de cette vitesse pour que l’objet effectue ensuite un mouvement circulaire?
      (A) $2,4~\frac ms$
      (B) $2,88~\frac ms$
      (C) $3,13~\frac ms$
      (D) $3,37~\frac ms$
      (E) $4,69~\frac ms$

4. Deux objets de 2 kg et de 3 kg sont suspendus chacun à une extrémité d’une barre de 1 mètre de long. Donner la distance entre les deux points d’équilibre correspondant aux deux cas où la masse de la barre est négligeable ou est égale à 0,5 kg.
      (A) 1 cm
      (B) 1,7 cm
      (C) 3,6 cm
      (D) 4,8 cm
      (E) 10 cm

5. En utilisant une pompe à eau, on aspire de l’eau d’un puits profond de 1 mètre de diamètre. A la mise en fonction de la pompe, le niveau de l’eau est à une profondeur de 11 mètres, 6 minutes plus tard il est à 15 mètres de profondeur. Quelle est la puissance moyenne de la pompe à eau?
      (A) 0,94 kW
      (B) 1,11 kW
      (C) 1,28 kW
      (D) 2,23 kW
      (E) 4,45 kW

Niveau 3

1. La résistance d’un fil conducteur homogène de coupe constante est de 60 $\Omega$ . On le plie au milieu puis on replie encore un sixième d’une des deux parties. Les bouts de fil se trouvant ainsi les uns à côté des autres se touchent. Quelle est alors la résistance du fil?
      (A) 14,17 $\Omega$
      (B) 15 $\Omega$
      (C) 16,67 $\Omega$
      (D) 30 $\Omega$
      (E) 60 $\Omega$

2. Dans une lampe électrique de masse 200 g (piles comprises), il y a deux piles sur lesquelles on voit l’inscription suivante: $1,2~V \0$ et $2200~mAh \0$ . A environs quelle hauteur cette lampe s’élèverait-elle si elle était soulevée par l’énergie des piles (caractérisée par ces deux données)? (On peut supposer que la tension mesurée sur une pile ne dépend pas de la puissance fournie.)
      (A) 1300 m
      (B) 2700 m
      (C) 4800 m
      (D) 6500 m
      (E) 9700 m

3. Avec un appareil photo de distance focale 3,5 cm, nous aimerions prendre en photo un objet ponctuel effectuant une chute libre d’une hauteur de 4 mètres, au moment où il se trouve à la hauteur de l’appareil, à 3 mètres de celui-ci. Notre but est d’avoir sur l’image(c’est à dire sur la plaque photosensible) un « flou » inférieur ou égal à 0,2 mm. Quel temps d’exposition peut-on utiliser au maximum?
      (A) $\frac{1}{125}~s$
      (B) $\frac{1}{250}~s$
      (C) $\frac{1}{500}~s$
      (D) $\frac{1}{1000}~s$
      (E) $\frac{1}{2000}~s$

4. En utilisant une pompe à eau, on aspire de l’eau d’un puits profond de 1 mètre de diamètre. A la mise en fonction de la pompe, en regardant au fond du puits, on voit le reflet de l’ouverture de celui-ci sous un angle de 2°. 7 minutes plus tard, cet angle n’est plus que de 1,5°. Quelle est la puissance moyenne de la pompe à eau?
      (A) 0,37 kW
      (B) 1,1 kW
      (C) 1,25 kW
      (D) 1,46 kW
      (E) 5,85 kW

5. Une barre d’aluminium et une barre de fer dépassent d’un mur, à 1 cm de distance l’une de l’autre. Les barres sont perpendiculaires au plan du mur et sont de 1 mètre de long à 0°C. Un miroir est fixé sur leurs extrémités libres de telle façon que son plan soit au départ parallèle au plan du mur. Si les barres sont chauffées à 100°C, quel angle le rayon reflété fermera-t-il avec le rayon de lumière arrivant sur le miroir, sachant que ce rayon est perpendiculaire au plan du mur?
      (A) 7'
      (B) 1°22'
      (C) 3°29'
      (D) 6°57'
      (E) 13°55'