نموذج مباراة ولوج سلك تحضير التبريز في العلوم الفيزيائية - المركز الجهوي لمهن التربية والتكوين مراكش آسفي 2015 - الفيزياء 1 (أسئلة متعددة الاختيارات)
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باختصار
هذا نموذج امتحان كتابي سابق لمباراة سلك تحضير التبريز في العلوم الفيزيائية (خيار الفيزياء) لدى المركز الجهوي لمهن التربية والتكوين مراكش آسفي (2015)، منشور على وظيفة إنفو للاطلاع والتحميل المجاني بصيغة PDF.
- الجهة المنظمة
- المركز الجهوي لمهن التربية والتكوين مراكش آسفي
- الدرجة
- سلك تحضير التبريز في العلوم الفيزيائية (خيار الفيزياء)
- التخصص
- العلوم الفيزيائية
- الدورة
- 2015
- عدد الصفحات
- 9
- لغة الأسئلة
- الفرنسية
- التصحيح
- غير متوفر بعد
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ROYAUME DU MAROC Ministère de l'Éducation Nationale & de la Formation Professionnelle CRMEF-Marrakech ÉPREUVE DE PHYSIQUE I CONCOURS D'ENTRÉE AU CYCLE DE PRÉPARATION À L'AGRÉGATION DE PHYSIQUE Session 2015 DURÉE 4 HEURES À LIRE ATTENTIVEMENT Cette épreuve comporte 8 pages en plus de cette page de garde. e Les calculatrices sont autorisées. L'usage des téléphones portables est strictement interdit. e VOUS DEVEZ COCHEZ (METTRE UNE CROIX "X") LES CASES QUI CORRESPONDENT À VOS RÉPONSES DANS LE DOCUMENT REPONSE. e Si vous jugez qu'aucune des réponses proposées n’est bonne, cochez la case "Autre" e ATTENTION, il ne vous est délivré qu’un seul document réponse. e ATTENTION : TOUTE RÉPONSE FAUSSE ENTRAÎNE UNE PÉNALITÉ DANS LA NOTE. wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو 56596555555555 1. Transformations d’un gaz parfait Une masse m = 0,5 kg de gaz parfait, dont le rapport des capacités thermiques à pression et volume constants est > = 1,4, décrit un cycle ABCA. Le gaz initialement dans l’état d'équilibre thermodynamique À caractérisé par une pression P4 ح 10° Pa, une température T4 = 150,2 K et un volume V4 = 0,51 L subit une évolution isentropique qui l'amène à l’état d'équilibre thermodynamique B caractérisé par la température Tg = 300,6 K. 1.1. Calculer la pression PZ du gaz dans ce nouvel état d’équilibre B. وم ل = 106 Pa ; ل Py=0,82.106 Pa لا P=1,1410$ Pa ; لا P#=1,2210$ Pa; لا Autre 1.2. Calculer le volume du gaz dans l’état B. ل vs =1010-4m : DV» =0810-tmt ; MV»=1,2410%m$ ; لا Vs = 9,0.10-5 mf; لا Autre 1.3. Lo gaz est mis en contact avec une source à la température T8 et subit une détente isotherme réversible qui le ramène à un état d'équilibre © où son volume devient Vo = V4. Calculer la valeur Le de la pression dans ce nouvel état d’équilibre C. ل Po = 1,96.105 Pa :; ل Pc=2,01105 Pa ; حو لا 128.105 Pa ; لأ Pc = 1,93.10* Pa; لا Autre 14. Calculer la variation d’entropie ASgc du gaz au cours de son évolution BC. -ووقه ل 0653 11-2 ; [lASsc=-03013K"1 ; [lASsc=04713K" ; نا ASxc = 1,60 1162-1: لأ Autre 1.5. Le gaz dans l’état d'équilibre C est alors mis en contact avec une source à la température T'4 tandis que son volume est maintenu constant à la valeur VG. Calculer la variation d’entropie AScA du gaz au cours de cette évolution. ل ASca=-1214JK-1 : (lASca=0301JK-1 ; [lASca=-0471JK"7 ; لا ASca = -0,589 J.K-!; لا Autre 1.6. Calculer la quantité de chaleur Qc échangée avec la source de température TA. Daca=-2633 ; TQca=-12773 ; OQca=-17873 ; @Qca=1787J; نا Autre 1.7. En déduire la valeur رخ de l’entropie créée au cours de l’évolution CA. D 58, = 0:96 K-1 ; Ds8,=09K"1 ; [156,4 =-1,66J.K7° رخ نا ب = 0,261 J.K-1; مسدلا 1.8. On peut en conclure que l’évolution est : لأ monotherme réversible ; لأ isotherme irréversible ; لأ monotherme irréversible ; نا impossible ; [] Autre 2. Mélange de gaz parfaits Un récipient à parois rigides et adiabatiques est séparé en deux compartiments par une paroi adiabatique. Dans l'état d'équilibre initial, chaque compartiment contient un gaz parfait diatomique dont on notera respectivement بن et cv les capacités thermiques molaires à pression et à volume constants et R la constante des gaz parfaits. On désigne respectivement par n1, برط T1 et 2, pa, Tà le nombre de moles, la pression et la température des gaz contenus dans les compartiments (1) et (2). La paroi séparant les deux compartiments est supprimée. wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو ١ دج المباريات من موقع وطيفة Calculer la température finale 7 du mélange des deux gaz à l’équilibre. On supposera que le mélange des deux .2.1 gaz se comporte également comme un gaz parfait. . متحت DD à mr. ntm . _nDtnD .| ١5 Autre 8 7 ميد = 17 نب x ب 6 ?= T; نب : 2 2 = ns à [1 Tr = 1 نأ du mélange. رم Exprimer la pression .2.2 tnap2 . _ . ا - ٠ يليعجحليه ب : 1Ti+n2T> = Ps — SN ? . 3 مو حتفب 32 - 017 ل ميمح نبج 2 - 07 . ? pi Te Tip2 7 92 - 07 5 Autre لأ de chacun des gaz dans le mélange en fonction de pr, n1 et n2. ورم et ورم Exprimer les pressions finales .2.3 ce, nan] 7 0 321312 ب يا 83 n] — 0 322 ب 8 Pf1 = Pf ni+n2 ©2072 - 7 1211-4-2 , 111-77 nine et Pj2 — 7 nine ? pp = ps et ps = ps: لأ ; جتقورم - ورم أن مقرم ح ورم لأ Autre لأ Calculer la variation d’entropie AS; du système constitué par l’ensemble des deux gaz parfaits en fonction de .2.4 n2 = 1. = رد pi ,P2, T1, D2 et Tf lorsque 2 1 7 2 1 AS, = Cp m (32) + 2 (Z) —2Rln2 ; لأ ; AS; = cm () + Rln (22) +2Rlm2 53 Rln (22) 0 + رج متاو = AS; = cn (5) + Rln (£) +2Rm2 ; CO] AS; 18 Autre لأ Calculer la variation d’entropie AS2 du système constitué par l’ensemble des deux gaz parfaits lorsque .2.5 .1 جح ودج Po et rm = وم = 01 Ti = T2 = To, Autre لا ; 2701172 جح =2Rln4 ; 53 AS2 وكد نا ; 270112- ح ASs 8 ; 0= وصقت أ Calculer la variation d’entropie AS3 du système constitué par l’ensemble des deux gaz parfaits lorsque .2.6 po et lorsque les molécules qui remplissent chaque compartiment sont identiques. = وو = 21 Ti = 79 = To, Autre لأ ; AS3=2RIm4 نأ ; =-2Rm2 كه نا ; CAS =2Rm2 : DAS;=0 Changement d’état d’un corps pur .3 Une masse unité du fluide d’une machine frigorifique décrit le cycle ABCD représenté sur le diagramme (p, V) de la figure suivante. T 0 0 Figure 1: نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو wadifa-info.com دج المباريات من موقع وطيفة ١ EU م يجحت تتح --ن777تتل Les points À et D sont définis respectivement par les intersections de l’isotherme d'ANDREWS 73 avec les courbes d’ébullition et de rosée. Les points B et C correspondent respectivement aux intersections de l’isotherme d'ANDREWS To avec les courbes adiabatiques réversibles passant par les points A et D. On désigne respectivement par æg et rc les titres massiques en vapeur du fluide en B et C et par lo et li les chaleurs latentes massiques de vaporisation aux températures respectives 10 et T1. 3.1. On considère le point مك sur la courbe d’ébullition où le fluide est en totalité à l’état liquide à la tempéra- ture 79. En supposant que la chaleur massique بن du liquide saturant reste constante, calculer la variation d’entropie SA — SA, lorsqu'on amène le fluide de 49 en À le long de la courbe d’ébullition. ل S'A = SA = € Lu ; نا SA = S A9 = © In (4) ; لي SA _— SA = C] In (&) ; نا SA—SA, = am (72 ) لأ و Autre 3.2. Calculer la variation d’entropie Sg — ميرى lors de l'étape de vaporisation isotherme partielle qui amène le fluide de l’état A9 à l’état B. نا Sp — SA, = TB # e نأ Sp — ور = ميري (4) : 8 Sp — Sa, = حنا واو (4) : نا Sp - SA = 291010 ; لا Autre 3.3. En déduire صر نأ TB = بن # Im (52) نا د TB = ىن ñ In (à) ë بن ح ورج بأ Lt In (4) 5 نأ TB بن ح In (à) : لا Autre 3.4. Calculer l'expression de م ue 2 LT : rs ET 2 hTi ٠. و Ti=T LT : À سكن حم )( +R ; شفط + )52( سالوحمم[] , خط+ () تحن د ممل] ; .ا 2 2 ست : نأ 20 = QT In (4) +R ; لا Autre 3.5. Calculer la quantité de chaleur د échangée avec le milieu extérieur lors de la condensation isotherme totale qui amène le fluide de l’état D à l’état A. وح لا À : لا Q=u LT : درولا ; دحلا LP : لأ Autre 3.6. Calculer la quantité de chaleur Qo échangée avec le milieu extérieur lors de la vaporisation isotherme partielle qui amène le fluide de l’état B à l’état C. غ2 0 #مدحوول ; ا#محمو ; D@=bit ; .لاا مسد نا ; لتجقوح لا 3.7. Calculer le travail W échangé au cours d’un cycle. Ve 7 Le Ow-itn ; ب تير - 77لا ; جود 7لا ; 1ح 7لا [] Autre - أ - مى5© ا 77 3.8. Calculer l'efficacité و = Fe de la machine, sachant que 75 — 268 K et 71 = 288 K. جاح 0 ب“ | FRE و ب - 0,85 ; [LA] n=134 ; بأ nav : نا ni= 53 لا و Autre == T 31 er بت 4. Pendule simple et pendule assymétrique 1 ما Ne _ ر_ ل ااا wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو , —————_—_—_—_—_—_—_—_—_— Un pendule simple de masse m et de longueur loscille, dans le plan vertical Oxy, autour d’une liaison pivot parfaite d’axe Oz, sous l’action du champ de pesanteur ÿ supposé uniforme. On note 0 l'angle que fait le pendule avec la verticale. Les frottements sont négligés. Le référentiel d'étude, supposé galiléen, est celui du laboratoire. On désigne par (ëx,&,,€z) la base orthonormée du repère cartésien Oxyz. 4.1. Exprimer le moment cinétique Li au point 0, du pendule: 20ل و نلا : 010222 وآ لا ; 71202 و7 لأ ; 120222 و7 لا : لا Autre 4.2. On notant wo une constante, quelle est l'équation différentielle du mouvement des petites oscillations et la période propre 70 de ces dernières? Gi Ü+wi0=0 ; CE wi0=0 ; [1 T = 2103 5 To = 2r(2)* : لأ Autre On rend le pendule asymétrique en fixant un clou K situé à 30cm en dessous du point 0 (Fig.2). Ainsi à gauche de la vertical OK, le pendule se balance selon ine rotation du tronçon OA, du fil autour de 0: à droite, c’est le tronçon الح K A, de longueur ميا qui tourne autour de K. On note و0 = (€, OA) l'angle que forme le pendule avec la verticale à gauche de OK; 04 = ة) K Aa) représente l’angle des oscillations à droite de OK. إلا ا ان حب م 8 حر ا À | 64 Âa Figure 2: Pendule asymétrique 4.3. Déterminer l'énergie mécanique £,4 pour les oscillations à gauche, puis l'équation différentielle du mouvement correspondant. 1 Em;g = mp, +mglcos0s ; ته En,o = m0, mglcos04 ; ل Autre لا ; 0و0 جر ; 0- 258200 + و8 بأ Autre 4.4. Déterminer 1 عنععدة mécanique ولط pour les oscillations à droite, puis l'équation différentielle du mouvement correspondant. 2.2 2.2 رم علبلا حرق بط + 11916080 — mg(l— la) ; EF رم علبلا = ىمر[ - mg(l—la)cosôa ; لأ Autre لأ + 2sin0a =0 ; Cl6ù æ%031=0 ; C] Autre 45. Pour des mouvements de faible amplitude angulaire, estimer la période d’une oscillation complète (aller-retour) du pendule. 017 - زرو + ترام 072 رذول) + ذر)]» ; Dre} ; MT=2(50 لأ ب Autre 4.6. On s’interesse aux hauteurs maximales atteintes par le pendule et aux amplitudes angulaires, à gauche et à droite. Cocher la ou les réponses correctes parmi les affirmations proposées ci-dessous. ااا wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو | ج المباريات من موقع وطيفة EE — —]—…———" Ù ——]——————— حجسسبسب'7#'بسيح لأ Les hauteurs maximales et les amplitudes angulaires sont les mêmes. لأ Les hauteurs maximales sont différentes et les amplitudes angulaires sont identiques. لأ Les hauteurs maximales sont les mêmes et les amplitudes angulaires sont différentes. RH Les hauteurs maximales et les amplitudes angulaires sont identiques. C] Autre 5. Roulement d’une sphère sur un arc de cercle oscillant Dans un référentiel galiléen R(Oxyz), une piste AB sous forme d’un arc de cercle, de centre 0, d’angle به de rayon R et de masse M, attaché par deux fils OA et OB sans masses, peut osciller sans frottement autour de l’axe horizontal Oz. Une bille sphérique homogène, de centre G, de masse m ct de rayon r > R, roule sans glisser sur la piste. Le mouvement du système (bille, piste) s'effectue dans le plan vertical Oy. On note / = 06 la distance en 0 et le centre de masse C de la piste, 1 = MR? le moment d'inertie de la piste par rapport à Oz, J = 2mr? le moment d'inertie de la bille par rapport à l’axe Gz. Le champ de pesanteur est uniforme 7 —JËx . 5 ب 3 AA 1 Figure 3: Les mouvements de rotation des solides sont repérés par les angles: D = (—Ez, OÀ) , 0 = (—€,, Où) et حم (—€,, OP), P étant un point fixe de la bille. On note B = )6, &,ë.) la base cylindrique associé à G. L'origine des énergies potentielles est prise pour Ÿ = —5$ ct Ô = 0. A l'instant initial, la bille, est lâchée, sans vitesse, depuis la position repérée par 60. 5.1. Dans un premier temps, on considère la piste immobile, dans sa position d'équilibre (# = —5$). Les vitesses angulaires des différents solides vérifient la(es) relation(s) suivante(s): نأ (R- ré, x 0ح وتم 5+ و02 ; (R-r)-r9=0 ; لا x6&+(R-r)e, x 0ح وتم بأ (R-r)ô+rp=0 ; C] Autre Soient E,, Ec et E,, respectivement les énergies mécanique, cinétique et potentielle du système dans le réfrentiel R. 5.2. 1لا 3(R- حر لأ ; 202(م imr?p? ; E,= 2mr?26? : DE = Dr? : لأ Autre 5.3. [AE,=mg(R-r)cos0 ; ÜE,=mg(R-r)(1-cos8) ; نأ Autre لأ En = Dr? +mg(R—r)(cosû —1) ; متا نأ =m(R-r)L(R-7r)0? +g(1- cos8) ; لأ Autre 5.4. L'équation différentielle des petites mouvements permet de montrer que le mouvement de la bille est: ب امم ب ب ل ل الله wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو الل Autre لأ Uniformément varié. ù لا - Uniforme. لا ; Amorti. ل 3 ي CO Oscillatoire, de période T = ;/ T5 La piste peut maintenant osciller autour de 02: à l’instant initial, la piste est lâchée sans vitesse depuis un .5.5 angle V0 # —$. Autre لأ ; (055©-71)1 دلت[ R(1 -- cosa) ; )لأ : 2Æsina دالا ; [i1=2Rasina Les vitesses angulaires des différents solides vérifient la(es) relation(s) suivante(s): .5.6 RE x he = متخ (R-r)&.xÜc+re, xpëo = Re,xdé : D(R-r)0-rp=-Rb ; Dre xÜée+(R-r)é,.x لآ Autre نا : طبع = فض + (R = r)ô 1 Soit £,(B) et E.(P) les énergies cinétiques de la bille te de la piste. .5.7 £.(P)=iMRÈ ; لا E(P)=iM(R + 12(02 ; نا Autre لا £E,(B) = 3m(R — 2 + 202 ; لأ £,(B) = zm(R-r)0 ; لأ Autre لأ L'énergie potentielle du système peut s’écrire: .5.8 mg(R -—r)(cosû - 1( + MgR(1-—cosY) ; CI E, = mg(R — 7()1 - cosû) + MgR(1 — cos(Ÿ — à) = و10 نب ) % + )تم — E, = mg(R-r)(cos0 - 1( + MgR(1-cos(#+5) ; CO E, = mg(R — r)(1 — cosô) + MgR(1 بأ Autre لأ Soit À = 7 + N la réaction exercée par la piste sur la bille, T et N étant ses copmposantes tangentielles et .5.9 normales. On note f le coefficient de frottement. مسدلا : à: DITIKSINI احا : Duifi=suñn ; محر .5.10 La puissance de la réaction À est nulle. نأ Les frottements entraîne une perte de l'énergie mécanique du système. لأ Malgrés la présence des frottements l’énergie mécanique du système se conserve. نب Les frottements vont entraîner l'arrêt du système. لا Autre. لأ Filtres électroniques .6 On considère les trois circuits suivants, constitués de résistances À, de condensateurs c, et d’amplificateurs opéra- tionnels (pour les circuits © et @) considérés comme idéaux et fonctionnent en régime linéaire: Les tensions de sortie et d’entrée des montages sont respectivement notées V£ et Vs. نماذج المباريات من موقع وظيفة إز wadifa-info.com نمادج المباريات من موقع وظيفة إنفو لاللوضصصصاصدضا سي اطي | L € | 2 م Et E A E À 0 Fe 5 TTL ELLE III TITLE حجدددد77 ددجو وجوج و77 جا Le Circuit © Circuit © Circuit © Figure 4: On souhaîte analyser chacun de ces filtres à basses et hautes fréquences, .6.1 C] Pour cela, on assimile le condensateur à un coupe-circuit à hautes fréquences. Pour cela, on assimile le condensateur à un circuit ouvert à basses fréquences لأ On en conclue que le circuit © est un filtre passe-bande. لأ On en conclue que le circuit © est un filtre passe-bas. ليا Autre. نأ L'analyse de chacun de ces filtres permet de conclure que: .6.2 Les circuits © et © sont des filtyres passe-bas. لأ Les circuits @ et © sont des filtres passe-bas, et le circuit(3) est un passe-haut. نأ Les trois circuits sont des passe-bande. لأ Les circuits D et © sont des filtres passe-bas, et le circuit(@) est un passe-haut. لأ Autre. لأ et Q;, respectivement, la fonction de transfert complexe, la pulsation de coupure et le facteur بوه On note J1;, .6.3 de qualité du circuit ) = 1,2, 3). On introduit la pulsation réduite x = RCw et ta. C] Autre. 17 صو 1 5 حر x, (x) = ee : CO] 0 ا = CO] H, (x) Les diagrammes de Bode relatifs au circuit D présentent : .6.4 Une asymptote à +404dB/dec à basses fréquences. نأ : Une asymptote à +204B/dec à basses fréquences. لها Une asymptote à (— 5 ( à basses fréquences. نأ ; Une asymptote à (—T) à hautes fréquences. لا Autre. لأ نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو wadifa-info.com —_—_—_—_—_—_— دج - ماه لا لادر- وامه لا : صفح - وامه ل : ÜzA--H() لأ Autre La valeur maximale du gain dans le circuit © est de 1. لا La valeur maximale du gain dans le circuit © est de 0,5 ; ا Autre | بأ Quand le gain du circuit est maximum, la pulsation réduite x vaut V&- Quand le gain du circuit est maximum, la pulsation réduite x vaut V2 ; لا Autre لأ Le circuit 2 présente une seule pulsation réduite decoupure de valeur 0, 73. لأ Le circuit @ présente deux pulsations réduites de coupure de valeurs 0,73 et 2,73. لأ Autre. CO] QD , لا : 3 دولا Autre. Les diagrammes de Bode relatifs au circuit © présentent : نأ Une asymptote à +204B/dec à basses fréquences. 1 لا Une asymptote à +40dB/dec à basses fréquences. لا Une asymptote à —20dB/dec) à hautes fréquences. 8 لأ Une asymptote à —40dB /dec à basses fréquences. لأ Autre. لأ Une asymptote à —7 à basses fréquences. 2 نا Une asymptote à —F à basses fréquences. لأ Une asymptote à +7 à hautes fréquences. : لأ Une asymptote à +7 à basses fréquences. لأ Autre. 6.10. نأ Le circuit 2 est plus sélectif que le circuit D لأ Le circuit © est plus sélectif que le circuit © نأ Le circuit @ est plus sélectif que les circuits © et (3) لأ Le circuit © est plus sélectif que les circuits D et © لأ Autre. ——_—_—_—_—_—_———————— wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو
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