Modèle concours d'accès — École Nationale Supérieure de Chimie de Kénitra (ENSC) 2019 — Physique-Chimie
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En bref
Ce document est une ancienne épreuve écrite du concours de Concours d'accès aux grandes écoles organisé par École Nationale Supérieure de Chimie de Kénitra (ENSC) (2019), publiée sur Wadifa Info en consultation et téléchargement PDF gratuits, avec une correction proposée.
- Organisme
- École Nationale Supérieure de Chimie de Kénitra (ENSC)
- Grade
- Concours d'accès aux grandes écoles
- Spécialité
- Physique-Chimie
- Année
- 2019
- Pages
- 5
- Langue des questions
- français
- Correction
- correction proposée disponible sur cette page
📝 Texte des questions (extrait automatiquement des pages scannées)
Ce texte est extrait automatiquement des images de l'épreuve et peut contenir des erreurs de lecture — les images ci-dessus font foi.
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جارج
Ecole Nationale Supérieure ‘de Chimie (ENSC) - Kénitra -
Concours d'accès en 1ère année de Cycle préparatoire de l'ENSC- Kénitra
LS Septembre 2019
Exercice x:
Un golfeur lance une balle (de diamètre 4em ) verticalement
avec un angle &@=45 , par rapport à l'horizontal Ox à une
vitesse v, =30m/s. Un arbre situé à une distance d=15m du
golfeur s'élève à une hauteur h =9,98m. On supposera que les
frottements dues à l'air sont négligeables et on prendra
l'accélération de la pesanteur g =10 ms (figure ci-après).
Qu ; Le centre d'inertie de la balle passera au-dessus de l'arbre à ;
Cocher la bonne réponse.
A) 0,77m ; B) 1,77m; C) 2,77m; D) 4,77m
Q2 : Le golfeur souhaite ajuster son drive de façon à faire passer la balle juste au sommet de l'arbre, on
doit alors donner à la balle une vitesse initiale v, , tout en'conservant le même angle de tir,
La vitesse initiale v, qu'on doit donner à la balle afin de franchir de justesse le sommet de l'arbre
vaut exactement; Cocher la bonne réponse.
A) v,=5 2 ms”; رع v,=8/2 ليم O م 2ل ماح D) تح J2 ms”
Exercice 2:
Q3 : Dans le cas d'un mouvement circulaire uniforme
Cocher la bonne réponse :
A) Le vecteur vitesse est constant ;
C) Le vecteur accélération est nul;
B) La valeur de l'accélération est constante
D) La valeur de l'accélération est nulle :
Exercice 3 :
O4: Cocher la bonne réponse ;
A) Les ondes lumineuses et les ondes sonores se propagent dans le vide.
B) La fréquence d'une onde lumineuse dépend du milieu de propagation,
C) Seules les interférences mettent en évidence la nature ondulatoire de la lumière.
D) La longueur d'onde des ondes lumineuses dépend du milieu de propagation.
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Exercice 4 :
Soit un ressort de raideur k et de longueur à vide 1, -
L'un de ses extrémités est accroché sur un clou fixé
sur une planche incliné d'un angle @ par rapport à
l'horizontale (voir figure) l'autre extrémité est relié à
un corps solide 5 de masse m imposant une longueur
٠ à l'équilibre.
05: Déterminer l'expression permettant d'avoir
l'angle d'inclinaison œ.
Cocher la bonne réponse
Le Lt A ; k
me mg me me
Exercice s: On dispose d'un Laser héltum-
néon. On interpose entre le Laser et un écran
fente
(E) une fente verticale de largeur a = 710” 1
(figure 1). Sur l'écran situé à lo distance D » 5 28
m, on observe dans la direction perpendiculaire [ Laser F x
dla fente, une figure de diffraction représentée
ES ë f Ecran (E)
sur {a figure :
O6: Cocher ما bonne réponse
2a}
A) La largeur de la tache centrale d'est donnée par d=—-
١ augmente la largeur de lu tache centrale ل diminue.
B) Quand la largeur de la fente à
© La longueur d'onde Laser vaut À = 600nm lorsque la mesure de la tache centreest d = 6 em.
D) L'écart angulaire © est une fonction croissante en fonction de la largeur à de la fente.
Exercice 6: Pour étudier le franchissement d'un obstacle par des ultrasons, on place une source
d'ultrasons devant une fente de dimensions ل réglable, puis on mesure à l'aide de à micros reliés à un
oscillascope, l'onde sonore reçue par chaque micro, Sachant que l'oscilloscope a mesuré la période
T=40ms d'un signal sinusoidäle enregistré par l'un des › micros, l'ordre de grandeur de la dimension
de la fente qui entraînera une réception égale pour les deux micros tet 2 est plus proche de :
07 Cocher la bonne réponse
A) 10 mm + B)11mm; © 14 mm; D) 16 mm
La célérité de là lumière dans le vide 3:10° m/s, la célérité d'une onde sonore dans l'air est 340 m/s.
Exercice 7: La constante de Planckest h=6.10 “JS” et la vitesse de la lumière dans le vide est :
c=3.10*ms"; leV=1610""7
Dans le spectre de l'atome d'hydrogène, on observe une raie pour la longueur d'onde À = 648 nm.
Q8: Cocher la bonne réponse
A) La fréquence correspondant à cette raie est comprise entre 400.10 GHz et 500.10 GHz.
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B) L'énergie correspondant à cette raie est compriseentre V6 KeV et 2,1 KeV.
©( Cette radiationest dans le domaine de l'infrarouge:
D) Cette radiation est une radiation ionisante (son énergie est supérieure à 13,6 € V).
Exercice 8: Dans les 2 questions suivantes, on considère une source radioactive d'iode —123 ,
accompagnée des indications suivantes :
Sa masse molaire est 123 g/mol : sa période est 14 heures
Q9: Le nombre initial d'atomes d'iode—123 contenu dans la source est de:
Cocher la bonne réponse
; sa masse initiale 2,46 g.. On donne
In(10)=2,3 , nombre d'Avogadro
A) 22:10" ; B) 32107 ; © 42107 , D) 1,2.107
Quo : Dans cette question, on suppose que l'activité initiale au moment de la fabrication de la source
radioactive d'iode —123 est de 6.10 Bq L'activité de la source au moment de son utilisation est de
2.10 Bq. Lé temps écoulé depuis la fabrication de la source est exactement :
Cocher la bonne réponse
A) 1! heures ; B) 18 heures; C) 22 heures ; D) 25 heures
Exercice 9 : L'explosion d'une bombe à hydrogène de masse 20 Mt libère la même énergie que celle de
20 Mt de trinitrotoluéne (TNT): Sachant que \{.de TNT libère 418 10 ٠
La perte de masse correspondante ( masse d'une partie des constituants de la bombe qui s est transformée
en énergie cinétique communiquée à toute les particules formées) vaut approximativement :
Qui : Cocher la bonne réponse
A) 7802; B) 9502; C) 8502: D) 910 ع
Exercice 10: Un oscillateur électrique libre est formé d'un sont 6
condensateur initialement chargé, de capacité C = no طلا ; \ 1
d'un conducteur ohmique de résistance R et d'une bobine LS \ Lens
0 ته
d'inductance L et de résistance négligeable.
L'enregistrement de la tension aux bornes du —154 | \ 2 1
condensateur a permis de tracer la courbe suivante 70 y
(fiqure 2) où q désigne la charge de son armature positive. = =
S Figure 2
Qr2 : Déterminer la pseudopériode T des oscillations.
Cocher la bonne réponse
A)T= 2ms; B) T=4 ms; C)T=5 ms; D) T= 10ms:
Qu3: Établir l'équation différentielle vérifiée par la charge a(t) à chaque instant dans le cas où R est
considérée comme nulle. ; Cocher la bonne réponse
d'a d 7 L 4 0 ‘aq
‘Û di 54 ds C 7 dit 9 di az LC q=E.
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En adméttant que T=7; (T, période de Voscillateur libre non amorti ou bien l’oscillateur dont la
résistance de la bobine est négligeable):
Q14 : la valeur de l'inductance de ta bobine est plus proche de :
Cocher la bonne réponse
Qus: Avec 7 = 1, la solution de l'équation différentielle précédente est:
Cocher la bonne réponse
C) alt= 5 it ; Ë | 1
Exercice n On se propose d'étudier la formation du ditode au cours de la réaction lente et totale :
11 0 +21 +2H,06 › 1,+4H,0
On a introduit 50m£ d'acide sulfurique de concentration molaire C=1molL let 90mL
d'une solution d'iodure de potassium de concentration molaire C = 0,1 ام !‘ et 10mL d'eau
Oxygénée de concentration molaire C, = 0, !
Q16 : La quantité de matière initiale de chaque constituant est :
Cocher la bonne réponse
A) mn, 7 O*)= 05.10 )وم : امم 10 .0,9 - 1 ( 10 ; امم 0,(- ٠.0.103 mol
017 : L'avancement maximal vaut * Cocher la bonne réponse
A) 10” mol B) 10* mal; €) 107 mol ; D) 10* mol
Le réactif limitant est: Cocher la bonne réponse :8ر0
Exercice :عر Soit un volume V =100mL d'une solution aqueuse d'acide éthanoïque CH3COOH, de
concentration 107 mol.l! ,son pH à 25°, vaut pH=3.4 ) avec 10°* =4.10* )
Il y a eu une réaction acido-basique entre les couples CH-COOH ! CH COO et H,O*/ H,0
En considérant que la transformation de l'acide éthanoïque en ions n'a pas été totale lors de sa mise en
solutions, les réactifs restants en particules CH,COOH a pour nombre de mole .
Cocher la bonne réponse, : ومو
A) 9:6 10 mol ; B) 19.210" mol ; C) 9:6 10” mol ; D) 12.10 mol
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8 ل ‘On dissout 112 mg de pastilles de potasse (KOH) dans 200 ml, d'eau pure. Sachant que
Eee M(KOH)- 56g-mol! م1 pH delasolution (S,) vaut exactement :
Q20 : Cocher la bonne réponse :
4) pH=11 : B) pH=1] 15; © pH =12 + D) pH=125
7 0 On mélange dans un bécher 10 mL dela solution (S,) et 10 mL dela solution (S,)
0 selon 1 0 ) c'est de l'acide bromhydrique (HBr) dans l’eau pure), de concentration
€, = 25.107 mol..E . Dans le mélange obtenu (S, ) +(S,) , la concentration finale de lion
H,O7 vaut :
Q21 :Cocher la bonne réponse
Exercice 15 : On souhaite protéger une pièce métallique parallélépipédique de surface S=20 em“ en la
couvrant avec une couche de chrome Cr d'épaisseur «= 50 um. Pour ce faire , on effectue une
électrolyse d'une solution contenant des ions Cr (aq) .
Ondonne M(Cr)=52g.mol" et la masse volumique du chrome p(Cr)= 7,20 g.em”*
1 F= 96500 ادس : (un Faraday= 17 équivautà 96500 coulombs/moles d'électrons)
Q2z : La pièce méta Îlique sert de l'électrode dans cette électrolyse. Doit-elle être :
Cocher la bonne réponse :
A) La cathode : B)lanode ; C)detravail | D) de référence
Q23 : La masse du chrome à déposer sur la pièce métallique vaut :
Cocher la bonne réponse
A) 7,22 B 022 =; C) 7,2mg 0 D) 72 me
Q24 : La quantité de matière correspondante est plus proche de :
Cocher la bonne réponse
A) 14.10 mol. B) 14.10 mol. +: © 1,4,107mol. ; D) 14.10*mol.
025 * Quelle doit être l'intensité du courant ( supposé constante ) pour que l'opération se fasse en
10 heures ? Cette intensité du courant doit être plus proche de : Cocher la bonne réponse
© 10.11 4; D) 1=0.11.10" A
A) 7-110 4 ; B) 1=1.10 m4 ;
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Correction proposée
Il s'agit d'une correction proposée, rédigée par l'équipe wadifa-info pour vous aider à comprendre la méthode — ce n'est pas un corrigé officiel de l'administration organisatrice.
Ce modèle est l'épreuve de physique-chimie du concours d'accès en 1re année du cycle préparatoire de l'École Nationale Supérieure de Chimie de Kénitra (ENSC), session de septembre 2019. Durée : 2 heures. C'est un QCM de 25 questions (15 exercices) avec une bonne réponse à cocher par question : mécanique, ondes, lumière, nucléaire, électricité, puis cinétique, acides-bases et électrolyse. Voici une correction proposée, avec les calculs.
💡 Plusieurs énoncés contiennent des coquilles (unités, valeurs). Faites le calcul proprement puis cochez la proposition la plus proche : c'est ce que le correcteur attend.
Exercice 1 — Balle de golf (v0 = 30 m/s, α = 45°, d = 15 m, h = 9,98 m, g = 10 m·s⁻²)
Équation de la trajectoire du centre d'inertie : z = −g x² / (2v0²cos²α) + x tan α. Avec cos²45° = ½, elle devient z = −g x²/v0² + x.
- Q1 — réponse probable C (2,77 m). En x = 15 m : z = −10 × 225/900 + 15 = −2,5 + 15 = 12,5 m. Le centre passe donc 12,5 − 9,98 ≈ 2,52 m au-dessus du sommet de l'arbre (2,50 m pour le bas de la balle, de rayon 2 cm). Aucune proposition ne donne exactement cette valeur ; la plus proche est 2,77 m (C).
- Q2 — D (15√2 m·s⁻¹). Pour que la balle franchisse l'arbre « de justesse », son centre doit passer à h + r = 9,98 + 0,02 = 10,00 m en x = 15 m.
10 = −10 × 225/v0′² + 15, donc 2250/v0′² = 5 et v0′² = 450, d'où v0′ = √450 = 15√2 ≈ 21,2 m·s⁻¹. C'est ce qui explique la valeur h = 9,98 m et le diamètre donné.
Exercice 2 — Q3 : B
Dans un mouvement circulaire uniforme, la vitesse garde la même valeur mais change de direction : le vecteur vitesse n'est pas constant (A faux). L'accélération est centripète, de valeur constante a = v²/R (B vrai), et elle n'est ni nulle ni constante en direction (C et D faux).
Exercice 3 — Q4 : D
λ = v/ν : la fréquence est fixée par la source, mais la célérité, donc la longueur d'onde, dépend du milieu (D vrai). A est faux (le son ne se propage pas dans le vide), B aussi (la fréquence ne dépend pas du milieu), et C aussi (la diffraction montre également le caractère ondulatoire de la lumière).
Exercice 4 — Q5 : D
À l'équilibre, on projette les forces sur la planche (le poids, la tension du ressort et la réaction normale) : k(le − l0) = mg sin α. Donc sin α = (k/mg)(le − l0). A a le signe inversé : il donnerait sin α < 0, puisque le ressort est allongé.
Exercice 5 — Q6 : B
Diffraction par une fente : θ = λ/a, et la largeur de la tache centrale vaut d = 2Dθ = 2λD/a.
- A faux (formule inversée).
- B vrai : d est inversement proportionnelle à a. Si a augmente, d diminue.
- C : λ = a·d/(2D). La puissance de dix de la largeur a est illisible sur le document. Si a = 3·10⁻² mm, on trouve λ = 3·10⁻⁵ × 0,06/3 = 6·10⁻⁷ m = 600 nm, et C serait lui aussi exact. Avec une autre puissance de dix, C est faux. B est vrai quelle que soit cette valeur : c'est la réponse sûre.
- D faux : θ = λ/a est une fonction décroissante de a.
Exercice 6 — Q7 : C (14 mm)
La diffraction est marquée (réception égale sur les deux micros) quand la largeur de la fente est de l'ordre de la longueur d'onde. λ = v·T = 340 × 40·10⁻⁶ ≈ 13,6·10⁻³ m ≈ 14 mm. L'énoncé imprime T = 40 ms ; pour des ultrasons il faut lire 40 µs (25 kHz), ce qui donne bien des propositions de l'ordre du millimètre.
Exercice 7 — Q8 : A
ν = c/λ = 3·10⁸ / 648·10⁻⁹ ≈ 4,63·10¹⁴ Hz = 463·10³ GHz : la valeur est bien comprise entre 400·10³ et 500·10³ GHz (A vrai).
E = hν = 6·10⁻³⁴ × 4,63·10¹⁴ ≈ 2,78·10⁻¹⁹ J ≈ 1,74 eV, et non des keV (B faux). La raie est dans le visible, c'est le rouge (C faux). Son énergie est très inférieure à 13,6 eV, elle n'est donc pas ionisante (D faux).
Exercice 8 — Iode 123
- Q9 — D (1,2·10²² atomes). n = m/M = 2,46/123 = 0,02 mol, d'où N = n·NA = 0,02 × 6·10²³ = 1,2·10²².
- Q10 — C (22 heures). A = A0e−λt avec λ = ln 2/T, donc t = (T/ln 2)·ln(A0/A) = (14/0,7) × ln 3 = 20 × 1,1 = 22 h.
Exercice 9 — Q11 : réponse probable D (910 g)
E = 20·10⁶ t × 4,18·10⁹ J/t = 8,36·10¹⁶ J.
Δm = E/c² = 8,36·10¹⁶ / 9·10¹⁶ ≈ 0,93 kg ≈ 930 g.
La valeur calculée tombe entre deux propositions : 910 g (écart 19 g) et 950 g (écart 21 g). D est très légèrement plus proche ; l'ordre de grandeur à retenir est 0,93 kg.
Exercice 10 — Circuit RLC (C = 1,0 µF)
- Q12 — B (4 ms). Sur le graphe, les maximums successifs sont espacés d'environ 4 ms : on compte à peu près 7,5 oscillations sur 30 ms.
- Q13 — A : LC d²q/dt² + q = 0. Avec R = 0 : uL + uC = 0, soit L d²q/dt² + q/C = 0 ; on multiplie par C.
- Q14 — C (0,4 H). T0 = 2π√(LC), donc L = T²/(4π²C) = (4·10⁻³)²/(4π² × 10⁻⁶) ≈ 0,405 H ≈ 0,4 H.
- Q15 — D : q(t) = Qmaxcos(t/√(LC)). La pulsation propre vaut ω0 = 1/√(LC). À t = 0 le condensateur est chargé au maximum, donc la phase est nulle. B aurait une pulsation de 2π/√(LC), trop grande d'un facteur 2π.
Exercice 11 — Formation du diiode : H2O2 + 2I⁻ + 2H3O⁺ → I2 + 4H2O
- Q16 — B. n(I⁻) = C1V1 = 0,1 × 0,090 = 9·10⁻³ mol ; n(H2O2) = C2V2 = 0,1 × 0,010 = 1,0·10⁻³ mol ; n(H3O⁺) = C·V = 1 × 0,050 = 5·10⁻² mol. Seule B donne ces trois valeurs. Elle compte un H3O⁺ par unité d'acide ; en considérant les deux acidités de H2SO4 on aurait 0,1 mol, ce qui ne change rien à la suite, car H3O⁺ est de toute façon en excès.
- Q17 — C (10⁻³ mol). Candidats pour xmax : 1,0·10⁻³ mol (H2O2), 9·10⁻³/2 = 4,5·10⁻³ mol (I⁻) et 5·10⁻²/2 = 2,5·10⁻² mol (H3O⁺). La plus petite valeur l'emporte : xmax = 1,0·10⁻³ mol.
- Q18 — A (H2O2). C'est le réactif qui donne la plus petite valeur de xmax.
Exercice 12 — Q19 : A (9,6·10⁻⁴ mol)
n0(CH3COOH) = 10⁻² × 0,100 = 10⁻³ mol. [H3O⁺] = 10⁻³·⁴ = 4·10⁻⁴ mol/L, donc xf = 4·10⁻⁴ × 0,100 = 4·10⁻⁵ mol.
Acide restant : 10⁻³ − 4·10⁻⁵ = 9,6·10⁻⁴ mol.
Exercice 13 — Q20 : C (pH = 12)
n(KOH) = 0,112/56 = 2·10⁻³ mol dans 0,200 L, donc [HO⁻] = 10⁻² mol/L (base forte). pH = 14 + log[HO⁻] = 14 − 2 = 12.
Exercice 14 — Q21 : B (7,5·10⁻³ mol/L)
Mélange de 10 mL de S1, soit 10⁻² × 0,010 = 10⁻⁴ mol de HO⁻, et de 10 mL de S2, soit 2,5·10⁻² × 0,010 = 2,5·10⁻⁴ mol de H3O⁺.
La réaction H3O⁺ + HO⁻ → 2H2O est totale : il reste 1,5·10⁻⁴ mol de H3O⁺ dans 20 mL, soit [H3O⁺] = 1,5·10⁻⁴ / 0,020 = 7,5·10⁻³ mol/L.
Exercice 15 — Chromage par électrolyse
- Q22 — A (la cathode). Le dépôt est une réduction, Cr³⁺ + 3e⁻ → Cr, qui a lieu à la cathode.
- Q23 — B (0,72 g). Volume : V = S·e = 20 cm² × 50·10⁻⁴ cm = 0,10 cm³, d'où m = ρV = 7,20 × 0,10 = 0,72 g.
- Q24 — C (1,4·10⁻² mol). n = 0,72/52 ≈ 1,38·10⁻² mol.
- Q25 — C (0,11 A). Q = 3n·F = 3 × 1,38·10⁻² × 96 500 ≈ 4,0·10³ C, d'où I = Q/Δt = 4,0·10³ / 36 000 ≈ 0,11 A.
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