Modèle concours d'accès — École Nationale Supérieure de Chimie de Kénitra (ENSC) 2021 — Physique
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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) (2021), 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
- Année
- 2021
- Pages
- 4
- 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.
— صفحة 1 — امالمةازببرب .فلا ES ! |ENSC bonds | تم | Ecate Nationsls Supérieure de Chimie 07 0 Hu انط ١ المدرسة الوطنية العليا للكيمياء Concours d’accès en 1° année de ا ENSC Kénitra Juillet 2021 Epreuve de Physique Durée : 50 minutes Exercices: On étudie la trajectoire du centre d'inertie d'un ballon de basket-ball de diamètre 2 sem, lancé par un joueur. On ne tiendra compte ni de la résistance de l'air ni de la rotation éventuelle du ballon. Le lancer est effectué vers le haut ; on lâche le ballon lorsque son centre d'inertie est en A. Sa vitesse initiale est représentée par un vecteur ÿ, Située dans le plan vertical 2 i, F)et faisant un angle 4-45: avec l'horizontal (Ox). ( voir figure ci-après) Les données : on prendra l'accélération de la pesanteur terrestre g,=10 ms”, حر h=3.05m d'=3m et d=6m 021 : La vitesse initiale que doit acquérir le ballon tout en conservant le même angle de lancement, afin que son centre d'inertie passe exactement au centre du cercle du panier de centre C vaut: Cocher la bonne réponse, Q22 : En conservant toujours le même angle de lancement et la même vitesse initiale Ÿ,, ,déterminer la vitesse du centre d'inertie du ballon de basket lorsqu'il passe exactement au centre du cercle du panier de centre ©. Elle est plus proche de : Cocher la bonne réponse. ENSC-Université Ibn Tofaïl - B.P. 242 - Kénitra 14000 : سي A Tél. : (212) 05 37 329 201- Fax : (212) 05 -37-37-40-52 Courriel : [email protected], Site web : www.ensc.uit.ac.mä wadifa-info.com — صفحة 2 — __ |} يي عد بجيو مسن سه ِ المدرسة 8 لد 1 7 défenseur لتقي للكينيا» | ترك ماران تب dy gl رسة tes tiale V,, UN ومني :On conserve toujours le même angle de lancement et la même vitesse in! Lerticulement 5 + anceur, sau BD, placé entre l'attaquant et le panneau de basket à la distance d' du Jance 7 , La hauteur l'extrémité de sa main se trouve en B à l'altitude n her le ballon du bout des doigts vaut exact pour intercepter le ballon ement: minimale h, de l'attaquant pour qu'il puisse touc |: Cocher la bonne réponse. = 6,30 m Exercice a : On considère un mobile assimilé à un point matériel, dans un repère galiléen. La somme des forces appliquées à ce solide n'est pas nulle. Cocher la bonne réponse : بمو - A) La vitesse est modifiée sans changement de sens et de la direction du mouvement ; B) Le mobile se maintient en mouvement circulaire uniforme ; C) La direction du mouvement est modifiée sans changement de la vitesse ; D) Le vecteur vitesse reste constant. Exercice 3: Ce circuit LC (bobine d'inductance et condensateur de capacité C) idéal se décompose en deux parties. On bascule terrupteur en position 1 pour charger le densateur. Puis une fois le condensateur on bascule l'interrupteur en position 2 Comment évolue le courant i(t) à partir 6 ره ; LC sin(@1+6) 770 م " 0 : (و+دروده كع دزي رم ل - م VLC 2 0 : @ =NLC Calculer la tension aux bornes de la bobine à la d Les . ate t = o et أ 0 le la tension aux bornes de la bobine est nulle. لا يريت date tré f ENSC-Université Ibn Tofaïl - B.P. 242 - Kénitra 14000 Tél. : (212) 05 37 329 201- Fax : (212) 05 -37-37-40-52 2] : enscQuit.ac.ma, Site web : www.ensc.uit.ac.ma نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو wadifa-info.com — صفحة 3 — ! ENSC Conte Nationate bupériqurs 6e مانت Cocher la bonne réponse oh 3/58 المدرسة الوطنية العليا للكيمياء أ Rb+al _ Rb-al Ra+bl : Ra—bl Exercice 5: la force Ë qui s'exerce sur une particule portant la charge négative q, placée dans une région où règne un champ électrostatique Ë: Q28 : Cocher la bonne réponse A) est liée au champ Ë par la relation Ë = q 2 “B) est liée au champ E par la relation E=- q F. C) n’a pas le même sens lorsque la charge q change de signe. D) Ne dépend pas de la charge q. | Exercice 6 : Déterminer l'équation de vibration ou l'équation de l'élongation Y(e,x) | d'une onde harmonique se propageant selon le sens décroissant dans la direction de l'axe Ox et possédant les caractéristiques suivantes : une amplitude de 2cm, une fréquence de 600 Hz et une vitesse de propagation de 200 m.s”’. Elle vaut : Q29 : Cocher la bonne réponse A) Y(e,x)=2 sin(1200x1 —6x) (en cm) B) Y(r, x) = 0,02 sin(1200x1 +67 x) (en m) C) F(r, x)=2 90020077 —6 x) (en cm) D) F(e, x) = 0,02 sin(200x1 +67 x) (en m) Exercice 7: Laquelle des affirmations suivantes est fausse ? Q30 : Cocher la bonne réponse : A) Une onde sonore ne se propage pas dans le vide ٠ B) Une onde sonore est une onde progressive C) Une onde sonore est une onde tridimentionnelle D) Une onde sonore est une onde transversale Exercice 8: Q31 : Cocher la bonne réponse : A) La fréquence d'une onde lumineuse monochromatique dépend du milieu de propagation. B) Seules les interférences mettent en évidence la nature ondulatoire de la lumière. | C) Le phénomène de dispersion de la lumière indique que la célérité dépend de la | fréquence. : 1 D) La longueur d'onde d’un laser est indépendante du milieu de propagation. ENSC-Université Ibn Tofaïl - B.P. 242 - Kénitra 14000 Tél. : (212) 05 37 329 201- Fax : (212) 05 -37-37-40-52 Courriel : [email protected], Site web : www.ensc.uit.ac.ma نماذج المباريات من موقع + wadifa-info.com — صفحة 4 — : |ENSC › | Fzule Nationate Supériaure de ما EF y MSG | المدرسة الوطنية العليا للكيمياء Exercice9: Laquelle des affirmations suivantes est fausse ? Q32 : Cocher la bonne réponse A) Une onde lumineuse possède une longueur d'onde de quelques centaines de nanomètres ; B) Une onde lumineuse possède une fréquence de quelques centaines de Terrahertz C) Une onde lumineuse ne change pas sa fréquence en changeant de milieu de propagation ; D) Une onde lumineuse a besoin d'un support matériel pour se propager Exercice 10 : On réalise la figure de diffraction d'une fente حب ب avec un laser Hélium-Néon qui produit un faisceau de lumière ; : horizontal de longueur d'onde 633nm. L'écran d'observation, | situé à L=3,40m de la fente, est vertical et perpendiculaire ; au faisceau. La largeur a de la fente est inconnue. Le schéma ci- | contre reproduit l'allure de la figure observée sur l'écran. Q33 : À partir des mesures, la largeur exacte de la fente est proche de : Cocher la bonne réponse A) a=012mm; B) a=0,13mm; C) a = 0,14 mm; D) a=0,15 mm Exercice u : Un gramme du source radioactive d'Uranium 238 ( AU ) a une activité de 12200 Bq . Q34 :La demi vie de cet isotope est proche de : Cocher la bonne réponse A) 105 s. 8( 105 ©, 107$ D) 10" s Données : nombre d'Avogadro : N, = 6,02 10” mol”* In(2)=0,7 ; In(5)= 1,6 Exercice 12 : L'oxygène 15 est radioactif'il se désintègre par émission de positon avec une période de 2 minutes et 20 secondes. (en m) ; In(2)=0,7 . In(3)=L1 ; In(s)= 1,6 ; Q35 : Cocher la proposition vraie : A)La constante radioactive de L'oxygène 15 est comprise entre 4,5.10* s et 1 075 B)La constante radioactive de L'oxygène 15 est comprise entre 2,5.107 s et 35.107? s C)Le nombre de moles d'oxygène-15 nécessaire pour avoir une activité initiale 1 GBq est compris entre 3.10" mole et 4.10” mole. D)Le nombre de moles d'oxygène-15 nécessaire pour avoir une activité initiale 1 GBq est compris entre 1.10” mole et 2.103 mole. EE EE EE ESS rm y ENSC-Université Ibn Tofaïl - B.P, 242 - Kénitra 14000 Tél, : (212) 05 37 329 201- Fax : (212) O5 -37-37-40-52 1 Courriel : [email protected], Site web : www.ensc.uit.ac.ma
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 du concours d'accès en 1re année de l'École Nationale Supérieure de Chimie de Kénitra (ENSC) — Université Ibn Tofaïl, session de juillet 2021. Durée : 50 minutes. L'épreuve est un QCM de 15 questions (Q21 à Q35) réparties sur 12 exercices : mécanique, électricité, ondes, diffraction et radioactivité. Voici une correction proposée, avec le calcul pour chaque question.
💡 Avant de commencer : un peu plus de 3 minutes par question. Les trois premières questions (le lancer au basket) reposent sur la même équation de trajectoire : établissez-la une fois, proprement, et réutilisez-la.
Exercice 1 — Lancer de basket-ball (Q21 à Q23)
Dans le repère (O, i, j), le ballon part de A(0 ; hA) avec une vitesse v0 inclinée de α = 45°. Il n'est soumis qu'à son poids : x(t) = v0 cos α × t et y(t) = −½ g t2 + v0 sin α × t + hA. En éliminant t :
y = −g x2 / (2 v02 cos2α) + x tan α + hA, soit avec α = 45° (cos2α = ½, tan α = 1) : y = −g x2 / v02 + x + hA.
- Q21 — Réponse C : v0 = 6√2 m.s−1. Le centre du ballon doit passer par C(d = 6 m ; hC = 3,05 m) : 3,05 = −10 × 36 / v02 + 6 + 2,05, donc 360 / v02 = 5, v02 = 72 et v0 = √72 = 6√2 ≈ 8,5 m.s−1.
- Q22 — Réponse A : vC ≈ 7,2 m.s−1. Sans frottement, l'énergie mécanique se conserve entre A et C : ½ m vC2 + m g hC = ½ m v02 + m g hA, donc vC2 = v02 − 2 g (hC − hA) = 72 − 2 × 10 × 1 = 52 et vC = √52 ≈ 7,2 m.s−1.
- Q23 — Réponse probable B : hB = 3,80 m. À l'abscisse du défenseur, x = d' = 3 m, le centre du ballon est à l'altitude y = −10 × 9 / 72 + 3 + 2,05 = −1,25 + 5,05 = 3,80 m. C'est la valeur que donne directement la trajectoire du centre d'inertie. Si l'on tient compte du rayon du ballon (12,5 cm), le bas du ballon passe à 3,80 − 0,125 ≈ 3,68 m, valeur qui ne figure pas parmi les propositions : une main à 3,55 m ne l'atteint pas, et 3,80 m est la plus petite hauteur proposée qui permet de le toucher.
Exercice 2 — Somme des forces non nulle (Q24)
Q24 — Réponse probable B. D'après la deuxième loi de Newton, si la somme des forces n'est pas nulle, l'accélération n'est pas nulle et le vecteur vitesse varie : la proposition D est donc certainement fausse. Ce vecteur peut varier en valeur seulement (mouvement rectiligne accéléré, cas A), ou en direction seulement : c'est le cas du mouvement circulaire uniforme, qui ne peut se maintenir que si la somme des forces est non nulle et dirigée vers le centre (B). Les propositions A et C décrivent chacune un cas particulier et non une conséquence générale ; B est celle qui énonce une situation où la somme des forces est nécessairement non nulle.
Exercice 3 — Circuit LC idéal (Q25 et Q26)
Après le basculement en position 2, la tension aux bornes du condensateur vérifie L C d2UC/dt2 + UC = 0, de solution UC(t) = Um cos(ω0t + φ) avec ω0 = 1/√(LC).
- Q25 — Réponse A. i(t) = dq/dt = C dUC/dt = −C Um ω0 sin(ω0t + φ), avec ω0 = 1/√(LC). (B et D ont une pulsation fausse, ω0 = √(LC) ; C a oublié le facteur ω0 venu de la dérivation.)
- Q26 — Réponse A. Loi des mailles dans le circuit de décharge, avec les flèches de tension du schéma : UL + UC = 0, donc UL(t) = −UC(t) = −Um cos(t/√(LC) + φ). L'amplitude est Um et la pulsation 1/√(LC), ce qui élimine B, C et D.
Exercice 4 — Bobine (L, R) parcourue par i(t) = b − at (Q27)
Q27 — Réponse B : UB(t = 0) = Rb − aL et t1 = (Rb − aL) / (Ra).
UB = R i + L di/dt = R(b − at) + L × (−a) = Rb − aL − Ra t.
À t = 0 : UB = Rb − aL. La tension s'annule quand Ra t1 = Rb − aL, soit t1 = (Rb − aL)/(Ra).
Exercice 5 — Force électrostatique (Q28)
Q28 — Réponse C. F = q E (relation vectorielle). La force dépend donc de q (D fausse), et les relations A et B sont fausses. Pour q négative, F est de sens opposé à E ; si q change de signe, le sens de la force s'inverse.
Exercice 6 — Onde harmonique (Q29)
Q29 — Réponse B : Y(t, x) = 0,02 sin(1200π t + 6π x) (en m).
- Amplitude : 2 cm = 0,02 m.
- Pulsation : ω = 2π f = 2π × 600 = 1200π rad.s−1 (ce qui élimine D).
- Longueur d'onde : λ = v / f = 200 / 600 = 1/3 m ; nombre d'onde k = 2π/λ = 6π rad.m−1 (ce qui élimine C).
- Propagation vers les x décroissants : la phase s'écrit ωt + kx (le signe « − » de A correspond au sens des x croissants).
Exercice 7 — Affirmation fausse sur l'onde sonore (Q30)
Q30 — Réponse D. L'onde sonore est une onde mécanique progressive, tridimensionnelle, qui ne se propage pas dans le vide (A, B et C sont vraies). Elle est longitudinale : la perturbation (compression-dilatation) se fait dans la direction de propagation. D est l'affirmation fausse.
Exercice 8 — Ondes lumineuses (Q31)
Q31 — Réponse C. Dans un milieu dispersif, l'indice n = c/v dépend de la fréquence : la célérité dépend donc de la fréquence, c'est ce que montre la dispersion par un prisme. A est fausse (la fréquence est imposée par la source et ne dépend pas du milieu) ; B est fausse (la diffraction met aussi en évidence la nature ondulatoire) ; D est fausse (λ = v/f = λ0/n change avec le milieu).
Exercice 9 — Affirmation fausse sur l'onde lumineuse (Q32)
Q32 — Réponse D. La lumière est une onde électromagnétique : elle se propage dans le vide, sans support matériel. Les trois autres sont vraies : le visible s'étend d'environ 400 à 800 nm, soit f = c/λ entre 3.108/800.10−9 ≈ 375 THz et 3.108/400.10−9 = 750 THz, et la fréquence ne change pas d'un milieu à l'autre.
Exercice 10 — Diffraction par une fente (Q33)
Q33 — Réponse B : a ≈ 0,13 mm. L'écart angulaire est θ = λ/a et la tache centrale a pour largeur ℓ = 2λL/a. Les minima d'ordre k sont séparés de 2kλL/a, ce qui correspond aux trois cotes du schéma :
- tache centrale (k = 1) : a = 2λL/ℓ = 2 × 633.10−9 × 3,40 / 3,40.10−2 = 1,27.10−4 m ;
- cote 6,70 cm (k = 2) : a = 4 × 633.10−9 × 3,40 / 6,70.10−2 = 1,28.10−4 m ;
- cote 10,10 cm (k = 3) : a = 6 × 633.10−9 × 3,40 / 10,10.10−2 = 1,28.10−4 m.
Les trois mesures donnent a ≈ 0,128 mm, soit 0,13 mm.
Exercice 11 — Uranium 238 (Q34)
Q34 — Réponse C : t1/2 ≈ 1017 s. Nombre de noyaux dans 1 g : N = (m/M) × NA = 6,02.1023 / 238 ≈ 2,53.1021.
L'activité est a = λ N, donc λ = a/N = 12200 / 2,53.1021 ≈ 4,8.10−18 s−1.
t1/2 = ln 2 / λ = 0,7 / 4,8.10−18 ≈ 1,45.1017 s, de l'ordre de 1017 s (environ 4,5 milliards d'années).
Exercice 12 — Oxygène 15 (Q35)
Q35 — Réponse probable A ; la proposition C est elle aussi vérifiée par le calcul.
- Période : t1/2 = 2 min 20 s = 140 s. Constante radioactive : λ = ln 2 / t1/2 = 0,7 / 140 = 5,0.10−3 s−1. Cette valeur est bien comprise entre 4,5.10−3 et 5,5.10−3 (A vraie, B fausse).
- Pour une activité initiale a0 = 1 GBq = 109 Bq : N0 = a0/λ = 109 / 5,0.10−3 = 2,0.1011 noyaux, soit n = N0/NA = 2,0.1011 / 6,02.1023 ≈ 3,3.10−13 mol. Cette valeur est comprise entre 3.10−13 et 4.10−13 mol (C vraie, D fausse).
Avec les données de l'énoncé, A et C sont donc toutes deux exactes. À noter que l'unité imprimée dans A et B (« s ») devrait être s−1.
Questions fréquentes sur ce sujet
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