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Modèle de concours d'accès aux Écoles Nationales des Sciences Appliquées (ENSA Maroc) 2018 — Épreuve : Physique-Chimie

🏢 les Écoles Nationales des Sciences Appliquées (ENSA Maroc) 👤 1ère année du cycle préparatoire 🎯 Physique-Chimie 📅 juillet 2018 👁️ 28 vues

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En bref

Ce document est une ancienne épreuve écrite du concours de 1ère année du cycle préparatoire organisé par les Écoles Nationales des Sciences Appliquées (ENSA Maroc) (2018), publiée sur Wadifa Info en consultation et téléchargement PDF gratuits, avec une correction proposée.

Organisme
les Écoles Nationales des Sciences Appliquées (ENSA Maroc)
Grade
1ère année du cycle préparatoire
Spécialité
Physique-Chimie
Année
2018
Pages
4
Langue des questions
français
Correction
correction proposée disponible sur cette page
⬇️ Télécharger le sujet complet en PDF (4 pages) Télécharger →
Sujet de l'épreuve « Physique-Chimie » du concours d'accès en 1ère année du cycle préparatoire — Écoles Nationales des Sciences Appliquées (ENSA Maroc), session juillet 2018. Document officiel publié sur ensa-tetouan.ac.ma (copie archivée), 4 page(s). Sans corrigé.

Pages du modèle (4)

✅ Aller à la correction proposée ↓

Modèle de concours d'accès aux Écoles Nationales des Sciences Appliquées (ENSA Maroc) 2018 — Épreuve : Physique-Chimie — page 1 Modèle de concours d'accès aux Écoles Nationales des Sciences Appliquées (ENSA Maroc) 2018 — Épreuve : Physique-Chimie — page 2 Modèle de concours d'accès aux Écoles Nationales des Sciences Appliquées (ENSA Maroc) 2018 — Épreuve : Physique-Chimie — page 3 Modèle de concours d'accès aux Écoles Nationales des Sciences Appliquées (ENSA Maroc) 2018 — Épreuve : Physique-Chimie — page 4
📝 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.

0. [ممججآ؟؟!1أأأ77)١ض2ص7لللللللْ٠ْمش]خٍَََِ[([7[-1أ7أأٌاةأأأأأتأأأزْْاألتلاشتلتاأ_ثلثثأأااْزاخخْأف'أ#فض[[ ‏اقلطقققسس 5555 خآ‎
‏امه تت م لجح‎
‏معو‎ 18
Concours d'accès 11 année des ENSA Maroc |
Juillet 2018 |
: Epreuve de Physique-Chimie
Durée : 1h30mn
Exercice 1: On étudie la trajectoire du centre d'inertie d'un 2 c
ballon de basket-ball de diamètre 25 cm , lancé par un joueur. a AU 8
١ On ne tiendra compte ni de la résistance de l'air ni de la 2 ‏نت 0 ب مرح‎
rotation éventuelle du ballon. d'à
Le lancer est effectué vers le haut ; on lâche le ballon lorsque |
son centre d'inertie est en À. 07 h h
Sa vitesse initiale est représentée par un vecteur V, situé dans | | 23 8 "
le plan vertical (o, 71 7( et faisant un angle ‏هه‎ -<45 avec 0
l'horizontal (Ox) . (voir figure) 1 7 +.
)( ‏ببستت اسم سسسسها‎ x
on prendra l'accélération de la pesanteur terrestre g,=10 ms? , h,=205m,, h.=305m, d=3m
et d=6m
Q21: 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:
A) v,=5/2 ms° B) ‏62د ,نا‎ ms" © v=7J2 ms! D) v=8/2 ms”
Cocher la bonne réponse.
Q22: En conservant toujours le même angle de lancement et la même vitesse initiale Vo, déterminer la vitesse
du centre d'inertie du ballon lorsqu'il passe exactement au centre C du cercle du panier.
Elle est plus proche de : .
À) v=7ms" B) v=7,5ms" C) ‏حمر‎ 95 ms D) v=9ms"
Cocher la bonne réponse. ‘
Q23: On conserve toujours le même angle de lancement et la même vitesse initiale: ‏رولا‎ un défenseur BD ,
placé entre l'attaquant et le panneau de basket à la distance d' du lanceur, saute verticalement pour intercepter
le ballon : l'extrémité de sa main se trouve en B à l'altitude h, . La hauteur minimale h, de l'attaquant pour
qu'il puisse toucher le ballon du bout des doigts est plus proche de :
À) h, =3,55 m B) h, =3,67 m C) hk,=3,70 m D) h, =3,78 m
Cocher la bonne réponse.
Exercice 2: Un mobile M de masse m =150 g, supposé ponctuel 4,
, peut glisser le long d'une piste ABC dont la forme est donnée par la À
figure ci-après ; Le mouvement a lieu dans un plan vertical. ‏دا‎
‎1) la partie curviligne est un quart de cercle de rayon r =1m, x
parfaitement lisse de telle sorte que les forces de frottement y sont
négligeables. ١
Le mobile M est lancé en A avec une vitesse v,= 2 1157 verticale et dirigée vers le bas. Il est repéré à l'instant
t par l'angle 6
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Q24: La vitesse du mobile M en B vaut:
A) v,= V6 ms” B) v,= 246 ms! C) v,=3V6 ms" D) v,= 54/6 ms”
Cocher la bonne réponse.
Q25: Par application de la deuxième loi de newton au mobile M en mouvement par rapport au repère fixe
‘cartésien d’origine 0 et en projetant l’ équation vectorielle obtenue dans la base de Frenet, déterminer la force
de réaction ‏ور‎ de la piste sur le mobile en M et en déduire celle en B. La valeur de cette force de
réaction en B vaut : à
A) F ‏د وج وزوز‎ 4,5 N B) pis ‏ورج‎ 2 5,5 N 0 ‏ووم ل‎ - 5,1 N D) Pois = 6,0 N
Cocher la bonne réponse.
Il) La portion BC est rectiligne et rugueuse et vaut L=2m .On assimilera les forces de frottement à une
force unique f constante et opposée au mouvement. |
(26: Sachant que la vitesse en C vaut v.= 2 m.s"", la valeur de la force de frottement sur la portion BC vaut:
A) f = 0,375 N B}) f = 0,750 N C) f = LSOSN D) f = 3,10 N.
Cocher la bonne réponse.
Exercice 3: Un biologiste veut mesurer le diamètre d'un fil
d'araignée. Pour ce faire , il le dispose dans le faisceau d'un Laser Fil d'araignée
He-Ne de longueur d'onde À= 628 nm et observe l'image de ‏مط‎
diffraction sur un écran placé à la distance D =1m.( voir figure ) ,
Sachant que la largeur angulaire de la tache de diffraction est ١ ‏لاه‎ D
1 EF ‏ءا‎ |
donnée par ‏به‎ = — où r est le rayon du fil d'araignée , et que le TE
LA - -d._|
biologiste mesure une tâche de largeur d=14cm sur l'écran; Lo pe ‏ا مد‎
on peut déterminer le diamètre du fil d'araignée.
Q27: Il est plus proche de:
A) 0,05 mm B) 0,15 mm C) 0.10 mm D) 0,20 mm
Cocher la bonne réponse.
Q28: Cocher la bonne réponse
A) Les ondes lumineuses et les ondes sonores se propagent dans le vide.
B) La diffraction et les interférences ne mettent pas en évidence la nature ondulatoire de la lumière.
C) La fréquence d’une onde lumineuse monochromatique dépend du milieu de propagation.
D) La longueur d'onde des ondes lumineuses dépend du milieu de propagation.
Exercice 4: Un laser He-Ne de puissance P = 2 mW émet un faisceau de lumière monochromatique de
longueur d'onde À, = 630nm
Données : La constante de Planck est h= 6.62.10 J.s et la
vitesse de la lumière dans le vide est: © = 3.10°m.s"
Q29: Le nombre de photons transportés par ce faisceau en une seconde est plus proche de :
A) 0,6 millions de milliard de photons par seconde
B) 6 millions de milliard de photons par seconde
C) 60millions de milliard de photons par seconde
D) 600 millions de milliard de photons par seconde
Cocher la bonne réponse .
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)030: Un gramme d'une source radioactive d'Uranium 238 (6) a une activité de 12200 Bg . La demi vie de
cet isotope est proche de : |
À) un million d'années B) dix millions d'années
C) cent millions d'années D) un milliard d'années
Cocher la bonne réponse.
Données : Nombre d'Avogadro N ,= 6,02 10* mol ‏,ا‎ In(2)}=0,7 1 année = 31,536.10° secondes
Exercice 5: Le satellite Météosat, est placé en orbite autour de la Terre à h = 33620 km d'altitude. En
appliquant la deuxième loi de newton au mouvement circulaire uniforme du satellite, on détermine la vitesse
du satellite v, par rapport au repère géocentrique de la Terre.
. Données: g,= 10 ms" l'intensité de la pesanteur ou champ d'attraction terrestre à la surface de la Terre
(au sol) et R = 6380 km le rayon de la Terre. |
)031: La vitesse ‏ولا‎ du satellite vaut :
A) ‏حم‎ 3010 ms" B) v;= 3050ms" C) v,=3120ms! ‏حلا بم‎ 3190 ms”
Cocher la bonne réponse.
Exercice 6 : Le sonar permet de déterminer la profondeur des fonds marins ( un lac ou un océan), il est
constitué d'un émetteur et d'un récepteur. Le sonar étudié est fixé sur le fond d’un bateau.
Le sonar émet des sons qui se réfléchissent sur le fond du lac ( on admet qu'il s’agit d’un ventre de vibration) ;
un capteur situé au niveau du sonar enregistre alors l'amplitude de l'onde résultante.
Pour la fréquence f = 1100 Hz, le capteur enregistre un maximum ; le maximum suivant est enregistré pour
f'=1150 Hz.
Q32: Sachant que la célérité du son dans l'eau est de 1500 ‏مي‎ profondeur du lac vaut :
A) 10m B) 15m C) 20m D) 30m
Cocher la bonne réponse
Exercice 7: Un circuit série comprend une bobine d’inductance
‏ا‎ - 0,117 , une résistante R et un condensateur de capacité C. Le schéma A 188078
de l'oscillogramme de l'évolution au cours du temps de la tension aux ١| | | CE
bornes du condensateur : | À 0 _
Sensibilité horizontal: 0,1 ms/div'; (1 division = 1 carreau) A 2 |
Sensibilité verticale : 2 V/div | V
Q33: Déterminer la fréquence f des oscillations électriques 7
pseudopériodiques .
Cocher la bonne réponse ٠
A) f = 50H B) f =500Hz C) f =2500 Hz D) [7 - 500077 '
)034: On admet que l'amortissement ne modifie pas sensiblement la fréquence des oscillations. Calculons la
capacité du condensateur C. Elle est plus proche de :
À) C=5nF B) C=8nF C) C=10nF : D) C=15nF
Cocher la bonne réponse.
035: L'énergie dissipée par effet joule entre l'instant du premier maximum et celui du second maximum est
plus proche de :
A} 7 B) 3,5.107J C) 07 D} 5.1077 .
Cocher la bonne réponse.
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RÉ EEE, eu LL... … LL
Q36: On mélange dans un bécher deux solutions d'acide chlorhydrique (S,) et (S, ) de PH différent.
100mL de la solution (S,) de pH=3 et 400 mL de la solution (S,) de pH=4
Dans le mélange des solutions de (S, ) et (S, ), La concentration finale de l'ion H,0° vaut :
À) [H,0* ‏د[‎ 2,8.10% mol.L” B) [H,0* |=2,8.10* mol.L”
©) [H,0* |= 8,2.10® ‏الام‎ D) [H,0*]=8,2.10" mol.L”
Cocher la bonne réponse.
Exercice 8: Le magnésium est produit industriellement par électrolyse du chlorure de magnésium
MgCT, Selon l'équation bilan : 1/201, — Mg + CI, . Les deux couples impliqués dans cette réaction
sont Le couple Mg**/ Mg et lecouple Cl,/ CT.
Données : volume molaire des gaz dans les C.N.T.P vaut V,, = 24 Lmol”, 1F= 96500 C:mol” ;
(un Faraday = 117 équivaut à 96500 coulombs/moles d'électrons), M(Mg)= 243gmol”,
M(MgC1)= 953gmol", M(CI)= 35,5gmol”
Q37: Quelle masse de magnésium est produite en une heure dans un bac à électrolyse parcouru par un
courant de 320 À ? Elle est plus proche de :
À) 105 ‏ع‎ B) 125 ‏ع‎ C) 145 ‏ع‎ D) 290 g
Cocher la bonne réponse. |
Q38: On traite maintenant vingt kilogrammes de chlorure de magnésium. Quel est le volume du dichlore
produit ? Il est plus proche de :
À) 4 m B) 4,5 m C) 5m D) 5,5 m
Cocher la bonne réponse.
Exercice 9: Afin d'effectuer une électrodéposition de .
cuivre sur une bague métallique, on réalise une pile 2 0
constituée par cette bague qui remplace l'une des 2 1 ‏له‎
‎électrodes qui est reliée à la cathode, et est plongée dans ‏بن(‎ ñ
une solution contenant les ions Cu**. L'anode est l'autre É
électrode en cuivre. La bague et l’électrode de cuivre sont RE ”
reliées à un générateur qui débite un courant |
constant 1= 400 À. Sachant que l'électrolyse —_—
fonctionne pendant une heure. | Le. RER eue ‏اماد‎
‎Q39 : Quelle est la quantité de matière d'électrons qui a Lai Ca ‏حب‎
‎circulé pendant cette durée ? D. 4 LS
Elle est plus proche de : À cours à
A) 0,75 .10 mol B) 15.10 ° mol C) 3.10 mol D) 4,5.10° mol
Cocher la bonne réponse.
Q40: Quelle est la masse de cuivre déposée sur la bague pendant la même durée :
Elle est plus proche de :
A) 430 mg B) 440 mg : C) 460 mg D) 470 mg
Cocher la bonne réponse
On donne 1F= 96500 C.mol”! ; (un Faraday= 1F équivaut à 96500 coulombs/moles d'électrons ),
M,,,=63,5 gmol”
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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 des ENSA Maroc, session de juillet 2018. Durée : 1 h 30. Les questions sont numérotées de Q21 à Q40 (suite de l'épreuve de mathématiques), réparties en 9 exercices : tir au basket, piste circulaire, diffraction, photons, radioactivité, satellite, sonar, circuit RLC, pH et électrolyse. Voici une correction proposée, avec la justification de chaque réponse.

💡 Méthode : avant de lire une valeur sur un oscillogramme, repérez la ligne du zéro (le niveau où le signal se stabilise) et comptez les carreaux à partir d'elle. Et pensez aux arguments d'ordre de grandeur : en Q35, l'énergie dissipée ne peut pas dépasser l'énergie stockée au départ, ce qui élimine trois propositions sur quatre.

Exercice 1 — Tir au basket (α = 45°, hA = 2,05 m, hC = 3,05 m, d' = 3 m, d = 6 m)

Trajectoire : y = hA + x·tan α − g·x²/(2v0²cos²α) = 2,05 + x − 10x²/v0².

  1. Q21 → B) v0 = 6√2 m·s−1. Passage en C(6 ; 3,05) : 3,05 = 2,05 + 6 − 360/v0², d'où 360/v0² = 5, v0² = 72 et v0 = 6√2 m·s−1.
  2. Q22 → A) vC ≈ 7 m·s−1. Conservation de l'énergie mécanique : vC² = v0² − 2g(hC − hA) = 72 − 20 = 52, vC ≈ 7,2 m·s−1.
  3. Q23 → B) hB ≈ 3,67 m. En x = d' = 3 m, le centre du ballon est à y = 2,05 + 3 − 90/72 = 3,80 m. Pour toucher le ballon du bout des doigts, la main doit atteindre le bas du ballon : 3,80 − 0,125 (rayon) ≈ 3,67 m. (L'énoncé écrit « de l'attaquant » ; il s'agit du défenseur.)

Exercice 2 — Piste ABC (m = 150 g, r = 1 m, vA = 2 m·s−1)

  1. Q24 → B) vB = 2√6 m·s−1. Sur le quart de cercle lisse, le mobile descend de r = 1 m : vB² = vA² + 2gr = 4 + 20 = 24.
  2. Q25 → C) 5,1 N. Projection de la 2e loi de Newton sur la normale (vers le centre) : en M, R − mg·cos θ = mv²/r, avec θ l'angle avec la verticale ; en B (θ = 0) : R = m(g + vB²/r) = 0,15 × (10 + 24) = 5,1 N.
  3. Q26 → B) f = 0,750 N. Théorème de l'énergie cinétique sur BC (horizontal) : ½m(vC² − vB²) = −f·L, d'où f = 0,15 × (24 − 4)/(2 × 2) = 0,75 N.

Exercices 3 et 4 — Lumière

  1. Q27 → C) 0,10 mm. La largeur de la tache vaut d = D·α = D·λ/r, d'où r = λD/d = 628·10−9 × 1/0,014 ≈ 4,5·10−5 m. Diamètre 2r ≈ 9·10−5 m ≈ 0,09 mm, soit environ 0,10 mm.
  2. Q28 → D. La longueur d'onde λ = v/f dépend du milieu (la fréquence, elle, n'en dépend pas : C faux). A est faux (le son ne se propage pas dans le vide), B est faux (diffraction et interférences prouvent la nature ondulatoire).
  3. Q29 → B) 6 millions de milliards de photons par seconde. Énergie d'un photon : E = hc/λ = 6,62·10−34 × 3·108/630·10−9 ≈ 3,15·10−19 J. N = P/E = 2·10−3/3,15·10−19 ≈ 6,3·1015 photons/s (106 × 109 = 1015).

Radioactivité et satellite

  1. Q30 → D) un milliard d'années. N = 6,02·1023/238 ≈ 2,5·1021 noyaux. t1/2 = ln 2 × N/A = 0,7 × 2,5·1021/12 200 ≈ 1,45·1017 s ≈ 4,6·10⁹ ans : c'est l'ordre du milliard d'années, la proposition la plus proche.
  2. Q31 → D) vS = 3190 m·s−1. vS = R√(g0/(R + h)) avec R + h = 6380 + 33 620 = 40 000 km : vS = 6,38·106 × √(10/4·107) = 6,38·106 × 5·10−4 = 3190 m·s−1.

Exercice 6 — Sonar

  1. Q32 → B) 15 m. Deux fréquences de résonance successives diffèrent de Δf = v/(2L) : L = 1500/(2 × 50) = 15 m.

Exercice 7 — Circuit RLC (L = 0,1 H ; 0,1 ms/div ; 2 V/div)

  1. Q33 → D) f = 5000 Hz. Deux maxima successifs sont séparés de 2 divisions : T = 2 × 0,1 ms = 0,2 ms, f = 1/T = 5000 Hz.
  2. Q34 → C) C = 10 nF. C = 1/(4π²f²L) ≈ 1/(40 × 25·106 × 0,1) = 10−8 F.
  3. Q35 → A) 2,5·10−7 J. Premier maximum : 4 divisions, soit 8 V ; second maximum : environ 1,6 division, soit ≈ 3,2 V. E = ½C(U1² − U2²) ≈ ½ × 10−8 × (64 − 10) ≈ 2,7·10−7 J. Contrôle : l'énergie initiale n'est que ½CU1² = 3,2·10−7 J, ce qui exclut B, C et D.

Chimie

  1. Q36 → B) 2,8·10−4 mol·L−1. n(H3O+) = 10−3 × 0,1 + 10−4 × 0,4 = 1,4·10−4 mol dans 0,5 L.
  2. Q37 → C) 145 g. Q = 320 × 3600 = 1,152·106 C ; n(e−) ≈ 11,9 mol ; Mg2+ + 2e− → Mg donne n(Mg) ≈ 5,97 mol et m ≈ 5,97 × 24,3 ≈ 145 g.
  3. Q38 → C) 5 m³. n(MgCl2) = 20 000/95,3 ≈ 210 mol = n(Cl2) ; V ≈ 210 × 24 ≈ 5,0·10³ L = 5 m³.
  4. Q39 → B) 1,5·10−2 mol. n(e−) = I·Δt/F. Les propositions correspondent à un courant de 400 mA (l'énoncé imprime « 400 A », qui donnerait ≈ 15 mol) : 0,400 × 3600/96 500 ≈ 1,49·10−2 mol.
  5. Q40 → D) 470 mg. Cu2+ + 2e− → Cu : n(Cu) = 1,49·10−2/2 ≈ 7,46·10−3 mol, m ≈ 7,46·10−3 × 63,5 ≈ 0,474 g ≈ 470 mg.

Grille des réponses

Q21Q22Q23Q24Q25Q26Q27Q28Q29Q30
BABBCBCDBD
Q31Q32Q33Q34Q35Q36Q37Q38Q39Q40
DBDCABCCBD
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Questions fréquentes sur ce sujet

Ce sujet est-il téléchargeable gratuitement ?
Oui. La totalité du sujet (4 pages) est consultable et téléchargeable gratuitement, sans inscription ni compte.
Le corrigé est-il inclus ?
Oui. Un corrigé proposé figure sur cette page, sous les pages du sujet : méthode de réponse et éléments attendus, rédigés par l'équipe Wadifa Info.
Quel organisme et quel grade concerne ce sujet ?
Ce sujet provient d'un concours organisé par les Écoles Nationales des Sciences Appliquées (ENSA Maroc). Il concerne le grade : 1ère année du cycle préparatoire.
De quelle session s'agit-il et dans quelle langue ?
Session : juillet 2018. Les questions sont en français.
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