Modèle de concours d'accès à l'École Nationale des Sciences Appliquées de Tanger (ENSAT) 2005 — Épreuve : Physique-Chimie
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En bref
Ce document est une ancienne épreuve écrite du concours de 1ère année du cycle préparatoire organisé par l'École Nationale des Sciences Appliquées de Tanger (ENSAT) (2005), publiée sur Wadifa Info en consultation et téléchargement PDF gratuits, avec une correction proposée.
- Organisme
- l'École Nationale des Sciences Appliquées de Tanger (ENSAT)
- Grade
- 1ère année du cycle préparatoire
- Spécialité
- Physique-Chimie
- Année
- 2005
- 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.
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Tanger le 27/07/2005
CONCOURS D’ENTREE EN 1*7 ANNEE DU CYCLE يبت 4م
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PREPARATOIRE MT ا TT:
Epreuve de Physique-Chimie ill} [il IV i
(Nombre de pages 8 et une fiche réponse à remettre au surveillant, correctement il: | | | ji! | ١ 1
remplie, à la fin de épreuve) Cet لات Lun fé Out Lil 2 Le Et
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Parmi les réponses proposées, une seule est juste. Pour chaque question répondre sur 1 1 1 ا | | إ fi إٍْ ا إٍْ و |
la fiche réponse par une croix dans la case correspondante. | 1 | | 1 | lil د Î li
(Barème : une réponse juste : +1, une réponse fausse : -1, pas de réponse : 0) ee | |
Figure | Si Figure? Su
Problème 1 : : ss sa : Se
Le champ électrique créé au point 8 par une charge ponctuelle g située en un point 4, est Lorsqu'un courant électrique d'intensité 8mA circule dans le solénoïde, l'angle م
donné par : entre l'aiguille et l'axe À est de 45° (figure 2).
Ems-ZT :7 : vecteur unitai : ini ss
4 ف اما RAR RGO لبر TRS NE RS nee Question 4 : Le nombre de spires par unité de longueur du solénoïde est d'environ :
Données : #=9 x 10° S.I ; 7 = 10 cm ; g = +10 x 10°C Donnée : Perméabilité magnétique du vide: جيم 4x x 10” S.I.
Question 1 : Le champ électrique, créé en B par la charge g, est : a) 1080 b) 280 c}) 1990
a) dirigé de 4 vers B b) dirigé de B vers 4 c) uniforme Problème 3
Un faisceau d'électrons pénètre dans une région de l'espace où règne un champ magnétique
Question 2 : Une autre charge électrique ,و placée en B, subit une force : 8 et un champ électrique 82 uniformes. Les vecteurs 2 et 8 sont orthogonaux entre eux et
à la direction du faisceau comme l'indique la figure ci-dessous. :
a) attractive de valeur F9 x 105 Les champs 2 et 8 sont choisis de telle sorte que les électrons de vitesse 5, ne soient pas :
b) répulsive de valeur F=9 x 10°N déviés. On néglige le poids des particules devant les forces électromagnétiques.
© attractive de valeur #=9 x 10
Problème 2 données : QE
Une aiguille aimantée mobile autour d'un pivot vertical est placée au centre d'un &
solénoïde "infini". L'axe À de cette bobine est perpendiculaire au plan du méridien B=1,5x%x 10*77 Vo
magnétique terrestre du lieu (figure 1). :
| | E= 4,5 x 10° 77
Question 3 : Quelle devrait être l'intensité du champ B5 créé par le solénoïde pour que
l'aiguille tourne de 30° par rapport au plan du méridien magnétique terrestre du lieu ? e=16x10%C
Donnée : Composante horizontale du vecteur champ magnétique terrestre : By = 2 x 10° 31
| 1: m, =9,0x 107 Kg Ë
a)0.5x10°T b) 1.5 x 107 mT c)25x10°T
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Question 5 : La valeur de la vitesse est : Question 9 : La constante de temps de ce circuit est égale à
a) 3,0 10 m/s b)4,5 10° m.s' c)1,510°ms!
a) 5 ms b)ims c) 10 ms
Question 6 : Les électrons de vitesse supérieure à vo Problème 5
a) sont déviés vers le bas b) sont déviés vers le haut c) ne sont pas déviés On étudie la résonance d'intensité d'un dipôle comprenant un conducteur ohmique de
résistance variable r”, une bobine, d'inductance L et de résistance r, et un condensateur
Problème 4 de capacité 0 = 1,0
à Ce dipôle est alimenté par un GBF qui délivre une tension sinusoïdale de fréquence f et : .
On réalise la charge et la décharge d'un 2 y de valeur efficace constante U = 4,5 V. Un ampèremètre de résistance négligeablle est
condensateur de capacité C = 0,1uF à 2 placé dans le circuit.
travers un conducteur ohmique de résistance LR ١1
R= 10 kQ2 à l'aide d'un générateur basse La valeur de r' est ajustée T{mA)
fréquence (GBF) délivrant une tension en de façon à ce qu'elle 150 ñ
و" carré de fréquence f'et de valeurs toujours ü prenne successivement les
positives. € valeurs 20 Q et 11002. | jÿ 1
On utilise un oscilloscope bicourbe pour - £ ji
1 ماك جم = visualiser les tensions, selon le schéma ci- On appelle R
h à وود | contre. résistance totale du circuit.
L'écran de l'oscilloscope comporte 10 La figure ci-contre donne in À
divisions sur chaque axe. les courbes de résonance Î
en intensité )1 efficace) 5 à "م ا . .
Question 7 : L’oscilloscope tel qu’il est branché au circuit, permet de visualiser : obtenues pour ces deux / 0
a) la tension délivrée par le générateur et la tension aux bornes de la résistance; 50 7 à
b) la tension aux bomes de la résistance et la tension aux bornes du 2 2 3
condensateur ; VE DR"
بالك الب c) la tension délivrée par le générateur et la tension aux bornes du condensateur.
امد ب
Question 8 : Pour avoir à l'oscillo le quasi-complet de la tension carrée, il cms | 0
uestion 8 : Pour avoir à l'oscilloscope un cycle quasi-complet de la tension ,i L’inductance de la bobine :
faut régler ©! dé l'ordre de - 300 2350 400 450 500 550
a) la fréquence du générateur basse fréquence sur 100 Hz et le balayage de a) L=0.14H b)L=14H c)L=0.014 H
l'oscilloscope sur 10 ms/DIV
‘b) la fréquence du générateur basse fréquence sur 100 Hz et le balayage de
l'oscilloscope sur 1 ms/DIV Question 11 : On calcule la résistance de la bobine en utilisant la courbe 1 ; la valeur
c) la fréquence du générateur basse fréquence sur 1kHz et le balayage de trouvée est de l’ordre de :
l'oscilloscope sur 1 ms/DIV
a) 300, b) 109, c) 2.502.
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Problème 6
À l'aide d'un laser on réalise une figure de a iffraction par un trou. On rappelle que pour L'énergie des niveaux d'énergie quantifiés de l'atome d'hydrogène est donnée par la
À sen 188. ;
un trou de diamètre d, le demi angle de diffraction est : # © 22 À représente la relation : ا ج22 (exprimée en eV), n
longueur d'onde de la lumière. On observe la figure de diffraction sur un écran à la entier 21. 2
distance L du trou. se 3
Données : d=0,2mm,£=2m Voici les quatre premières valeurs : E [ue |
Question 12 : Pour une longueur d'onde 4 = 0,5 am je diamètre D de la tâche centrale : 1 َ Qu)
est égale à: ; Données : À = 6.63x10°% J.s ; c = 3x10
ms';e= 1610 C; = 12410
1,22 mm b) 12 0,0122 . ; ‘ -
9 DE ER ss Question 15 : Lorsque l'atome d'hydrogène passe du niveau 3 au niveau 2, ily a
émission d'un photon de longueur d'onde
مسحااتاتوااسسيسويت ا ا اه a) 2-653 م b} 653 um © 2-53
On considère maintenant une _— - À sg Question 16 : Cette émission se produit dans le domaine :
diffraction par une fente comme اي | i ١1 :
illustré sur la figure ci-contre. sai] الله | | E a) visible b) infra-rouge c) ultra-violet
Question 13 : La figure de SR نا Problème 8
diffraction est localisée : ferte Tu. , 1 enr
0 الاج ans le champ de pesanteur 1 1 5 données :
وح —… SL terrestre, deux projectiles P, et 7 1 وموس 7
P, sont lancés au même instant | | Fi L 7 g= 10ms
a) Sur l’axe Ox b) Sur l'axe Oy c) Sur le plan xOy ) = 0) d'un point origine 0 € “ا
sur le sol avec des vitesses | : أول = 0
initiales et رت situées dans un s À M = MS
Question 14 : Laquelle des trois figures suivantes représente une figure de diffraction même plan vertical selon la ا 8 | سا
(une tâche plus sombre sur la figure est équivalente à une lumière plus intense) ? figure ci-contre. On néglige les i À - + ولا ns!
frottements. | fi ; lM° 5
ذا ابا 1
مهست يلسا | لامو برووميو .دا للد ال _ ص سا
En affirmations suivantes est ;
o ME EN DE correcte ?
a) Le projectile P, tombe sur le sol en premier
(ط Les deux projectiles tombent sur le sol simultanément
c) Le projectile Pitombe sur le sol en premier
| | Concours d'entrée en 1** année du Cycle Préparatoire de l'ENSA de Tanger - Epreuve de Physique-Chimie 5/8 Concours d'entrée en 1“* année du Cycle Préparatoire de l'ENSA de Tanger - Eprœuve de Physique-Chimie 6/8
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Question 18 : Aux deux sommets رى et S, des trajectoires, Question 21 : Combien d'électrons de valence y a-t-il dans 182282 2p0 3e 3p*
مو يبب ب un atome avec la configuration électronique suivante ?
a) V2 b) > vi > 2
a) 6 b)4 c}) 16
Question 19 : La trajectoire du projectile P, est une parabole d'équation :
__S$ 2 .م" 5 3 Question 22 : Quel est le nombre maximum d'électrons pouvant occuper la troisième
لع PR Diners 00-3 Te | couche électronique (n=3) ? |
Problème 9 a) 8 b) 32 c) 18
Un oscillateur mécanique horizontal est réalisé avec un x(cm)
solide de masse m = 0,50 kg accroché à un ressort de 5 : , .
constante de raideur k. اه اس Question 23 : Combien y a-t-il d'orbitales dans la sous-couche 4f ?
Le graphique ci-dessous représente les variations de 0 z £ 18 5 7 03 |
l'élongation x du centre d'inertie G du solide en fonction
dt : -5 | : 1 1 Se
u temps L'élément X possède trois isotopes. "م 12 7 10
Le mélange des trois isotopes possède la composition ci- X 5: x
contre: 7% 25 10% |
Question 24 : Quelle est la masse atomique moyenne de cet
élément ? |
Question 20 : Laquelle des affirmations suivantes est correcie : a) 12.4 b) 11.6 ot |
a) l'amplitude des oscillations vaut 10 cm. Question 25 : géométrie de quelques molécules. Qui est vrai ? |
b) à la date t = 3 s, l'énergie potentielle du ressort est maximale. |
c) k est environ égal à 5 Nkg'. a) eau H20 : en forme coudée avec 2 liaisons simple O-H |
b) ammoniac NH3 : triangulaire plan |
| c) méthane CHA : tétraèdre carbone au centre du tétraèdre et hydrogène aux 4 |
sommets |
i Concours d’enmrée en 1% année du Cycle Préparatoire de L'ENSA de Tanger - Epreuve de Physique-Chimie 7/8 Concours d'entrée en 1°° année du Cycle Préparatoire de l'ENSA de Tanger - Epreuve de Physique-Chimie 8/8
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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'entrée en 1re année du cycle préparatoire de l'École Nationale des Sciences Appliquées de Tanger (Université Abdelmalek Essaâdi), session du 27 juillet 2005. QCM de 25 questions réparties en 9 problèmes et des questions de chimie (8 pages), une seule réponse juste par question. Barème : +1 par réponse juste, −1 par réponse fausse, 0 sans réponse. Voici une correction proposée, avec la numérotation du sujet.
💡 Avant de commencer : beaucoup de questions se lisent sur un graphe (résonance, oscillogramme). Relevez proprement les valeurs (fréquence du pic, Imax, période) avant de calculer : l'erreur vient presque toujours de la lecture.
Problème 1 — Charge ponctuelle
- a) dirigé de A vers B : q > 0, donc E = k q/r² · i a le sens du vecteur unitaire i (de A vers B) : le champ « fuit » la charge positive.
- b) répulsive, F = 9 × 10−5 N : deux charges de même signe se repoussent ; F = k q²/r² = 9·10⁹ × (10−8)²/(0,1)² = 9·10−5 N.
Problème 2 — Aiguille aimantée dans un solénoïde
- Réponse probable : b) 1,5 × 10−2 mT. L'aiguille s'oriente selon BH + BS, avec BS ⊥ BH : tg 30° = BS/BH, d'où BS = 2·10−5 × 0,577 ≈ 1,15·10−5 T = 1,15·10−2 mT. C'est la proposition b) qui s'en approche (les deux autres en sont plus loin) ; la valeur exacte est 1,15·10−2 mT.
- c) 1990 : pour α = 45°, BS = BH tg 45° = 2·10−5 T. Dans un solénoïde long, BS = μ0nI, d'où n = 2·10−5/(4π·10−7 × 8·10−3) ≈ 1,99·10³ spires par mètre.
Problème 3 — Filtre de vitesse (champs E et B croisés)
- a) 3,0 × 10⁷ m/s : non-déviation ⇒ eE = ev0B ⇒ v0 = E/B = 4,5·10⁵/1,5·10−2 = 3,0·10⁷ m/s.
- a) sont déviés vers le bas : pour l'électron (charge −e), la force électrique −eE est dirigée vers le haut (E vers le bas) et la force magnétique −e v ∧ B vers le bas (v vers la droite, B rentrant). Les deux s'équilibrent pour v0 ; si v > v0, la force magnétique (proportionnelle à v) l'emporte : déviation vers le bas.
Problème 4 — Charge et décharge d'un condensateur
- c) la tension du générateur et la tension aux bornes du condensateur : Y1 est relié au point entre le GBF et R, Y2 au point entre R et C, et la masse est commune au bas du circuit.
- b) GBF sur 100 Hz et balayage sur 1 ms/DIV : τ = RC = 1 ms (question 9). Pour que la charge soit quasi complète il faut une demi-période d'au moins 5τ, soit T ≈ 10 ms (f = 100 Hz). Avec 10 divisions à 1 ms/DIV, l'écran montre 10 ms, c'est-à-dire un cycle. (À 10 ms/DIV on verrait dix cycles ; à 1 kHz, T = τ et la charge resterait très incomplète.)
- b) 1 ms : τ = RC = 10·10³ × 0,1·10−6 = 10−3 s.
Problème 5 — Résonance d'intensité
- a) L = 0,14 H : la résonance se lit vers f0 ≈ 430 Hz ; LCω0² = 1 ⇒ L = 1/(4π²f0²C) = 1/(39,5 × 430² × 10−6) ≈ 0,14 H.
- b) 10 Ω : la courbe 1 (pic le plus haut) correspond à la plus petite résistance, r' = 20 Ω. À la résonance I0 = U/(r + r') : r + r' = 4,5/0,150 = 30 Ω, d'où r = 10 Ω. (Contrôle : courbe 2, 4,5/(110 + 10) ≈ 37,5 mA, conforme au graphe.)
Problème 6 — Diffraction
- b) 12,2 mm : α = 1,22λ/d = 1,22 × 0,5·10−6/0,2·10−3 = 3,05·10−3 rad ; D = 2L·tg α ≈ 2 × 2 × 3,05·10−3 m = 12,2 mm.
- b) Sur l'axe Oy : la lumière est étalée perpendiculairement à la fente. Sur la figure, la fente est horizontale (parallèle à Ox), donc la figure de diffraction s'étale selon Oy.
- a) : la tache centrale est deux fois plus large que les autres et beaucoup plus intense ; l'intensité des taches secondaires décroît quand on s'éloigne du centre. b) (taches identiques) ressemble à des franges d'interférence ; c) a un centre peu lumineux.
Problème 7 — Atome d'hydrogène
- c) λ = 653 nm : ΔE = E3 − E2 = −1,5 − (−3,4) = 1,9 eV ; λ = hc/(eΔE) = 1,24·10−6/1,9 ≈ 6,53·10−7 m.
- a) visible : 653 nm est dans le rouge (domaine visible ≈ 400-800 nm) ; c'est la raie Hα de la série de Balmer.
Problème 8 — Deux projectiles
- c) P1 tombe sur le sol en premier : durée du vol t = 2vy/g, soit 2 × 2/10 = 0,4 s pour P1 et 2 × 4/10 = 0,8 s pour P2.
- a) v1 = v2 : au sommet, la vitesse se réduit à sa composante horizontale, qui reste constante : 2 m/s, horizontale, pour les deux.
- a) y = −(5/4)x² + x : y = −g x²/(2v1x²) + (v1y/v1x)x = −10x²/8 + x.
Problème 9 — Oscillateur horizontal
- c) k ≈ 5 (unité correcte : N·m−1, l'énoncé écrit N·kg−1 par erreur). Le graphe donne T = 2 s et une amplitude de 5 cm. k = 4π²m/T² = 39,5 × 0,50/4 ≈ 4,9 N/m. a) est faux (10 cm est la valeur crête à crête) ; b) est faux : à t = 3 s = 1,5T, x = 0, l'énergie potentielle est nulle (minimale).
Chimie (21 à 25)
- a) 6 : couche externe n = 3 : 3s² 3p⁴, soit 6 électrons de valence (soufre, Z = 16).
- c) 18 : une couche n contient au plus 2n² électrons ; 2 × 3² = 18.
- b) 7 : sous-couche f, l = 3, ml de −3 à +3 : 2l + 1 = 7 orbitales.
- b) 11,6 : 12 × 0,70 + 11 × 0,20 + 10 × 0,10 = 8,4 + 2,2 + 1,0 = 11,6.
- Réponse probable : c) CH4 est tétraédrique, carbone au centre et hydrogènes aux quatre sommets. Mais a) est aussi exacte (H2O est coudée, avec deux liaisons simples O−H). b) est fausse : NH3 est pyramidale (doublet non liant sur l'azote). Deux affirmations étant vraies, la question est ambiguë.
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