Épreuves d’admission✔ Biologie (1re et terminale S)

✔ Physique (1re et terminale S)

✔ Chimie (1re et terminale S)

Plannings de révision

Auto-évaluation

Méthode et conseils

Corrigésdétaillés15 sujets

PARAMÉDICAL

Masseur-kinésithérapeute

Concours

le Social.fr

N ° 1 D E S C O N C O U R S

2e édition

C O N C O U R S

2016/2017

Annales et sujetsinédits corrigés

• 3 •

Avant-propos 5

Partie 1 Biologie

Méthodologie et conseils � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �8

Planning de révision � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 11

Auto-évaluation � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 12

Annales corrigées � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 24 1. Berck-sur-Mer, Kinésithérapie, 2014 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2. Berck-sur-Mer, Kinésithérapie, 2015 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3. EFOM, kinésithérapie, 2015 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4. Institut national de podologie, 2015 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 5. Saint-Michel, kinésithérapie 2015 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

Partie 2 Physique

Méthodologie et conseils � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 106

Planning de révision � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 109

Auto-évaluation � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 110

Annales et inédits corrigés � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 141 1. EFOM 2015 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 2. ASSAS 2015 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 3. Sujet inédit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 4. Sujet inédit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 5. Sujet inédit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

Sommaire

Partie 3 Chimie

Planning de révision � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 172

Auto-évaluation � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 175

Annales corrigées � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 228 1. IFMK CEERRF, 2015 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 2. Concours IFMK de Berck-sur-Mer, 2015 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 3. Concours d’entrée à l’IFMK EFOM, 2015 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 4. Sujet inédit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .244

• 4 •

• 5 •

Cet ouvrage se propose de préparer le candidat aux épreuves des concours d’entrée dans les écoles de kinésithérapies et de podologie.

Les corrigés de cet ouvrage d’annales ne sont pas les grilles de correction confiées aux correcteurs et dont on doit conserver le caractère de confidentialité. Ils sont donc le fait des auteurs.

Il faut avant tout garder à l’esprit qu’il s’agit d’un concours : c’est une idée pre-mière dont il faudra s’imprégner jusqu’au succès final. La sélection y est sévère, et le fait de parvenir à se hisser à une honnête moyenne au cours de votre formation ne suffit pas. Il est impératif de se fixer l’excellence pour objectif. Si les indications et les conseils qui composent cet ouvrage peuvent être de précieux atouts, il n’en reste pas moins vrai que la clé du succès passe avant tout par un travail intense et soutenu de la part du candidat.

Nous voulons attirer l’attention sur le fait que la majorité des instituts de forma-tion conserve les sujets. Cette pratique relativement récente pose bien des questions de transparence. Elle laisse, de plus, les candidats dans une situation angoissante puisqu’ils ne peuvent s’entraîner aux modalités particulières que pourrait avoir un concours, chaque école organisant son épreuve sous la forme qui lui convient.

Il devient donc difficile de proposer des annales qui ont pour but d’aider les candidats dans leur réussite, notamment pour ceux non inscrits dans une école préparatoire intégrée. Nous avons donc choisi de vous proposer des sujets dits « d’entraînement » afin de satisfaire une attente légitime d’un contenu suffisant pour un livre dit « d’annales ».

Avant-propos

Biologiepartie 1

Méthodologie et conseils 8

Planning de révision 11

Auto-évaluation 12

Annales corrigées 24

• 11 •

Un calendrier de travail vous est proposé. Il a pour but de vous donner un rythme basé sur celui des classes préparatoires. Chacun l’adaptera selon sa situation. Mais ayez à l’esprit que les concours arrivent dès le mois de mars. Vous ne pouvez pas accumuler de retard.

Ce calendrier correspond aux révisions, il s’adresse aux candidats ayant déjà les connaissances acquises au cours des mois antérieurs.

Le plan du cours rythmant le planning est le suivant :

Plan du cours

Chapitre 1 Les constituants de la matière vivante

Chapitre 2 Cellule et virus

Chapitre 3 Cycle cellulaire

Chapitre 4 Protéines et phénotypes

Chapitre 5 Cycle de développement

Chapitre 6 Génétique

Chapitre 7 Reproduction humaine

Chapitre 8 Physiologie de la reproduction

Chapitre 9 Immunologie

Chapitre 10 Système nerveux

Chapitre 11 Évolution

Planning de révision sur 9 semaines

Janvier Février

SemaineS S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 et S9

ChapitreS 1, 2, 3 4, 5 Bilan 6, 7 8 9 10, 11 Bilan

Les semaines bilans sont utilisées en cas de retard et afin de reprendre les domaines dans lesquels vous êtes encore hésitant. À chaque semaine de révision du cours, vous associez des exercices correspondant au chapitre, mais ayez à l’esprit que votre travail doit être qualitatif avant de vouloir faire du quantitatif.

Ces deux mois sont un investissement total. Vous apprenez les nouveaux cours que vous suivez en plus des révisions. Organisez votre semaine, avec chaque jour un objectif raisonnable mais ferme.

Bio

LoG

ie

Planning de

révision

• 12 •

Voici un test de 210 questions regroupées par chapitre ; répondez-y par « vrai » ou « faux ». Il est constitué de questions simples, générales. Vous pouvez l’utiliser de différentes manières selon votre type de travail – avant de réviser chaque partie de votre cours par exemple. Il se fait alors sans s’astreindre à un temps donné. Il est prétexte à réciter la partie du cours concernée par la question ;– une autre possibilité est de le traiter dans sa globalité, une fois votre apprentissage terminé. Le temps nécessaire est alors de 60 à 80 minutes. Vous tester ainsi votre rapidité de traitement de vos connaissances. Cette dernière modalité a ma préfé-rence, c’est pourquoi je l’applique à mes étudiants.

Dans tous les cas, vous faites ainsi la part entre ce qui est assimilé et ce qui ne l’est pas encore vraiment. Il ne vous reste plus qu’à parfaire votre apprentissage avant de vous attaquer aux annales.

1. Les constituants de la matière vivante

1 L’ADN est un élément de la chromatine. ❑ V ❑ F

2 L’ADN disparaît dans une cellule pendant toute la mitose. ❑ V ❑ F

3 L’ARN est coloré en rose par la méthode de Feulgen. ❑ V ❑ F

4 L’acide phosphorique est présent dans les nucléotides. ❑ V ❑ F

5 Une séquence ribonucléique est définie par les bases ATGC. ❑ V ❑ F

6 Les oses sont des sucres réducteurs. ❑ V ❑ F

7 Les phospholipides sont des lipides structuraux. ❑ V ❑ F

8 Le compartiment hydrique intracellulaire représente environ 40 % de la masse corporelle chez l’adulte. ❑ V ❑ F

Auto- évaluation

• 13 •

2. Cellule et virus

9 Les systèmes endomembranaires définissent l’ensemble des cellules du monde vivant. ❑ V ❑ F

10 Les mitochondries représentent le lieu privilégié de la synthèse d’ATP. ❑ V ❑ F

11 Les procaryotes se multiplient par division binaire. ❑ V ❑ F

12 L’appareil de Golgi correspond à un ensemble de cavités interconnectées entre elles. ❑ V ❑ F

13 La membrane plasmique peut être considérée comme une surface d’échange et de reconnaissance. ❑ V ❑ F

14 Les antibiotiques permettent d’éviter les mutations chez les bactéries. ❑ V ❑ F

15 La turgescence conduit au choc osmotique chez toutes les cellules. ❑ V ❑ F

16 Les protéines pompes membranaires effectuent le transport actif. ❑ V ❑ F

17 La membrane plasmique répond au modèle de mosaïque fluide. ❑ V ❑ F

18 Les virus sont capables de se reproduire dans le milieu extracellulaire. ❑ V ❑ F

19 L’ADN est le matériel génétique des adénovirus. ❑ V ❑ F

20 Un provirus est un virus intégré au génome cellulaire. ❑ V ❑ F

21 La famille des rétrovirus comprend le VIH. ❑ V ❑ F

22 La taille du VIH est de l’ordre de 200 nm. ❑ V ❑ F

23 Les bactéries résistantes mutent plus souvent. ❑ V ❑ F

24 La capside du VIH contient uniquement comme enzymes deux rétrotranscriptases. ❑ V ❑ F

3. Cycle cellulaire

25 La réplication de l’ADN est observable au microscope optique au niveau des fourches de réplication. ❑ V ❑ F

26 L’anaphase est l’étape la plus longue de la mitose. ❑ V ❑ F

27 Le cycle cellulaire est classiquement défini par quatre étapes. ❑ V ❑ F

28 La mitose assure la distribution des chromosomes monochromatidiens entre les cellules filles de façon équitable. ❑ V ❑ F

29 Le renouvellement cellulaire s’effectue par des mitoses. ❑ V ❑ F

30 Toutes les cellules de l’organisme sont concernées par la mitose. ❑ V ❑ F

Auto-évaluation

Bio

LoG

ie

• 22 •

201 Notre espèce actuelle se partage les mêmes allèles des mêmes gènes, quelle que soit la population considérée. ❑ V ❑ F

202 Homme et chimpanzé partagent 98 % du génome. ❑ V ❑ F

203 Lucy fait partie des australopithèques. ❑ V ❑ F

204 Deux protéines sont dites « homologues » si elles possèdent au moins 10 acides aminés en commun. ❑ V ❑ F

205 Une relation de parenté s’établit par comparaison des structures analogues. ❑ V ❑ F

206 Le partage d’un caractère dérivé permet l’établissement d’une parenté. ❑ V ❑ F

207 Dans un arbre phylogénétique, les fossiles représentent les ancêtres des espèces actuelles. ❑ V ❑ F

208 Homo habilis n’est présent qu’en Afrique. ❑ V ❑ F

209 Homo erectus est bipède mais pratique aussi la brachiation. ❑ V ❑ F

210 Les restes d’ossements associés à des bifaces sont liés à des australopithèques. ❑ V ❑ F

Relisez vos réponses avant de regarder la correction !

Corrigé

1 V 2 F 3 F 4 V 5 F 6 V 7 V 8 V 9 F 10 V 11 V 12 F 13 V 14 F

15 F 16 V 17 V 18 F 19 V 20 V 21 V 22 F 23 F 24 F 25 F 26 F 27 V 28 V

29 V 30 F 31 F 32 V 33 F 34 V 35 F 36 V 37 V 38 V 39 V 40 F 41 F 42 F

43 V 44 V 45 F 46 V 47 V 48 F 49 V 50 F 51 V 52 F 53 V 54 V 55 F 56 V

57 V 58 V 59 F 60 V 61 V 62 V 63 V 64 F 65 V 66 F 67 V 68 F 69 V 70 F

71 V 72 F 73 V 74 V 75 F 76 V 77 V 78 F 79 V 80 V 81 F 82 V 83 F 84 V

85 V 86 F 87 F 88 V 89 F 90 V 91 V 92 V 93 V 94 F 95 V 96 F 97 F 98 V

99 F 100 V 101 V 102 F 103 V 104 F 105 F 106 V 107 F 108 V 109 V 110 V 111 F 112 F

113 V 114 F 115 V 116 F 117 F 118 V 119 F 120 V 121 V 122 V 123 F 124 V 125 F 126 V

127 V 128 V 129 F 130 F 131 F 132 V 133 F 134 V 135 V 136 V 137 V 138 F 139 V 140 V

141 F 142 V 143 F 144 V 145 V 146 F 147 F 148 V 149 F 150 V 151 F 152 V 153 F 154 F

155 F 156 F 157 F 158 V 159 F 160 V 161 V 162 F 163 V 164 V 165 F 166 V 167 F 168 V

169 F 170 V 171 V 172 V 173 F 174 F 175 F 176 V 177 F 178 V 179 F 180 F 181 F 182 V

183 V 184 F 185 V 186 V 187 V 188 F 189 V 190 F 191 V 192 F 193 F 194 V 195 V 196 V

197 V 198 F 199 V 200 V 201 F 202 V 203 V 204 F 205 F 206 V 207 F 208 V 209 F 210 F

• 24 •

Partie 1 : QCM 50 questions

Il est possible qu’il n’y ait pas de réponse à certaines questions.

Pour les exercices  1 à 4, retrouvez la chronologie des événements parmi les solutions suivantes et cochez la bonne réponse :❑ a. l – 2 – 3 – 4 – 5. ❑ b. 5 – 4 – 3 – 2 – l. ❑ c. 4 – 2 – 1 – 3 – 5.❑ d. 2 – 5 – 3 – 1 – 4. ❑ e. 3 – 2 – 1 – 4 – 5. ❑ f. 1 – 2 – 4 – 5 – 3.

1 1. transcription – 2.  formation d’un ARN prémessager – 3.  épissage – 4.  formation d’un ARN messager – 5. traduction

❑ a. ❑ b. ❑ c. ❑ d. ❑ e. ❑ f.

2 1. présentation de l’antigène – 2. blessure – 3. intervention de cellules dendritiques – 4. activation de lymphocytes T – 5. multiplication bactérienne

❑ a. ❑ b. ❑ c. ❑ d. ❑ e. ❑ f.

3 1. échange de segment de chromatides – 2. réplication de l’ADN – 3. enjambement – 4. alignement de bivalents sur le plan équatorial – 5. appariement de chromosomes homologues

❑ a. ❑ b. ❑ c. ❑ d. ❑ e. ❑ f.

4 1. libération d’acétylcholine – 2. train de potentiels d’action – 3. stimulation du motoneurone – 4. genèse d’un potentiel de récepteur – 5. étirement d’un fuseau neuromusculaire

❑ a. ❑ b. ❑ c. ❑ d. ❑ e. ❑ f.

Les questions 5 à 10 sont relatives à la situation suivante :

Un antigène A pénètre dans l’organisme à l’occasion d’une lésion localisée. Il est reconnu par des molécules PRR situées sur des cellules B. L’antigène A commence à être éliminé par certaines de ces cellules B et des molécules C sont produites afin d’activer des cellules sanguines D pouvant traverser la paroi des capillaires sanguins. Les tissus altérés par l’infection produisent entre autres une prosta-glandine à l’origine d’un symptôme E en faisant intervenir le système nerveux. La vasodilatation des vaisseaux sanguins entraîne entre autres un symptôme F.

5 L’antigène A :

❑ a. peut ne pas posséder de noyau.❑ b. est une cellule immunitaire. ❑ c. peut se multiplier sur le principe d’une division cellulaire.

Sujet n° 1Difficulté ✘ ✘ ✘ Durée 1 heure 30

Berck-sur-Mer, 2014, kinésithérapie

Annales

corrigées

• 25 •

Sujet 1

BIO

LOG

IE

❑ d. est obligatoirement un virus.❑ e. est probablement une bactérie possédant à sa surface un motif moléculaire commun à d’autres

antigènes.❑ f. ne peut pas être un organisme même unicellulaire.

6 Les cellules B :

❑ a. sont des anticorps.❑ b. sont douées de phagocytose.❑ c. portent sur leur membrane plasmique des protéines capables de reconnaître de manière non

spécifique les antigènes : ce sont des anticorps membranaires.❑ d. peuvent être dans ce cas des cellules dendritiques.❑ e. ne sont présentes que dans le milieu intérieur.❑ f. existent dans des tissus comme le derme.

7 Les cellules D :

❑ a. peuvent être des granulocytes.❑ b. sont rentrées en contact avec l’antigène A avant d`intervenir.❑ c. peuvent être des monocytes.❑ d. vont produire des anticorps.❑ e. sont douées de diapédèse.❑ f. sont des hématies.

8 Les molécules C :

❑ a. sont des protéines intervenant dans la coagulation.❑ b. peuvent être des cytokines.❑ c. existent afin de freiner la réaction.❑ d. peuvent être des chimiokines.❑ e. sont des médiateurs chimiques de cette réaction immunitaire adaptative.❑ f. stimulent la phagocytose.

9 Le symptôme E :

❑ a. est la rougeur.❑ b. est l’œdème. ❑ c. est la douleur.❑ d. est déclenché par la stimulation de nocicepteurs.❑ e. peut être atténué par la prise de paracétamol.❑ f. peut être déclenché par la production de prostaglandines.

10 Le symptôme F :

❑ a. est la douleur.❑ b. peut être la rougeur. ❑ c. peut être l’œdème. ❑ d. peut être la chaleur.❑ e. peut être identifiable lors d’une allergie.❑ f. est la diapédèse.

Trouvez l’intrus le plus probable dans les quatre listes de termes ou d’expressions suivantes (questions 11 à 14) :

11 ❑ a. ARN prémessager. ❑ b. ARN messager. ❑ c. ribosomes. ❑ d. ARN de transfert. ❑ e. acides aminés libres. ❑ f. traduction.

• 163 •

Ph

ysi

qu

e

Questions1 On considère la fusion nucléaire entre le deutérium et le tritium. La réaction libère :

(On donne les énergies de liaison en MeV par nucléons : neutron : 0 ; deutérium : 1,10 ; tritium : 2,80 ; hélium 4 : 7,10)❑ a. 28,4 MeV.❑ b. 17,8 MeV. ❑ c. Cette réaction ne peut se faire qu’après impact d’un neutron sur le tritium.❑ d. Cette réaction libère 50 fois plus d’énergie que la fission d’un noyau d’uranium 235.

2 Un atome émet une radiation de fréquence v lorsqu’il connaît une transition des niveaux d’énergie 3 à 1. Ce même atome émet une radiation de fréquence v ’ lorsqu’il passe du premier état excité au niveau fondamental. La fréquence de la radiation émise lorsque l’atome passe du niveau d’énergie 3 au niveau d’énergie 2 vaut :

❑ a. ν – ν’. ❑ b.

12

(ν + ν’). ❑ c. 12

(ν – ν’).

❑ d. ν + ν’. ❑ e. Toutes les propositions sont fausses.

3 Le plomb 206

82Pb est le noyau stable que l’on obtient après une suite de plusieurs désintégrations dont le noyau père est l’uranium

23892U. Les désintégrations sont du type α ou β. Combien en faut-il pour

obtenir le plomb 206 ?

❑ a. 10 désintégrations α et 8 désintégrations β-.❑ b. 8 désintégrations α et 8 désintégrations β-.❑ c. 8 désintégrations α et 6 désintégrations β-. ❑ d. 8 désintégrations α et 10 désintégrations β-.❑ e. 6 désintégrations α et 10 désintégrations β-.

4 Pour l’atome d’hydrogène : En = -E0/n2.Données : h = 6,62.10-34 J.s 1 eV = 1,6.10-19 J c = 3,0.108 m.s-1

❑ a. La fréquence d’un photon émis ou absorbé par un atome est reliée aux énergie En et Ep de l’atome

par la relation de Bohr : ΔE = |Ep-En| = hν = hλc

.

❑ b. L’énergie d’ionisation de l’atome d’hydrogène est l’énergie exacte qu’il faut fournir à l’atome dans son état fondamental pour arracher l’électron, soit 13,6 eV.

❑ c. Si l’atome d’hydrogène passe du niveau d’énergie n = 5 au niveau n = 3, alors la longueur d’onde du photon émis est de l’ordre du micromètre.

❑ d. La radiation émise appartient au domaine de l’infrarouge.❑ e. La fréquence du photon absorbé lors de la transition du niveau 3 au niveau 5 est différente de

la fréquence du photon émis lors de la transition inverse

Sujet n° 5Difficulté ✘ ✘ ✘ Durée 1 heure

Sujet inédit

• 164 •

Annales et inédits corrigés

5 Voici 4 nucléides inconnus X1, X2, X3, X4 présentés sur la courbe d’Aston :

❑ a. X1 est plus stable que X2.❑ b. X2 pourrait être un produit de fission de X1.❑ c. X3 pourrait être un produit de fission de X4.❑ d. L’axe des ordonnées représente l’énergie d’activation❑ e. L’axe des ordonnées s’exprime en MeV/nucléon.

6 h est la constante de Planck et c la célérité de la lumière dans le vide. Le produit hc est exprimé en eV.nm et il vaut environ :

(Données : h = 6,6.10-34 J.s 1 eV = 1,60.10-19 J c = 3,0.108 m.s-1)

❑ a. 100. ❑ b. 10. ❑ c. 103.❑ d. 10-25. ❑ e. 10-19.

7 On place une aiguille aimantée au centre d’un solénoïde de longueur L  =  20  cm contenant 100 spires. L’aiguille aimantée prend la direction de la composante horizontale du champ magnétique terrestre, perpendiculaire à l’axe du solénoïde. Lorsqu’un courant électrique d’intensité I circule dans le solénoïde dans le sens indiqué :

(Données : μ0 = 4π.10-7 SI π ≈ 3)

❑ a. Les lignes de champ à l’intérieur du solénoïde sont orientées vers le haut.❑ b. Le pôle nord de l’aiguille aimanté dévie vers la droite.❑ c. Lorsque I =20 mA, le champ magnétique créé par le solénoïde vaut Bsolénoïde = 12 μT. ❑ d. Lorsque I = 20 mA, le champ magnétique créé par le solénoïde vaut Bsolénoïde = 2,4 μT.❑ e. Le vecteur champ magnétique créé par le solénoïde est caractérisé par sa norme.

8 On considère l’association de conducteurs ci-dessous :

UAD = 15 V ; R = 16 ohms.

• 165 •

Sujet 5

Ph

ysi

qu

e

❑ a. La tension UBC vaut environ 5,0 V.❑ b. La résistance équivalente du circuit vaut environ 30 ohms. ❑ c. Les tensions UBC et UCD sont identiques.❑ d. L’intensité vaut environ 0,50 A.

9 On lance un projectile G considéré comme ponctuel, à partir d’un point A, avec une vitesse initiale v0 faisant un angle α avec l’horizontale. On néglige les frottements.

h = 3,00 m ; yS = 4,50 m ; xP = 10,50 m.

❑ a. Les équations horaires de la position G sont : x = ν0sin αt et y = – 12

gt2 + ν0cos αt + h.

❑ b. L’équation de la trajectoire de G est : y = – 12

gx2/(ν0cos α)2 + xtan α + h.

❑ c. La composante de la vitesse de G selon l’axe vertical au point S est nulle. ❑ d. La vitesse de G reste constante.

10 On considère la Terre de masse M de rayon R et un de ses satellites de masse m. Le satellite gravite autour de la Terre avec une période T. Il est situé à une distance h de sa surface. Les frottements de l’air sont négligeables et R ~ 6 700 km.

❑ a. La norme de la force d’attraction F exercée par la Terre sur m s’exprime par F =  GMmh2

❑ b. La masse de la Terre est environ M = 6,7 1024 kg❑ c. La masse de la Terre est environ M = 6,0 1024 kg

❑ d. La troisième loi de Kepler s’écrit :  T2

r3 =  4π2

GM avec r = R + h.

❑ e. La troisième loi de Kepler s’écrit :  T2

r3 =  4π

GM.

11 Soit un oscillateur mécanique (solide-ressort horizontal) évoluant sans frottement. Soit m la masse du solide et k la constante de raideur du ressort. À t = 0, le ressort est étiré. Son allongement est x0 > 0. On lance alors le solide avec une vitesse v0, horizontale dirigée vers la gauche.

❑ a. L’énergie mécanique initiale du système est Em =  12

kx20.

❑ b. À une date t > 0, l’énergie mécanique du système se conserve car aucune autre force que la force de rappel du ressort ne  travaille.

❑ c. Le travail mécanique élémentaire de la force de rappel du ressort est le produit scalaire de deux vecteurs.

❑ d. L’énergie mécanique du système est égale à la somme des travaux mécaniques des forces qui lui sont appliquées.

❑ e. On introduit un dispositif qui crée des  forces de frottement, l’énergie mécanique du système augmente alors car la force de frottement s’exerçant sur le solide s’oppose au mouvement de ce dernier.

• 166 •

Annales et inédits corrigés

12 On utilise un stimulateur émettant une onde sonore à basse fréquence pour décontracter un muscle. L’onde émise est supposée longitudinale, progressive et périodique.

❑ a. L’onde se propage avec un déplacement de matière perpendiculairement à sa direction de propagation.

❑ b. L’onde est caractérisée par sa double périodicité. ❑ c. L’onde voit sa célérité varier en fonction des milieux traversés. ❑ d. Il n’y a aucun transport de matière lors du passage de l’onde.

13 Si la fréquence de l’onde émise est 25 Hz, quelle est sa longueur d’onde ? (La célérité du son dans le muscle vaut ν = 1 000 m/s).

❑ a. 0,04 m. ❑ b. 40 m. ❑ c. 0,40 m.❑ d. 4 m. ❑ e. 2 m.

14 Un objet sphérique de masse m = 100 g, relié à un fil inextensible, est lâché sans vitesse initiale en I. Il remonte jusqu’en J en suivant le parcours figuré ci-dessous.

θ1 = 60°. Le fil mesure L = 1,8 m et OT = 80 cm. On suppose qu’il n’y a aucune perte d’énergie en passant en T et qu’il n’y a aucun frottement.

Parmi les propositions suivantes, quelle(s) affirmation(s) est (sont) vraie(s) ?

❑ a. θ2 = 60°.❑ b. cos θ2 = -0,10, la bille passe au-dessus de O.❑ c. θ2 = 30°.❑ d. cos θ2 = 0,10.

15 On considère un pendule formé d’une bille, assimilée à une masse ponctuelle m de centre d’iner-tie G, suspendue à un fil de masse négligeable de longueur L, fixé en un point J. A l’équilibre, la bille est en A à l’altitude zéro. On déplace G d’un angle α, le fil restant tendu. L’altitude de G est égale à h > 0.

❑ a. La période propre d’oscillations du pendule est T0 = 2π(g/L)½.❑ b. La différence d’altitude h entre G et A s’exprime par : h = L(1-tan α).❑ c. La période propre d’oscillations du pendule est T0 = 2π(h/(g(1-cos α)))½. ❑ d. La période d’oscillation est assimilable à la période propre pour toute valeur de l’amplitude des

oscillations.

16 Un tracteur parcourt 900 m en 1 min 40 s, départ arrêté. Son accélération supposée constante vaut (en m s-2) :

❑ a. 1,8. ❑ b. 3,6. ❑ c. 0,18. ❑ d. 18. ❑ e. 9.

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Sujet 5

Ph

ysi

qu

e

17 Soit une onde de fréquence f et de longueur d’onde λ. Sa célérité est c0.

❑ a. La célérité  d’une onde mécanique est proportionnelle à l’amplitude de la perturbation.❑ b. La relation qui lie les grandeurs est λ = f/c0.

Un faisceau de lumière monochromatique, de longueur d’onde λ, arrive sur une fente verticale de largeur a de l’ordre du μm.❑ c. On observe sur l’écran, situé à une distance D, une figure de diffraction verticale.❑ d. La tache centrale de diffraction observée possède une largeur L = 2λD/a.❑ e. Une lumière polychromatique est une onde composée de radiations de plusieurs couleurs.

18 On schématise ci-dessous le trajet d’une luge, supposée ponctuelle et de masse m = 1,0 kg, lâchée sans vitesse initiale à partir du point A. On donne h = 500 m et on néglige les frottements.

Données : g ≈ 10 m.s-2

❑ a. La vitesse en B est 10 m/s.❑ b. On a alors -mv2/r = -R +mgcos θ et ma0 = -mgsin θ où v est la vitesse de m.

❑ c. Le théorème de l’énergie cinétique permet d’écrire :   12

mv2 –  12

mv2B = -mgr (1 – cos θ).

❑ d. La norme de R est : R = 2mgh/r +mg (3cos θ – 2).❑ e. Le poids du mobile est une force toujours motrice.

19 Une source monochromatique émet une radiation de longueur d’onde λ = 6.105pm dans le vide. Sa puissance est de 0,6 mW. À sa sortie, le faisceau a un diamètre d = 2,00 mm et il a un demi-angle de divergence de 1 mrad.

Donnée : π ≈ 3

❑ a. La puissance lumineuse émise est d’environ 10 W.m-2.❑ b. La puissance lumineuse émise est d’environ 200 W.m-2. ❑ c. La puissance lumineuse émise est d’environ 1 000 W.m-2.❑ d. La puissance lumineuse reçue par l’écran est d’environ 200 W.m-2. ❑ e. La puissance lumineuse reçue par l’écran est d’environ 1 000 W.m-2.

20 En deux points A et B sont placées deux charges ponctuelles qA = -4.10-9 C et qB = 8.10-9 C avec AB = 10 cm. La valeur de l’interaction électrique entre qA et qB est :

Données : k = 9,0.109 S.I

❑ a. 288 N.❑ b. 2,88.10-7 N. ❑ c. 2,88.10-5 N.❑ d. 2,88.10-5 C.

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