Transcript 2-Évaluation n°1 - Physique

Lycée Alcide d’Orbigny - 2nde - M. Pichegru
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Évaluation n°1 (Ch1)
Correction
Consignes pour la rédaction
Exercice 1
• Noter le numéro complet de la question très lisiblement.
1. Il présente un motif qui se répète à intervalle régulier.
• S’assurer de laisser une marge pour la notation.
Exercice 1 - signal périodique
Année scolaire 2014
4 pts
2.a T = 4×2 = 8 ms
1
1
2.b. f = =
= 125 Hz
T 8 × 10 −3
3. Umax = 2×0,5 = 1 V ; Umin = -1×0,5 = -0,5 V.
Sensibilité
• horizontale :
2 ms/div
Exercice 2
• verticale :
0,5 V/div
2. La vitesse du son est négligeable devant la vitesse de la lumière, donc
la durée du parcours pour la lumière est négligeable devant la durée du
parcours pour le son.
1. Pour le son cair ≅ 340 m·s-1 ; pour la lumière : c ≅ 3,00·108 m·s-1
3. d = v×∆t = 340×3 = 1020 m
Résultat donné sans aucun calcul : 0
1. Justifier que ce signal est périodique.
[1 pt]
2.a. Déterminer la période T de ce signal.
2.b. En déduire sa fréquence f.
[1 pt]
[1 pt]
3. Quelles sont ses valeurs maximale Umax et minimale Umin ?
[1 pt]
Exercice 2 - Vitesse du son et de la lumière
4 pts
1. Rappeler la valeur approximative de la vitesse du son dans l’air, ainsi
que la vitesse de la lumière.
[1 pt]
Durant un orage, un observateur, situé en A, voit un éclair qui frappe un
point B. Il entend le tonnerre 3 secondes après avoir aperçu l’éclair.
2. Justifier que la durée de propagation de la lumière est négligeable
devant la durée de propagation du son, entre le point B et le point A.
[1 pt]
3. Quelle distance sépare les deux points A et B.
[2 pts]
Exercice 3 - Choix de la fréquence en échographie 2 pts
En échographie, les fréquences des ondes ultrasonores sont choisies en
fonction de la zone à visualiser. Les ondes de basses fréquences sont
moins atténuées et pénètrent plus profondément dans les milieux. Par
exemple à 5 MHz, on peut explorer des zones jusqu'à 12 cm de
profondeur alors qu'à 10 MHz, on atteint seulement 6 cm. Pourquoi alors
ne pas se cantonner aux ondes de plus basses fréquences ? Parce que la
précision spatiale dépend également de la fréquence : elle est d'autant
meilleure que la fréquence est élevée, atteignant 0,3 mm à 5 MHz, et
0,15 mm à 10 MHz.
D'après C. Ray et J.-C. Poizat,
La physique par les objets quotidiens, Belin, 2007.
1. Exprimer en Hz la fréquence de 5 MHz à l'aide d'une puissance de 10.
[1 pt]
2. Quelle serait la valeur de la fréquence adaptée à l'observation des
tissus sur une profondeur de 20 cm ? Quel inconvénient cela présente-til ?
[1 pt]
Exercice 3
1. 5 MHz = 5·106 Hz
2. Le texte nous montre que moins la fréquence des ultrasons est élevée,
plus ils pénètrent profondément dans les milieux. La fréquence adaptée
serait voisine de 2,5 à 3 MHz. La précision spatiale (et donc la
résolution de l’image) sera relativement faible (0,6 mm).