Annales concours PACES corrigées. UE3 : Physique et Biophysique. Amiens 2015/2016.

CONCOURS PACES AMIENS
2015-2016  UE3a sujet

Présentation de l’épreuve PACES UE3a

Questions 1 à 3 : Etats de la matière et leur
caractérisation

Questions 4 à 8 : Les très basses fréquences du spectre électromagnétique

Questions 9 à 13 : Rayons X et gamma – Rayonnements particulaires

Questions 14 à 15 : Méthodes d’étude en électrophysiologie jusqu’à l’ECG

Questions 16 à 20 : Le domaine de l’optique

·Durée totale: lh30 ; calculatrice non autorisée

·Un formulaire (donné au concours) est présent en fin de
fascicule

·Pour chaque question, il n’y a qu’une et une seule bonne
réponse

Valeurs numériques à utiliser :

ln 2 = 0,69

ln 3 = 1,10

ln 5 = 1,61

log 2 = 0,30

log 3 = 0,48

log 5 = 0,70

cos(45°) = sin(45°) = 0,707

cos(30°) = 0,866

sin(30°) = 0,5

Constantes :

( = 3,14

constante des Gaz Parfaits : ) = 8,31 unités S.I ;

1 atmosphère = 101300*+ = 750 ,,-.

Accélération de la pesanteur : . = 10 ,. 0^-2 ;

Zéro de l’échelle Celsius des températures : 3 = 273°4

Masse volumique de l’eau : 5 = 1 6.. 7-8

Constante de Boltzmann : 6 = 1,38. 10^-29 unités S.I.

Vitesse de la lumière dans l’air : : = 300 000 6,. 0-8

Constante de Planck : ℎ = 6,62. 10^-9<
=. 0

Abréviations :

seconde : s ; mètre : m ; centimètre : cm ; Hertz : Hz ;
électron-volt : eV ; gramme : g ; litre : l ; kilo : k (ex : keV=kiloeV) ;
kiloVolt : kV ; méga : M ; couche de demi-atténuation : CDA ; gray = Gy ;
Milligray = mGy ; millisievert = mSv ; tesla : T ; joule : J

Question 1 :

Soit un système fermé contenant un gaz parfait de volume
et température absolue initiaux Vo et To, auquel une source unique de chaleur apporte une
quantité de chaleur Q, assez lentement pour que la transformation puisse être
considérée comme réversible et isobare. La chaleur Q communiquée au système
lors de cette transformation entraîne une augmentation de volume AV et un travail mécanique
W.

Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) concernant cette
transformation ?

A.W peut être égal à Q en valeur absolue

B.W peut être égal à Q en valeur algébrique

C.W serait multiplié par 2 si AV était multipliée par 2

D.To est multiplié par 2 si AV = Vo

E.L’énergie cinétique de translation moyenne des molécules
du gaz est proportionnelle à son volume

Question 2 :

Soit un récipient rempli de gaz, muni d’un piston de
surface S pouvant se déplacer selon un axe (O,x). Le gaz a des paramètres
pression, volume et température absolue notés P, V et T.

On considère une compression réversible du gaz sous l’effet du déplacement
du piston d’un point A à un point B de coordonnées xA et xB ; on note Ax = xB — xA

Le travail mécanique élémentaire lors de la compression du gaz est SW = —P_e. S. dx (1), P_e étant la pression extérieure exercée sur le
piston.

Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) dans cette situation
?

A.L’équation (1) serait valable même si la transformation n’était pas
réversible

B.On peut intégrer l’équation (1) et en déduire que le
travail effectué lors de la transformation est WAB = —P_e. S. Ax

C.La pression P dans le récipient étant égale à P_e, WAB = — K P. S. dx

LM

xN

D.Si le gaz est parfait et la transformation isotherme, P_e augmente au cours de
cette compression

E.Si le gaz est parfait et la transformation isotherme, la chaleur produite
est égale au travail _WAB en valeur absolue

Question 3 :

Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) concernant la
pression osmotique ?

A.La pression osmotique d’une solution est proportionnelle
à son osmolalité efficace

B.Les solutés non-osmotiquement efficaces exercent une pression négative sur
une membrane hémi-perméable

C.Si on place de part et d’autre d’une membrane
hémi-perméable une solution A de NaCl 300 mOsm/L et une solution B constituée
de NaCl 300 mosm/L et d’urée 10 mosm/L, on observe un flux d’eau de A vers B

D.Une solution constituée de NaCl 300 mosm/L et d’urée 10 mosm/L est
isotonique par rapport au plasma

E.L’abaissement cryoscopique d’une solution de NaCl 300
mosm/L est égal à celui d’une solution constituée de NaCl 300 mosm/L et d’urée
10 mosm/L

Un patient dans le coma présente une natrémie à 160 mmol/L (normale : 140
mmol/L).

L’examen clinique met en évidence un signe de pli cutané

Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) concernant ce
patient ?

A.Il présente une déshydratation globale, intra- et
extra-cellulaire

B.Il présente une hypernatrémie par surcharge sodée

C.Son état peut être dû à une hypersudation

D.Il faut lui perfuser de l’eau stérile

E.Il faut lui perfuser du sérum physiologique (solution de
NaCl isotonique)

Question 5 :

Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) concernant des
protons à l’équilibre dans un champ magnétique intense Bo ?

A.Ils ont tous la même énergie

B.Ils sont répartis de façon inégale sur 2 niveaux
d’énergie

C.Ils ont un mouvement de précession autour de la direction de B0, d’autant
plus rapide que le champ B0 est intense

D.La somme vectorielle de leurs moments magnétiques est nulle

E.La valeur de l’aimantation M est d’autant plus grande que
la différence entre les nombres de protons sur les 2 niveaux d’énergie
possibles est grande

Question 6 :

Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) concernant le champ
oscillant B1 dans les conditions de résonance en RMN ?

A.Il est délivré par une des bobines de gradient

B.Il transmet de l’énergie aux protons, permettant à certains d’entre eux de
passer de l’état de spin »parallèle » à l’état de spin « anti-parallèle »

C.Il fait basculer le vecteur aimantation M d’un angle
proportionnel à sa durée d’application

D.Il correspond à une onde électromagnétique dont la fréquence est égale à la
fréquence de précession des protons

E.Il tourne dans le plan transversal xOy à une vitesse
égale à la vitesse de précession des protons

Question 7 :

Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) concernant la
relaxation des protons après une impulsion 90^° en RMN ?

A.Elle commence dès que l’application du champ oscillant B1
cesse

B.La relaxation longitudinale correspond au passage de
spins de l’état « anti-parallèle » à l’état « parallèle »

C.La relaxation transversale correspond à un déphasage des
spins dans le plan transversal

D.La relaxation transversale est d’autant plus rapide que
le champ magnétique principal B0 est homogène

E.Pendant la relaxation, le vecteur _Mx, (composante transversale de l’aimantation) tourne dans
le plan transversal xOy à la vitesse de Larmor

Question 11 :

Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) concernant les
détecteurs de rayonnements ionisants et la dosimétrie ?

A.La dose absorbée exprimée en Gray ne tient pas compte de
la nature de rayonnement

B.Un compteur Geiger-Müller ne permet pas de quantifier la
dose absorbée

C.Un dosimètre luminescent permet de connaître en temps
réel la dose absorbée

D.Sa trop faible résolution spatiale est la cause de
l’abandon progressif du film photographique en imagerie ,6^–

E.Un détecteur à semi-conducteur est plus sensible qu’une
chambre d’ionisation

Question 12 :Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) concernant les
effets biologiques des rayonnements ionisants ?

A.Tous les rayonnements ionisants de nature
électromagnétique ont un transfert d’énergie linéique faible

B.Les radicaux libres hydroxyle (HO^°) issus de la décomposition radicalaire de
l’eau ont un effet radioprotecteur

C.Des effets délétères d’une irradiation peuvent être
observés même dans les cellules où le rayonnement n’a pas déposé d’énergie

D.Les zones nécrosées d’une tumeur sont moins
radiosensibles que les zones bien vascularisées

E.En radiothérapie externe, la dose est le plus souvent fractionnée pour
favoriser la réparation des tissus sains

Question 13 :

Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) concernant la
radioprotection ?

A.Un patient auquel on vient d’injecter un radiopharmaceutique
est une source d’exposition externe pour son entourage

B.La réglementation ne prévoit pas de limite de dose
admissible pour les patients

C.En cas de contamination cutanée, le risque de
radiodermite est plus élevé avec un radioélément émetteur /3^– qu’avec un radio-élément émetteur a

D.L’Agence de Sureté nationale est l’organisme responsable de la gestion des
données dosimétriques des travailleurs en France

E.La dose annuelle admissible pour le public représente
moins de la moitié de la dose annuelle moyenne occasionnée par la
radio-exposition naturelle en France

Question 14 :

Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) ?

A.Pour une charge négative, les lignes de champ sont
tangentes et s’orientent vers l’extérieur

B.Les surfaces équipotentielles sont orthogonales au champ
électrique et sont plus rapprochées les unes des autres là où le champ est
intense

C.Le déplacement des charges (électrons) est de même sens
que celui du courant

D.Dans les matériaux qui conduisent le courant, au repos,
les électrons sont immobiles

E.Plus la résistivité est grande, plus le flux de courant est grand et donc
plus le matériau laisse passer le courant

Question 15 :

Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) exacte(s) ?

A.Pour une membrane au repos ne comportant que des canaux potassiques, le
flux net d’ions est un flux entrant

B.Pour une membrane comportant un canal à un ion donné, le
flux net d’ions est égal au potentiel de repos de la membrane + le potentiel
d’équilibre de cet ion

C.La conductance de la membrane est proportionnelle à : (1)
la conductance d’un canal pour un ion, (2) le nombre de cet ion, (3) la
probabilité d’ouverture de ces canaux

D.Le flux d’ion à travers une membrane
cellulaire est le résultat du rapport du gradient électrochimique par la
conductance

E.Le tissu myocardique est le lieu d’élaboration de l’influx nerveux et de sa
propagation vers le tissu nodal