QCM : Chimie et électricité au collège — 69 questions

Explication

L’Univers comprend tout ce qui existe et son évolution obéit à des lois physiques. L’idée qu’il serait limité aux objets observables depuis la Terre ne correspond pas à cette définition générale.

Explication

L’Univers contient essentiellement de l’hydrogène et de l’hélium, et il comprend plusieurs centaines de milliards de galaxies réunies en amas. Les autres compositions proposées décrivent certaines matières particulières, pas la composition dominante de l’Univers.

Explication

Le Big Bang décrit l’évolution de l’Univers depuis sa création. Il ne désigne pas la formation d’une planète, d’une galaxie particulière ou d’un matériau solide.

Explication

Le système solaire s’est formé il y a environ 4,6 milliards d’années et comprend huit planètes en orbite autour du Soleil. L’âge de 13,7 milliards d’années correspond à l’Univers, tandis que Pluton n’est pas incluse dans cette classification des planètes.

Explication

Les quatre planètes proches du Soleil, de nature rocheuse, sont Mercure, Vénus, la Terre et Mars. Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune appartiennent au groupe des planètes géantes gazeuses.

Explication

La rotation de la Terre sur elle-même prend environ 24 heures et explique l’alternance des jours et des nuits. Sa révolution autour du Soleil dure un an et contribue à l’alternance des saisons, contrairement aux mouvements attribués à la Lune dans certaines propositions.

Explication

Une unité astronomique est définie comme la distance moyenne entre la Terre et le Soleil, soit environ $150\times10^6\,\mathrm{km}$. La distance parcourue par la lumière en une année correspond à une année-lumière, une unité beaucoup plus grande.

Explication

Un liquide possède un volume propre, mais il adopte la forme du récipient qui le contient. Un solide conserve aussi une forme propre, tandis qu’un gaz est compressible et occupe l’espace disponible.

Explication

La distinction repose sur le nombre de types de particules présents : un corps pur n’en contient qu’un, alors qu’un mélange en contient plusieurs. L’état physique et la forme ne permettent pas à eux seuls de distinguer ces deux catégories.

Explication

Deux liquides miscibles se mélangent uniformément et forment un mélange homogène. Un mélange hétérogène présenterait plusieurs constituants visibles ou séparables, tandis qu’une solution saturée concerne la quantité maximale de solide dissous.

Explication

La filtration retient les particules solides grâce à un filtre et laisse passer le liquide. La décantation repose sur le dépôt spontané des particules, tandis que la centrifugation utilise une rotation rapide pour accélérer la séparation.

Explication

Une atmosphère est une couche gazeuse entourant un astre. Une enveloppe liquide ou rocheuse ne correspond pas à cette définition.

Explication

L’air contient environ 78 % de diazote et 21 % de dioxygène, avec une faible proportion d’autres gaz. Le dioxygène n’est donc pas le constituant majoritaire.

Explication

L’atmosphère protège la vie en freinant les météorites, grâce notamment à l’ozone en filtrant des rayons ultraviolets, et en maintenant une température favorable. L’effet de serre naturel contribue à cette température, tandis que son amplification entraîne un réchauffement climatique.

Explication

La compression rapproche les particules du gaz dans un volume plus petit, ce qui augmente la pression. La détente produit l’évolution inverse : le volume augmente et la pression diminue.

Explication

Lors d’une transformation chimique, les réactifs sont consommés et de nouvelles substances appelées produits se forment. Un simple changement d’état ne crée pas de nouvelles substances.

Explication

Les réactifs se trouvent avant la flèche : il s’agit du carbone et du dioxygène. Le dioxyde de carbone, placé après la flèche, est le produit formé.

Explication

Une combustion nécessite la présence d’un combustible, d’un comburant tel que le dioxygène et d’une source de chaleur. Si l’un de ces éléments manque, la combustion ne peut pas se produire.

Explication

Les atomes sont réorganisés au cours d’une transformation chimique : leur nombre de chaque sorte et la masse totale se conservent. En revanche, les substances présentes peuvent changer.

Explication

Les six métaux couramment utilisés sont le fer, le cuivre, le zinc, l’aluminium, l’or et l’argent. Le carbone, l’oxygène, l’azote et l’eau ne font pas partie de cet ensemble de métaux.

Explication

L’or résiste à la corrosion, le vert-de-gris protège le cuivre et la rouille poreuse ne protège pas le fer. La porosité de la rouille permet donc à la corrosion du fer de continuer.

Explication

Dans un métal, le courant électrique est associé au déplacement des électrons libres de la borne négative vers la borne positive du générateur. Le sens conventionnel du courant est distinct du déplacement réel des électrons.

Explication

Une solution conductrice contient des ions mobiles capables de transporter des charges électriques. Dans l’eau sucrée, les molécules restent surtout électriquement neutres, ce qui explique sa faible conductivité.

Explication

Ajouter de l’eau augmente la proportion de solvant par rapport aux solutés, ce qui constitue une dilution. L’ajout d’eau ne rend pas la solution plus concentrée en soluté et ne la transforme pas en mélange hétérogène.

Explication

La dilution d’une solution acide la rend moins acide : son pH augmente en se rapprochant de 7, sans devenir supérieur à 7. Une dilution ne la rend donc pas basique.

Explication

Le fer réagit avec deux ions hydrogène pour former des ions fer(II) et du dihydrogène, selon l’équation équilibrée indiquée. Les ions chlorure sont spectateurs et ne remplacent pas les ions hydrogène dans cette réaction.

Explication

La pile Daniell sépare les réactifs dans deux demi-piles reliées par un pont salin et un fil extérieur, ce qui force les électrons à circuler dans le circuit. Une seule solution ou l’eau pure ne permet pas d’assurer ce fonctionnement.

Explication

Une synthèse chimique est l’obtention d’un composé qui fait intervenir au moins une transformation chimique. Une simple dissolution ou une séparation physique ne constitue donc pas une synthèse.

Explication

Un protocole indique les consignes, les opérations, le matériel, les composés à utiliser et leurs quantités, tout en intégrant les règles de sécurité. Les règles de sécurité encadrent la réalisation, mais ne remplacent pas la description des opérations.

Explication

Lorsqu’une substance de synthèse reproduit une substance naturelle, elle est strictement identique à celle-ci et possède les mêmes propriétés. Le mode d’obtention ne suffit donc pas à créer une différence de composition.

Explication

Une substance artificielle est produite par synthèse chimique, n’existe pas à l’état naturel et possède des propriétés nouvelles. Une substance extraite ou reproduite à l’identique d’une substance naturelle ne correspond pas à cette définition.

Explication

Un dipôle est défini comme un composant électrique possédant deux bornes. Le nombre de bornes constitue ici le critère permettant de l’identifier.

Explication

Un générateur est un dipôle ou un appareil capable de produire et de faire circuler un courant électrique dans un circuit. Un appareil qui reçoit ce courant pour fonctionner est un récepteur.

Explication

La lampe fonctionne lorsque chacune de ses deux bornes est reliée à une borne de la pile, ce qui permet au courant de la traverser. Une liaison incomplète ne forme pas un circuit permettant la circulation du courant.

Explication

Dans un circuit fermé, la boucle conductrice permet au courant de circuler ; dans un circuit ouvert, une interruption l’empêche de circuler. La présence d’une lampe ou d’un interrupteur ne suffit pas à définir l’état du circuit.

Explication

Un conducteur est une matière à travers laquelle le courant électrique peut circuler. Une matière qui bloque les charges correspond plutôt au comportement d’un isolant, tandis que produire une tension ou émettre de la lumière relève d’autres fonctions.

Explication

Le sens conventionnel du courant va de la borne positive vers la borne négative du générateur. Le déplacement des électrons s’effectue en sens opposé, ce qui explique la confusion fréquente.

Explication

Une diode est passante lorsque le courant circule dans son sens passant, et elle laisse alors le courant la traverser. Dans le sens opposé, elle devient bloquante plutôt que de modifier la polarité ou la nature du courant.

Explication

La tension de sécurité est généralement considérée comme étant de 24 V, tandis qu’un contact à partir de 70 V peut être mortel avec des mains mouillées. Les autres associations déplacent les seuils ou minimisent à tort le danger.

Explication

Un circuit en série relie les dipôles les uns à la suite des autres dans une seule boucle. La présence de plusieurs branches caractérise plutôt un circuit en dérivation.

Explication

Dans un circuit en série, l’ajout de récepteurs entraîne une diminution de l’éclat des lampes. L’éclat constant quel que soit le nombre de récepteurs concerne le circuit en dérivation.

Explication

Dans un circuit en série, une lampe grillée ou dévissée ouvre l’unique boucle, ce qui empêche le courant de circuler vers les autres récepteurs. Elle ne crée pas une branche supplémentaire et n’inverse pas le sens du courant.

Explication

Le court-circuit d’un dipôle en dérivation court-circuite les récepteurs et le générateur, ce qui peut échauffer les fils et provoquer un incendie. Il ne se limite donc pas à interrompre une branche ni à modifier l’éclat des lampes.

Explication

La loi d’Ohm donne $U = R \times I$, donc $U = 10 \times 2 = 20\ \mathrm{V}$. La valeur $5\ \mathrm{V}$ correspondrait à une division de la résistance par l’intensité, ce qui n’est pas la relation demandée.

Explication

L’intensité est la même en tous les points d’un circuit en série et ne dépend pas de l’ordre des dipôles. Elle ne se répartit entre plusieurs trajets que dans un circuit en dérivation.

Explication

Dans un circuit en dérivation, l’intensité de la branche principale est la somme des intensités des branches dérivées, donc $I = 0{,}3 + 0{,}5 = 0{,}8\ \mathrm{A}$. La valeur $0{,}2\ \mathrm{A}$ correspondrait à une différence entre les deux intensités.

Explication

Dans un circuit en série, la tension du générateur est la somme des tensions des récepteurs, soit $U = 4 + 6 = 10\ \mathrm{V}$. La valeur $2\ \mathrm{V}$ provient d’une soustraction qui ne correspond pas à cette loi.

Explication

Une tension est périodique lorsqu’un même motif de sa courbe se répète régulièrement. Une tension constante ne possède pas nécessairement cette répétition d’un motif variable.

Explication

La période correspond à la durée d’un motif élémentaire et s’exprime en seconde. Le nombre de motifs par seconde décrit la fréquence, qui est liée à la période par une relation d’inversion.

Explication

Dans une tension sinusoïdale alternative, les valeurs minimale et maximale sont opposées, d’où $U_{\min}=-U_{\max}$. La valeur minimale est donc négative lorsque la valeur maximale est positive, et non égale à celle-ci.

Explication

L’oscilloscope se branche comme un voltmètre, en dérivation du dipôle, entre une borne X ou Y et la borne de Terre. Un branchement en série ne correspond pas à la mesure d’une tension aux bornes du dipôle.

Explication

La fréquence est l’inverse de la période : $f=\frac{1}{T}=\frac{1}{0{,}020}=50\ \text{Hz}$. La période s’exprime en seconde, tandis que la fréquence compte les motifs par seconde.

Explication

Le secteur français fournit une tension alternative périodique sinusoïdale de fréquence $50\ \text{Hz}$ et de valeur efficace $230\ \text{V}$. Les valeurs 50 et 230 correspondent respectivement à la fréquence et à la tension efficace, et non l’inverse.

Explication

Pour une tension sinusoïdale, $U_{\text{eff}}=\frac{U_{\max}}{\sqrt{2}}$, soit environ $\frac{325}{1{,}414}=230\ \text{V}$. La valeur efficace est donc inférieure à la valeur maximale selon ce facteur.

Explication

La puissance correspond à l’énergie échangée pendant une seconde et s’exprime en watt. L’énergie représente une quantité transférée, tandis que la puissance caractérise le débit de ce transfert.

Explication

Une puissance supérieure à la puissance nominale peut accélérer la détérioration de l’appareil. Elle ne garantit donc pas une meilleure efficacité et peut présenter un risque pour le matériel.

Explication

En courant continu, la puissance se calcule par $P=U\times I$, donc $P=12\times2=24\ \text{W}$. La division de la tension par l’intensité donnerait une autre grandeur et ne correspond pas à cette relation.

Explication

L’énergie consommée vérifie $E=P\times t$, donc $E=100\times60=6\,000\ \text{J}$. Cette relation nécessite une puissance en watt et une durée en seconde pour obtenir une énergie en joule.

Explication

Le Soleil produit la lumière qu’il émet, tandis que la Lune renvoie une partie de la lumière reçue. La Lune n’est donc pas une source primaire, même si elle paraît lumineuse.

Explication

La vision exige une quantité suffisante de lumière provenant de l’objet, une orientation adaptée de l’œil et un milieu transparent. Un objet éclairé ne peut pas être vu si la lumière issue de cet objet n’atteint pas l’œil.

Explication

Dans un milieu transparent et homogène comme l’air, la lumière suit une ligne droite appelée propagation rectiligne. Une trajectoire courbe n’est pas le comportement attendu dans ce type de milieu.

Explication

Dans le vide, la lumière se déplace à environ 300 000 km/s. Les valeurs de 225 000 km/s et 200 000 km/s correspondent respectivement à l’eau et au verre.

Explication

La lumière blanche résulte du mélange de toutes les lumières colorées du spectre visible. Elle ne se réduit donc pas à une seule couleur ni à trois composantes seulement.

Explication

La synthèse additive combine des lumières rouge, verte et bleue pour produire une lumière blanche. Le cyan, le magenta et le jaune appartiennent à la synthèse soustractive, fondée sur des pigments ou des filtres.

Explication

Une lentille convergente rapproche les rayons parallèles vers un foyer et présente un centre plus épais. Une lentille divergente possède des bords plus épais et écarte les rayons, contrairement à la deuxième proposition.

Explication

La gravitation agit entre tous les corps possédant une masse et elle est attractive, avec une intensité qui augmente lorsque la distance diminue. La possibilité d’attraction ou de répulsion caractérise plutôt certaines interactions magnétiques.

Explication

Le mouvement de révolution résulte de la combinaison de l’attraction gravitationnelle du Soleil et de la vitesse initiale de la Terre. La vitesse initiale ne supprime pas la gravitation : elle contribue à la trajectoire orbitale.

Explication

Le poids est l’action gravitationnelle exercée par la Terre sur l’objet ; il est dirigé vers le centre de la Terre et se mesure en newtons avec un dynamomètre. La quantité de matière correspond à la masse, qui se mesure avec une balance.

Explication

L’énergie mécanique regroupe l’énergie de position et l’énergie cinétique, donc elle s’écrit $E_m=E_p+E_c$. La réduire à une seule de ces énergies ou les soustraire ne correspond pas à sa définition.