QCM : Distances et lumière dans l’Univers (16 questions)

Question 1

1. Une longueur vaut $3\times10^{-9}$ m. Quel préfixe métrique correspond à son facteur de puissance de dix ?

Pico

Micro

Nano

Milli

Explication

Le préfixe nano correspond à $10^{-9}$ , de sorte que $3\times10^{-9}$ m équivaut à 3 nm. Le préfixe pico correspond plutôt à $10^{-12}$ .

Answer

Giga correspond à $$10^9$$.

Answer

$$9{,}46\times10^{15}$$ m

Answer

$$d=v\times t$$

Answer

Il se propage dans l’air à la vitesse de la lumière tout en étant invisible à l’œil humain

Answer

La distance parcourue par la lumière dans le vide en une année

Answer

$$\frac{10^a}{10^b}=10^{a-b}$$

Answer

La puissance de dix la plus proche du nombre

Answer

$$7{,}2\times10^5$$

Answer

$$10^{11}$$ m

Answer

Parce que la lumière met du temps à parvenir jusqu’à l’observateur

Answer

$$v=\frac{d}{t}$$

Answer

Il mesure le temps d’aller-retour d’une impulsion infrarouge réfléchie et utilise la vitesse de la lumière

Answer

$$10^{-15}$$ m

Answer

Environ 300 000 km/s

Answer

Elle permet de présenter la mesure avec le moins de chiffres possible.

Question 2

2. Quelle association entre préfixe métrique et puissance de dix est correcte ?

Téra correspond à

10^9

.

Péta correspond à

10^9

.

Méga correspond à

10^9

.

Giga correspond à

10^9

.

Explication

Le préfixe giga correspond à $10^9$ . Méga désigne $10^6$ , tandis que téra et péta correspondent respectivement à $10^{12}$ et $10^{15}$ .

Question 3

3. Quelle est la valeur approximative d’une année-lumière en mètres ?

3{,}00\times10^{8}

m

9{,}46\times10^{15}

m

1{,}50\times10^{11}

m

9{,}46\times10^{12}

m

Explication

Une année-lumière vaut environ $9{,}46\times10^{15}$ m. La valeur $3{,}00\times10^{8}$ m correspond à un ordre de grandeur de la vitesse de la lumière exprimée en mètres par seconde, et non à une année-lumière.

Question 4

4. Pour calculer la distance parcourue par un signal lumineux pendant une durée connue, quelle relation utilise-t-on ?

d=v\times t

d=\frac{t}{v}

d=\frac{v}{t}

d=v+t

Explication

La distance parcourue est le produit de la vitesse par la durée du trajet. Diviser la vitesse par la durée ne donne pas cette distance.

Question 5

5. Quelle propriété du rayonnement infrarouge explique son utilisation dans une télécommande ?

Il se propage dans l’air plus lentement que la lumière visible et reste invisible à l’œil humain

Il se propage à la vitesse de la lumière et est perçu comme une couleur visible

Il se propage dans l’air à la vitesse de la lumière tout en étant invisible à l’œil humain

Il se propage dans l’air à la vitesse du son et reste invisible à l’œil humain

Explication

Le rayonnement infrarouge d’une télécommande se déplace dans l’air à la vitesse de la lumière, mais l’œil humain ne le voit pas. La vitesse de propagation est celle de la lumière, et non celle du son.

Question 6

6. Que désigne une année-lumière ?

La distance parcourue par la Terre autour du Soleil en une année

La durée nécessaire à la lumière pour traverser une galaxie

La distance parcourue par la lumière dans le vide en une année

La vitesse moyenne de la lumière mesurée pendant une année

Explication

Une année-lumière est une unité de distance : elle correspond au trajet de la lumière dans le vide pendant une année. Elle ne désigne donc pas une durée, même si son nom contient le mot « année ».

Question 7

7. Quelle égalité traduit correctement la règle de division de deux puissances de dix ?

\frac{10^a}{10^b}=10^{ab}

\frac{10^a}{10^b}=10^{a-b}

\frac{10^a}{10^b}=10^{a+b}

\frac{10^a}{10^b}=10^{b-a}

Explication

Lorsqu’on divise deux puissances de dix, on soustrait l’exposant du dénominateur à celui du numérateur. L’addition des exposants correspond à la multiplication des puissances, et non à leur division.

Question 8

8. Pour estimer un nombre par son ordre de grandeur, quelle valeur faut-il retenir ?

La puissance de dix dont l’exposant égale le nombre de chiffres

La puissance de dix obtenue en arrondissant l’exposant à zéro

La puissance de dix la plus proche du nombre

La puissance de dix immédiatement inférieure au nombre

Explication

L’ordre de grandeur est défini comme la puissance de dix la plus proche du nombre considéré. Choisir systématiquement la puissance immédiatement inférieure ne respecterait pas cette règle de proximité.

Question 9

9. Laquelle de ces écritures respecte la forme de la notation scientifique ?

7{,}2\times10^5

7{,}2\times10^{1{,}5}

0{,}72\times10^5

72\times10^4

Explication

En notation scientifique, le facteur décimal est supérieur ou égal à 1 et strictement inférieur à 10, tandis que l’exposant est entier. Dans l’écriture avec 0,72, le facteur est trop petit, et dans celle avec 72, il est trop grand.

Question 10

10. La distance Terre-Soleil vaut environ $1{,}492\times10^{11}$ m : quel est son ordre de grandeur ?

10^{12}

m

10^{-11}

m

10^9

m

10^{11}

m

Explication

La distance donnée est de 149,2 Gm, soit $1{,}492\times10^{11}$ m, et son ordre de grandeur est $10^{11}$ m. $10^{12}$ m est une puissance de dix voisine, mais ce n’est pas l’ordre de grandeur indiqué pour cette distance.

Question 11

11. Pourquoi l’image d’un objet très lointain montre-t-elle cet objet tel qu’il était dans le passé ?

Parce que la lumière ralentit progressivement en traversant le vide

Parce que l’objet lointain cesse d’émettre de la lumière avant d’être observé

Parce que la lumière met du temps à parvenir jusqu’à l’observateur

Parce que l’observateur reçoit d’abord la lumière réfléchie par des objets proches

Explication

La lumière a besoin d’un certain temps pour parcourir la distance jusqu’à l’observateur, qui voit donc l’objet dans son état au moment où cette lumière est partie. L’effet ne suppose pas que l’objet cesse d’émettre de la lumière.

Question 12

12. Pour déterminer la vitesse d’un signal dont on connaît la distance parcourue et la durée du trajet, quelle relation faut-il utiliser ?

v=d+t

v=d\times t

v=\frac{t}{d}

v=\frac{d}{t}

Explication

La vitesse se calcule en divisant la distance parcourue par la durée du trajet. Multiplier la distance par la durée ne donne pas la relation entre ces trois grandeurs.

Question 13

13. Comment un cinémomètre laser obtient-il la distance entre l’appareil et une voiture ?

Il compare la luminosité de l’impulsion émise à celle de la lumière renvoyée par la voiture

Il mesure le temps de trajet d’une impulsion sonore réfléchie et utilise la vitesse du son

Il mesure le temps d’aller-retour d’une impulsion infrarouge réfléchie et utilise la vitesse de la lumière

Il mesure le temps d’aller-retour d’une impulsion visible et utilise la vitesse du véhicule

Explication

Le cinémomètre envoie une impulsion infrarouge, mesure le temps nécessaire à son aller-retour après réflexion sur la voiture, puis calcule la distance avec la vitesse de la lumière. Une impulsion sonore et la vitesse du son ne décrivent pas ce procédé.

Question 14

14. Quel ordre de grandeur correspond à la dimension d’un noyau atomique d’environ $1\times10^{-15}$ m ?

10^{-15}

m

10^{15}

m

10^{-7}

m

10^{-12}

m

Explication

La dimension donnée pour le noyau atomique est d’environ $1\times10^{-15}$ m, et son ordre de grandeur est donc $10^{-15}$ m. La valeur $10^{-7}$ m correspond à une échelle bien plus grande, celle d’un microbe de 100 nm.

Question 15

15. Quelle valeur exprime approximativement la vitesse de la lumière dans le vide ?

Environ 300 000 km/s

Environ 300 000 km/h

Environ 30 000 km/s

Environ 3 000 km/s

Explication

Dans le vide, la vitesse de la lumière vaut 299 792 458 m/s, soit environ 300 000 km/s. La valeur en kilomètres par heure confond l’unité de durée et sous-estime fortement la vitesse.

Question 16

16. Quel critère permet de reconnaître une unité adaptée à une mesure ?

Elle correspond à l’unité de base du système métrique.

Elle produit la valeur numérique la plus grande possible.

Elle permet de présenter la mesure avec le moins de chiffres possible.

Elle donne toujours une valeur entière pour la mesure.

Explication

Une unité est adaptée lorsqu’elle permet de présenter la mesure avec le moins de chiffres possible. Une valeur entière peut être commode, mais ce n’est pas le critère qui définit une unité adaptée.

QCM : Distances et lumière dans l’Univers (16 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une longueur vaut $3\times10^{-9}$ m. Quel préfixe métrique correspond à son facteur de puissance de dix ?

2. Quelle association entre préfixe métrique et puissance de dix est correcte ?

3. Quelle est la valeur approximative d’une année-lumière en mètres ?

4. Pour calculer la distance parcourue par un signal lumineux pendant une durée connue, quelle relation utilise-t-on ?

5. Quelle propriété du rayonnement infrarouge explique son utilisation dans une télécommande ?

6. Que désigne une année-lumière ?

7. Quelle égalité traduit correctement la règle de division de deux puissances de dix ?

8. Pour estimer un nombre par son ordre de grandeur, quelle valeur faut-il retenir ?

9. Laquelle de ces écritures respecte la forme de la notation scientifique ?

10. La distance Terre-Soleil vaut environ $1{,}492\times10^{11}$ m : quel est son ordre de grandeur ?

11. Pourquoi l’image d’un objet très lointain montre-t-elle cet objet tel qu’il était dans le passé ?

12. Pour déterminer la vitesse d’un signal dont on connaît la distance parcourue et la durée du trajet, quelle relation faut-il utiliser ?

13. Comment un cinémomètre laser obtient-il la distance entre l’appareil et une voiture ?

14. Quel ordre de grandeur correspond à la dimension d’un noyau atomique d’environ $1\times10^{-15}$ m ?

15. Quelle valeur exprime approximativement la vitesse de la lumière dans le vide ?

16. Quel critère permet de reconnaître une unité adaptée à une mesure ?

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QCM : Distances et lumière dans l’Univers (16 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une longueur vaut 3×10−93\times10^{-9}3×10−9 m. Quel préfixe métrique correspond à son facteur de puissance de dix ?

2. Quelle association entre préfixe métrique et puissance de dix est correcte ?

3. Quelle est la valeur approximative d’une année-lumière en mètres ?

4. Pour calculer la distance parcourue par un signal lumineux pendant une durée connue, quelle relation utilise-t-on ?

5. Quelle propriété du rayonnement infrarouge explique son utilisation dans une télécommande ?

6. Que désigne une année-lumière ?

7. Quelle égalité traduit correctement la règle de division de deux puissances de dix ?

8. Pour estimer un nombre par son ordre de grandeur, quelle valeur faut-il retenir ?

9. Laquelle de ces écritures respecte la forme de la notation scientifique ?

10. La distance Terre-Soleil vaut environ 1,492×10111{,}492\times10^{11}1,492×1011 m : quel est son ordre de grandeur ?

11. Pourquoi l’image d’un objet très lointain montre-t-elle cet objet tel qu’il était dans le passé ?

12. Pour déterminer la vitesse d’un signal dont on connaît la distance parcourue et la durée du trajet, quelle relation faut-il utiliser ?

13. Comment un cinémomètre laser obtient-il la distance entre l’appareil et une voiture ?

14. Quel ordre de grandeur correspond à la dimension d’un noyau atomique d’environ 1×10−151\times10^{-15}1×10−15 m ?

15. Quelle valeur exprime approximativement la vitesse de la lumière dans le vide ?

16. Quel critère permet de reconnaître une unité adaptée à une mesure ?

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1. Une longueur vaut $3\times10^{-9}$ m. Quel préfixe métrique correspond à son facteur de puissance de dix ?

10. La distance Terre-Soleil vaut environ $1{,}492\times10^{11}$ m : quel est son ordre de grandeur ?

14. Quel ordre de grandeur correspond à la dimension d’un noyau atomique d’environ $1\times10^{-15}$ m ?