QCM : Distances grâce aux signaux — 13 questions

Question 1

1. Quelle vitesse faut-il utiliser pour calculer la propagation d’un signal sonore dans l’eau salée ?

1500 m/s

200 000 km/s

20 000 Hz

300 000 km/s

Explication

La vitesse du son dans l’eau salée est de 1500 m/s, valeur à employer dans le calcul d’une profondeur par sonar. Les vitesses exprimées en kilomètres par seconde concernent les rayonnements, tandis que le hertz mesure une fréquence.

Answer

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

Answer

Parce que leurs fréquences dépassent le domaine audible humain

Answer

Environ 400 millions de kilomètres

Answer

$$2,28 \times 10^8\ \text{km}$$

Answer

Elle renvoie la lumière reçue du Soleil

Answer

Un objet qui renvoie la lumière qu’il reçoit

Answer

Entre 30 kHz et 200 kHz

Answer

Il descend vers le fond, se réfléchit, puis revient au sonar

Answer

Environ 1 333 secondes, soit 22 minutes

Answer

$$d = \frac{v \times \Delta t}{2}$$

Answer

Elle vaut 300 000 km/s dans l’air et le vide, contre 200 000 km/s dans le verre

Answer

Sa fréquence est supérieure à 20 000 Hz

Question 2

2. Quelle relation permet de calculer la durée de transmission d’un signal entre la Terre et Mars ?

t = \frac{v}{d}

t = d + v

t = \frac{d}{v}

t = d \times v

Explication

La durée de transmission se calcule en divisant la distance parcourue par la vitesse du signal, selon $t = \frac{d}{v}$ . Multiplier la distance par la vitesse ne fournit pas une durée de propagation.

Question 3

3. Pourquoi une personne ne perçoit-elle pas directement les signaux employés par les sonars ?

Parce qu’ils se déplacent plus vite que la lumière

Parce qu’ils sont produits avec une intensité trop faible

Parce que leurs fréquences dépassent le domaine audible humain

Parce qu’ils se propagent uniquement dans l’eau salée

Explication

Les signaux des sonars sont inaudibles pour l’être humain parce que leurs fréquences se situent au-delà du domaine audible. Leur propagation dans l’eau et leur vitesse ne déterminent pas directement leur audibilité.

Question 4

4. Quelle est la plus grande distance estimée entre la Terre et Mars ?

Environ 228 millions de kilomètres

Environ 4 millions de kilomètres

Environ 400 millions de kilomètres

Environ 40 millions de kilomètres

Explication

La distance maximale entre la Terre et Mars atteint environ 400 millions de kilomètres, soit $4 \times 10^8\ \text{km}$ . La valeur de 228 millions de kilomètres concerne la distance entre Mars et le Soleil, et non celle entre les deux planètes.

Question 5

5. Quelle distance sépare approximativement Mars du Soleil d’après un calcul fondé sur 300 000 km/s pendant 760 secondes ?

2,28 \times 10^8\ \text{km}

4,00 \times 10^8\ \text{km}

2,28 \times 10^6\ \text{km}

7,60 \times 10^8\ \text{km}

Explication

Le produit $300\ 000 \times 760$ donne $228\ 000\ 000$ km, soit $2,28 \times 10^8\ \text{km}$ . La valeur de $4,00 \times 10^8\ \text{km}$ désigne la distance maximale entre la Terre et Mars.

Question 6

6. Pourquoi Mars est-elle classée parmi les objets diffusants ?

Elle émet des rayonnements visibles indépendamment du Soleil

Elle renvoie la lumière reçue du Soleil

Elle produit une lumière comparable à celle du Soleil

Elle absorbe toute la lumière qui atteint sa surface

Explication

Mars est un objet diffusant parce qu’elle ne produit pas sa propre lumière et renvoie celle qu’elle reçoit du Soleil. Le Soleil est au contraire une source lumineuse qui produit sa propre lumière.

Question 7

7. Qu’est-ce qu’un objet diffusant ?

Un objet qui renvoie la lumière qu’il reçoit

Un objet qui bloque la lumière sans la renvoyer

Un objet qui produit sa propre lumière visible

Un objet qui transforme toute lumière en chaleur

Explication

Un objet diffusant ne produit pas sa propre lumière : il renvoie une partie de la lumière reçue. Un objet lumineux, au contraire, est une source qui émet sa propre lumière.

Question 8

8. Dans quelle plage de fréquences les sonars fonctionnent-ils généralement ?

Entre 30 kHz et 200 kHz

Entre 2 Hz et 30 kHz

Entre 200 kHz et 2 MHz

Entre 20 Hz et 20 kHz

Explication

Les sonars utilisent des fréquences comprises entre 30 kHz et 200 kHz, adaptées à la détection sous-marine. La plage de 20 Hz à 20 kHz correspond au domaine audible humain, et non à celui des sonars.

Question 9

9. Quel trajet le signal sonore suit-il pour permettre une mesure de profondeur par sonar ?

Il se propage horizontalement et disparaît à la surface

Il descend vers le fond, se réfléchit, puis revient au sonar

Il reste près de la surface et contourne le fond marin

Il part du fond, traverse l’eau, puis est absorbé par le sonar

Explication

Le sonar mesure le temps nécessaire à un signal pour aller vers le fond marin, s’y réfléchir et revenir au dispositif. Un trajet horizontal ou limité à la surface ne permettrait pas de déterminer la profondeur.

Question 10

10. Combien de temps un signal voyageant à 300 000 km/s met-il environ pour parcourir 400 millions de kilomètres jusqu’à Mars ?

Environ 1 333 secondes, soit 22 minutes

Environ 760 secondes, soit 12 minutes 40 secondes

Environ 228 secondes, soit 3 minutes 48 secondes

Environ 400 secondes, soit 6 minutes 40 secondes

Explication

En appliquant $t = \frac{d}{v}$ , on obtient environ $\frac{400\ 000\ 000}{300\ 000} = 1\ 333$ secondes, soit environ 22 minutes. La durée de 760 secondes correspond à la propagation de la lumière du Soleil jusqu’à Mars.

Question 11

11. Un sonar mesure une durée aller-retour $\Delta t$ pour un signal se déplaçant à la vitesse $v$ . Quelle relation donne la profondeur $d$ ?

d = \frac{v \times \Delta t}{2}

d = v \times \Delta t

d = \frac{2v}{\Delta t}

d = \frac{\Delta t}{2v}

Explication

La durée mesurée correspond à un trajet comprenant la descente puis la remontée, soit deux fois la profondeur, d’où $d = \frac{v \times \Delta t}{2}$ . Utiliser $v \times \Delta t$ donnerait la distance totale parcourue plutôt que la profondeur.

Question 12

12. Comment la vitesse de propagation des rayonnements compare-t-elle dans l’air, le vide et le verre ?

Elle vaut 200 000 km/s dans les trois milieux

Elle vaut 300 000 km/s dans les trois milieux

Elle vaut 200 000 km/s dans l’air et le vide, contre 300 000 km/s dans le verre

Elle vaut 300 000 km/s dans l’air et le vide, contre 200 000 km/s dans le verre

Explication

La vitesse des rayonnements dépend du milieu : elle est de 300 000 km/s dans l’air et le vide, mais de 200 000 km/s dans le verre. Elle n’est donc pas identique dans tous les milieux de propagation.

Question 13

13. Quelle propriété permet de classer un son parmi les ultrasons ?

Sa fréquence est inférieure à 20 Hz

Sa propagation nécessite un milieu liquide

Sa fréquence est supérieure à 20 000 Hz

Son intensité dépasse le seuil de douleur

Explication

Un ultrason est défini par une fréquence supérieure à 20 000 Hz. Une fréquence inférieure à 20 Hz caractérise les infrasons, tandis que l’intensité et le milieu de propagation ne suffisent pas à définir un ultrason.

QCM : Distances grâce aux signaux — 13 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle vitesse faut-il utiliser pour calculer la propagation d’un signal sonore dans l’eau salée ?

2. Quelle relation permet de calculer la durée de transmission d’un signal entre la Terre et Mars ?

3. Pourquoi une personne ne perçoit-elle pas directement les signaux employés par les sonars ?

4. Quelle est la plus grande distance estimée entre la Terre et Mars ?

5. Quelle distance sépare approximativement Mars du Soleil d’après un calcul fondé sur 300 000 km/s pendant 760 secondes ?

6. Pourquoi Mars est-elle classée parmi les objets diffusants ?

7. Qu’est-ce qu’un objet diffusant ?

8. Dans quelle plage de fréquences les sonars fonctionnent-ils généralement ?

9. Quel trajet le signal sonore suit-il pour permettre une mesure de profondeur par sonar ?

10. Combien de temps un signal voyageant à 300 000 km/s met-il environ pour parcourir 400 millions de kilomètres jusqu’à Mars ?

11. Un sonar mesure une durée aller-retour $\Delta t$ pour un signal se déplaçant à la vitesse $v$ . Quelle relation donne la profondeur $d$ ?

12. Comment la vitesse de propagation des rayonnements compare-t-elle dans l’air, le vide et le verre ?

13. Quelle propriété permet de classer un son parmi les ultrasons ?

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QCM : Distances grâce aux signaux — 13 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle vitesse faut-il utiliser pour calculer la propagation d’un signal sonore dans l’eau salée ?

2. Quelle relation permet de calculer la durée de transmission d’un signal entre la Terre et Mars ?

3. Pourquoi une personne ne perçoit-elle pas directement les signaux employés par les sonars ?

4. Quelle est la plus grande distance estimée entre la Terre et Mars ?

5. Quelle distance sépare approximativement Mars du Soleil d’après un calcul fondé sur 300 000 km/s pendant 760 secondes ?

6. Pourquoi Mars est-elle classée parmi les objets diffusants ?

7. Qu’est-ce qu’un objet diffusant ?

8. Dans quelle plage de fréquences les sonars fonctionnent-ils généralement ?

9. Quel trajet le signal sonore suit-il pour permettre une mesure de profondeur par sonar ?

10. Combien de temps un signal voyageant à 300 000 km/s met-il environ pour parcourir 400 millions de kilomètres jusqu’à Mars ?

11. Un sonar mesure une durée aller-retour Δt\Delta tΔt pour un signal se déplaçant à la vitesse vvv. Quelle relation donne la profondeur ddd ?

12. Comment la vitesse de propagation des rayonnements compare-t-elle dans l’air, le vide et le verre ?

13. Quelle propriété permet de classer un son parmi les ultrasons ?

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