QCM : Écriture scientifique et ondes (27 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quel critère permet de reconnaître un signal sonore périodique ?

Sa vibration se répète à l’identique au cours du temps.
Son intensité augmente à chaque répétition de la vibration.
Sa fréquence change continuellement au cours du temps.
Sa vibration se produit une seule fois à intervalles irréguliers.

Sa vibration se répète à l’identique au cours du temps.

Explication

Un son est périodique lorsque sa vibration se répète à l’identique au cours du temps. Une variation continue de fréquence ne constitue pas le critère définissant la périodicité.

2. Quelle règle permet de simplifier 108103\frac{10^8}{10^3} ?

Additionner les exposants pour obtenir 101110^{11}.
Soustraire les exposants pour obtenir 10510^5.
Multiplier les exposants pour obtenir 102410^{24}.
Diviser les exposants pour obtenir 108/310^{8/3}.

Soustraire les exposants pour obtenir $$10^5$$.

Explication

Dans une division de puissances de dix, on soustrait l’exposant du dénominateur à celui du numérateur, ce qui donne 108−3=10510^{8-3}=10^5. Additionner les exposants est la règle correspondant à une multiplication.

3. À quelle vitesse la lumière se déplace-t-elle dans le vide ?

À environ 30 000 km/s, soit 3×1073 \times 10^7 m/s
À environ 300 km/s, soit 3×1053 \times 10^5 m/s
À environ 300 000 km/s, soit 3×1083 \times 10^8 m/s
À environ 3 000 000 km/s, soit 3×1093 \times 10^9 m/s

À environ 300 000 km/s, soit $$3 \times 10^8$$ m/s

Explication

Dans le vide, la lumière se déplace à 300 000 km/s, ce qui équivaut à 3×1083 \times 10^8 m/s. La valeur de 30 000 km/s est dix fois trop faible.

4. Quelle différence de spectre distingue un corps chaud d’un gaz excité ?

Le corps chaud émet à des longueurs d’onde précises, tandis que le gaz excité produit un spectre continu
Le corps chaud produit des raies d’absorption, tandis que le gaz excité absorbe toutes les longueurs d’onde
Le corps chaud émet un spectre continu, tandis que le gaz excité émet à des longueurs d’onde précises
Le corps chaud n’émet que dans le bleu, tandis que le gaz excité n’émet que dans le rouge

Le corps chaud émet un spectre continu, tandis que le gaz excité émet à des longueurs d’onde précises

Explication

Un corps chaud émet toutes les longueurs d’onde et produit un spectre continu, alors qu’un gaz excité émet à des longueurs d’onde précises. Les raies d’absorption correspondent plutôt à des longueurs d’onde absorbées par des gaz.

5. Un signal périodique a une période T=0,004 sT = 0,004\ \text{s} ; quelle est sa fréquence ?

250 Hz250\ \text{Hz}
0,004 Hz0,004\ \text{Hz}
40 Hz40\ \text{Hz}
4 000 Hz4\ 000\ \text{Hz}

$$250\ \text{Hz}$$

Explication

La fréquence est l’inverse de la période : f=1/T=1/0,004=250 Hzf = 1/T = 1/0,004 = 250\ \text{Hz}. La période est une durée en secondes et ne s’exprime pas elle-même comme une fréquence.

6. Comment vérifier si une balle accélère en descendant un plan incliné ?

Mesurer ses durées sur deux distances depuis le même point, calculer les vitesses et les comparer.
Chronométrer la balle deux fois sur la même distance, puis comparer uniquement les durées.
Mesurer une seule durée sur une seule distance, puis comparer cette durée à la longueur du plan.
Mesurer deux distances depuis des points différents, puis comparer directement leurs longueurs.

Mesurer ses durées sur deux distances depuis le même point, calculer les vitesses et les comparer.

Explication

La méthode consiste à mesurer les durées de parcours sur deux distances à partir du même point, à calculer les deux vitesses, puis à les comparer. Comparer seulement deux durées sur une distance identique ne remplace pas le calcul et la comparaison des vitesses correspondant aux distances étudiées.

7. Pour déterminer les éléments présents dans une étoile, quelle démarche permet d’exploiter son spectre ?

Mesurer sa luminosité totale et la comparer à celle d’autres étoiles
Comparer son spectre à ceux des gaz et repérer les longueurs d’onde identiques
Comparer sa vitesse de déplacement à celle des gaz qui l’entourent
Repérer les longueurs d’onde les plus intenses sans les comparer à celles des gaz

Comparer son spectre à ceux des gaz et repérer les longueurs d’onde identiques

Explication

La composition d’une étoile se détermine en comparant son spectre à ceux des gaz et en repérant les longueurs d’onde identiques. La luminosité totale, à elle seule, ne permet pas cette identification spectrale.

8. Comment les gaz produisent-ils des raies d’absorption dans un spectre ?

Ils absorbent certaines longueurs d’onde de la lumière
Ils transforment les longueurs d’onde absorbées en sons
Ils émettent toutes les longueurs d’onde de façon continue
Ils réfléchissent toutes les longueurs d’onde avec la même intensité

Ils absorbent certaines longueurs d’onde de la lumière

Explication

Les raies d’absorption apparaissent parce que les gaz absorbent certaines longueurs d’onde. Un spectre continu est plutôt associé à un corps chaud qui émet toutes les longueurs d’onde.

9. Pourquoi la lumière d’une étoile peut-elle parvenir jusqu’à nous à travers le vide, contrairement au son ?

Le son peut se propager sans milieu matériel, tandis que la lumière en exige un
La lumière se propage dans le vide parce qu’elle est une onde sonore très rapide
Le son traverse le vide, mais la lumière est arrêtée par l’absence d’air
La lumière peut se propager sans milieu matériel, tandis que le son en exige un

La lumière peut se propager sans milieu matériel, tandis que le son en exige un

Explication

La lumière est une onde électromagnétique qui peut se propager sans milieu matériel, alors que le son nécessite un milieu matériel. Le son ne traverse donc pas le vide comme le fait la lumière.

10. Une perturbation sonore parcourt 170170 m en 0,50,5 s ; quelle vitesse de propagation obtient-on ?

170 m/s170\ \text{m/s}
85 m/s85\ \text{m/s}
340 m/s340\ \text{m/s}
680 m/s680\ \text{m/s}

$$340\ \text{m/s}$$

Explication

La vitesse se calcule en divisant la distance par la durée, soit 170/0,5=340 m/s170 / 0,5 = 340\ \text{m/s}. Multiplier la distance par la durée ne correspond pas à la relation entre vitesse, distance et temps.

11. Une lumière visible a une longueur d’onde de 600 nm. Dans quelle plage de longueurs d’onde se situe la lumière visible ?

Entre 20 nm et 200 nm
Entre 4 000 nm et 8 000 nm
Entre 800 nm et 2 000 nm
Entre 400 nm et 800 nm

Entre 400 nm et 800 nm

Explication

La lumière visible correspond aux longueurs d’onde comprises entre 400 nm et 800 nm, ce qui inclut 600 nm. Une longueur d’onde de 2 000 nm se situe au-delà de cette plage.

12. Que représente la période TT d’un signal périodique et dans quelle unité s’exprime-t-elle ?

Le nombre de motifs par seconde, exprimé en hertz.
La hauteur du son, exprimée en décibels.
La durée d’un motif, exprimée en secondes.
La durée totale du signal, exprimée en mètres.

La durée d’un motif, exprimée en secondes.

Explication

La période est la durée d’un motif et s’exprime en secondes. Le nombre de répétitions par seconde désigne plutôt la fréquence, exprimée en hertz.

13. Une voiture parcourt 150 mètres en 10 secondes. Quelle relation permet de calculer sa vitesse en mètres par seconde ?

Multiplier la distance par la durée, soit v=150×10v=150\times10.
Soustraire la durée de la distance, soit v=150−10v=150-10.
Diviser la distance par la durée, soit v=15010v=\frac{150}{10}.
Diviser la durée par la distance, soit v=10150v=\frac{10}{150}.

Diviser la distance par la durée, soit $$v=\frac{150}{10}$$.

Explication

La vitesse se calcule en divisant la distance en mètres par le temps en secondes, ici 150/10150/10. Le rapport inverse donne le temps par unité de distance, et non une vitesse en mètres par seconde.

14. Quelle plage de fréquences correspond aux sons audibles par l’oreille humaine ?

De 400 Hz à 800 Hz
De 20 Hz à 20 000 Hz
De 0 Hz à 20 Hz
De 20 000 Hz à 40 000 Hz

De 20 Hz à 20 000 Hz

Explication

L’oreille humaine entend les sons dont la fréquence est comprise entre 20 Hz et 20 000 Hz. Les fréquences inférieures à 20 Hz sont celles des infrasons, et non la limite basse de l’audition humaine.

15. Quel énoncé décrit correctement les risques associés à des niveaux sonores élevés ?

Autour de 120 dB120\ \text{dB}, le son peut devenir dangereux avec le temps ; au-delà de 85 dB85\ \text{dB}, il devient douloureux.
Autour de 85 dB85\ \text{dB}, le son devient douloureux ; au-delà de 120 dB120\ \text{dB}, il peut devenir dangereux avec le temps.
Autour de 85 dB85\ \text{dB}, le son peut devenir dangereux avec le temps ; au-delà de 120 dB120\ \text{dB}, il devient douloureux.
Autour de 85 dB85\ \text{dB}, le son peut devenir dangereux instantanément ; au-delà de 120 dB120\ \text{dB}, il devient inaudible.

Autour de $$85\ \text{dB}$$, le son peut devenir dangereux avec le temps ; au-delà de $$120\ \text{dB}$$, il devient douloureux.

Explication

Un son autour de 85 dB85\ \text{dB} peut devenir dangereux lorsqu’on y est exposé avec le temps, tandis qu’un niveau supérieur à 120 dB120\ \text{dB} est douloureux. La douleur est associée au seuil plus élevé, et non au niveau autour de 85 dB85\ \text{dB}.

16. Quelle grandeur, notée λ, caractérise la lumière et se mesure en mètres ?

La période
La vitesse de propagation
La fréquence
La longueur d’onde

La longueur d’onde

Explication

La longueur d’onde, notée λ, caractérise la lumière et se mesure en mètres. La fréquence est une grandeur distincte, exprimée en hertz plutôt qu’en mètres.

17. Deux sons ont des fréquences différentes ; quel son est le plus aigu ?

Celui dont le niveau, exprimé en décibels, est le plus élevé.
Celui dont la fréquence, exprimée en hertz, est la plus élevée.
Celui dont la période, exprimée en secondes, est la plus élevée.
Celui dont la fréquence, exprimée en hertz, est la plus faible.

Celui dont la fréquence, exprimée en hertz, est la plus élevée.

Explication

Une fréquence plus élevée correspond à un son plus aigu, et la fréquence s’exprime en hertz. Un niveau sonore élevé décrit davantage l’intensité que la hauteur du son.

18. Comment simplifier le produit 104×10310^4 \times 10^3 ?

En soustrayant les exposants, ce qui donne 10110^1.
En conservant le plus grand exposant, ce qui donne 10410^4.
En multipliant les exposants, ce qui donne 101210^{12}.
En additionnant les exposants, ce qui donne 10710^7.

En additionnant les exposants, ce qui donne $$10^7$$.

Explication

Lorsqu’on multiplie des puissances de dix, on additionne leurs exposants : 4+3=74+3=7. La soustraction des exposants s’applique à une division, et non à ce produit.

19. Après un choc, comment la vibration sonore se transmet-elle à travers l’air ?

La vibration se déplace sans interaction avec les particules du milieu.
Le choc transforme l’air en source lumineuse qui transporte le signal.
Le déplacement de l’air empêche la transmission de la vibration sonore.
La vibration se transmet de proche en proche dans le milieu matériel.

La vibration se transmet de proche en proche dans le milieu matériel.

Explication

Une vibration provoquée par un choc peut se transmettre dans un milieu matériel tel que l’air. Le signal n’est pas transporté par la lumière, mais par la propagation de la vibration.

20. Que désigne un spectre lumineux ?

La durée pendant laquelle une source produit de la lumière
La vitesse à laquelle une lumière se déplace dans un milieu
La quantité de lumière absorbée par une surface
L’ensemble des longueurs d’onde qui composent une lumière

L’ensemble des longueurs d’onde qui composent une lumière

Explication

Un spectre est l’ensemble des longueurs d’onde qui composent une lumière. Il ne désigne pas la vitesse de propagation, qui constitue une autre caractéristique.

21. Comment mesure-t-on le niveau d’intensité sonore, souvent appelé volume sonore ?

En mètres par seconde, à l’aide d’un anémomètre.
En hertz, à l’aide d’un fréquencemètre.
En secondes, à l’aide d’un chronomètre.
En décibels, à l’aide d’un sonomètre.

En décibels, à l’aide d’un sonomètre.

Explication

Le niveau d’intensité sonore se mesure en décibels avec un sonomètre. Le hertz sert à exprimer une fréquence, et non un niveau sonore.

22. Quelle valeur est retenue pour la vitesse du son dans l’air ?

3 100 m/s3\ 100\ \text{m/s}
1 200 m/s1\ 200\ \text{m/s}
34 m/s34\ \text{m/s}
340 m/s340\ \text{m/s}

$$340\ \text{m/s}$$

Explication

La valeur retenue pour la propagation du son dans l’air est de 340 m/s340\ \text{m/s}. La valeur de 3 100 m/s3\ 100\ \text{m/s} correspond au son dans le béton, pas dans l’air.

23. Quelle condition doit respecter le coefficient aa dans une écriture scientifique de la forme a×10na \times 10^n ?

Il appartient à l’intervalle [1;10[[1 ; 10[.
Il peut être tout nombre réel non nul.
Il appartient à l’intervalle [0;1[[0 ; 1[.
Il est un entier positif inférieur à 10.

Il appartient à l’intervalle $$[1 ; 10[$$.

Explication

Dans une écriture scientifique, le coefficient aa est au moins égal à 1 et inférieur à 10, tandis que nn est un entier. Un coefficient compris entre 0 et 1 ne respecte pas cette forme normalisée.

24. Un signal sonore a une fréquence de 15 Hz. Comment le classe-t-on ?

Comme un son audible, car sa fréquence est inférieure à 20 000 Hz
Comme un son aigu, car toute fréquence basse est aiguë
Comme un infrason, car sa fréquence est inférieure à 20 Hz
Comme un ultrason, car sa fréquence dépasse le domaine audible

Comme un infrason, car sa fréquence est inférieure à 20 Hz

Explication

Les sons de fréquence inférieure à 20 Hz sont des infrasons, tandis que les ultrasons dépassent 20 000 Hz. Un ultrason se situe donc au-dessus, et non au-dessous, de la plage audible.

25. Dans une expérience, l’intensité sonore est doublée ; de combien le niveau augmente-t-il ?

De 6 dB6\ \text{dB}
De 2 dB2\ \text{dB}
De 3 dB3\ \text{dB}
De 10 dB10\ \text{dB}

De $$3\ \text{dB}$$

Explication

L’échelle des décibels n’est pas linéaire : un doublement de l’intensité augmente le niveau de 3 dB3\ \text{dB}. Une hausse de 10 dB10\ \text{dB} ne correspond donc pas à cette règle de doublement.

26. Quelle écriture décimale correspond à une puissance de dix d’exposant négatif, par exemple 10−310^{-3} ?

La virgule est placée après le premier zéro, puis un 1 apparaît après trois zéros.
Le nombre s’écrit comme un entier comportant trois zéros avant le 1.
Le nombre s’écrit avec un 1 suivi de trois zéros après la virgule.
La virgule est placée après le premier chiffre, puis trois 1 se suivent.

La virgule est placée après le premier zéro, puis un 1 apparaît après trois zéros.

Explication

Pour un exposant négatif, l’écriture décimale place la virgule après le premier zéro et le chiffre 1 après le nombre de zéros indiqué par l’exposant. Un 1 suivi de zéros correspond plutôt à l’écriture associée à un exposant positif.

27. Pourquoi le son ne se propage-t-il pas dans le vide ?

Parce que la lumière doit accompagner les vibrations sonores dans leur déplacement.
Parce que sa propagation nécessite un milieu matériel pour transmettre les vibrations.
Parce que les vibrations sonores ne peuvent se transmettre que dans un milieu liquide.
Parce que le vide absorbe les vibrations avant qu’elles puissent atteindre un récepteur.

Parce que sa propagation nécessite un milieu matériel pour transmettre les vibrations.

Explication

Le son est une onde mécanique dont les vibrations se transmettent dans un milieu matériel, absent dans le vide. La lumière, contrairement au son, peut se propager dans le vide.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 56 flashcards sur Écriture scientifique et ondes.

Quelle forme prend une écriture scientifique ?

a×10na \times 10^n, avec a∈[1;10[a \in [1;10[ et nn entier.

Comment multiplier 10a10^a par 10b10^b ?

10a+b10^{a+b}

Comment diviser 10a10^a par 10b10^b ?

10a−b10^{a-b}

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