QCM : Grandeurs et mesures physiques — 21 questions

Question 1

1. Laquelle de ces propositions définit correctement une grandeur physique ?

Une relation mathématique entre plusieurs mesures

Une propriété qui peut être quantifiée

Une explication qualitative d’un phénomène naturel

Une convention choisie pour classer des objets

Explication

Une grandeur physique est une propriété susceptible d’être quantifiée, par exemple une longueur ou une masse. Une relation mathématique entre des mesures correspond plutôt à une loi physique.

Answer

Une propriété qui peut être quantifiée

Question 2

2. Quel rôle caractérise une loi physique ?

Définir les unités adoptées par une communauté scientifique

Présenter une hypothèse sans formulation mathématique

Décrire une observation sans utiliser de mesure numérique

Établir quantitativement une relation entre des grandeurs mesurées

Explication

Une loi physique relie quantitativement des grandeurs mesurées au moyen du langage mathématique. Une simple observation ou une hypothèse non formulée mathématiquement ne constitue pas une loi physique.

Answer

Établir quantitativement une relation entre des grandeurs mesurées

Question 3

3. Dans quelle séquence la méthode physique construit-elle une description mathématique de la réalité ?

Modèles, observations, unités, mesures et théories

Observations, hypothèses, mesures, modèles et théories

Hypothèses, théories, observations, modèles et mesures

Mesures, unités, théories, observations et hypothèses

Explication

La méthode physique articule les observations, les hypothèses, les mesures, les modèles et les théories pour décrire mathématiquement la réalité. Une séquence qui remplace ces étapes par les unités ne représente pas cette démarche.

Answer

Observations, hypothèses, mesures, modèles et théories

Question 4

4. Qu’est-ce qui caractérise le Système international d’unités ?

C’est un ensemble d’unités historiques propres à chaque civilisation

C’est une nomenclature réservée aux mesures de longueur et de masse

C’est une collection d’unités définies par les instruments de chaque laboratoire

C’est une convention scientifique adoptée par la communauté internationale

Explication

Le Système international est une convention d’unités adoptée par la communauté scientifique internationale, avec des étalons définis par la Conférence générale des poids et mesures. Le pied et d’autres unités historiques ne constituent pas le Système international.

Answer

C’est une convention scientifique adoptée par la communauté internationale

Question 5

5. Quelle distinction entre grandeurs fondamentales et grandeurs dérivées est correcte ?

Les grandeurs dérivées servent de bases aux grandeurs fondamentales

Les grandeurs fondamentales sont obtenues par combinaison d’autres grandeurs

Les grandeurs fondamentales servent de bases aux grandeurs dérivées

Les deux catégories sont indépendantes de toute unité de référence

Explication

Le Système international repose sur des grandeurs fondamentales à partir desquelles les grandeurs dérivées sont construites. Une grandeur dérivée, comme une vitesse, combine donc des grandeurs de base plutôt que l’inverse.

Answer

Les grandeurs fondamentales servent de bases aux grandeurs dérivées

Question 6

6. Quelle association entre une grandeur fondamentale et son unité de base est correcte ?

Le courant électrique s’exprime en volt

L’intensité lumineuse s’exprime en lux

La température s’exprime en degré Celsius

La quantité de matière s’exprime en mole

Explication

Dans le Système international, l’unité de base de la quantité de matière est la mole. Le kelvin est l’unité de base de la température, tandis que le lux et le volt sont des unités dérivées.

Answer

La quantité de matière s’exprime en mole

Question 7

7. Que représente la mesure d’une grandeur physique ?

La description qualitative d’une propriété observable

La valeur numérique indépendante de toute unité choisie

Le rapport entre cette grandeur et une unité de même type

La comparaison entre deux grandeurs de dimensions différentes

Explication

Mesurer consiste à associer un nombre à une grandeur en comparant celle-ci à une unité de même type. Une valeur numérique n’a donc pas de sens physique complet sans l’unité correspondante.

Answer

Le rapport entre cette grandeur et une unité de même type

Question 8

8. Dans quelle situation une addition physique est-elle dimensionnellement possible ?

Lorsqu’elle combine une longueur et une durée

Lorsqu’elle combine une vitesse et une distance

Lorsqu’elle combine une masse et une température

Lorsqu’elle combine deux grandeurs de même dimension

Explication

L’addition ou la soustraction n’est possible qu’entre grandeurs de même dimension. Une longueur et une durée, par exemple, ne peuvent pas être additionnées car leurs dimensions diffèrent.

Answer

Lorsqu’elle combine deux grandeurs de même dimension

Question 9

9. Quelle condition doit respecter l’argument d’une fonction exponentielle, logarithmique ou trigonométrique ?

Il doit être exprimé en unité du Système international

Il doit posséder la dimension d’une longueur

Il doit être un nombre sans dimension

Il doit avoir la même dimension que la fonction obtenue

Explication

Les arguments des fonctions exponentielles, logarithmiques et trigonométriques doivent être sans dimension. Exprimer un argument en unité SI ne suffit pas si celui-ci conserve une dimension physique.

Answer

Il doit être un nombre sans dimension

Question 10

10. Un objet de masse $m=2\,\mathrm{kg}$ se déplace à la vitesse $v=3\,\mathrm{m\,s^{-1}}$ . Quelle est son énergie cinétique ?

6\,\mathrm{J}

9\,\mathrm{J}

3\,\mathrm{J}

18\,\mathrm{J}

Explication

La relation $E_{\mathrm{cin}}=\frac{1}{2}mv^2$ donne ici $\frac{1}{2}\times2\times3^2=9\,\mathrm{J}$ . Le watt mesure une puissance, et non une énergie cinétique.

Answer

$$9\,\mathrm{J}$$

Question 11

11. Un dispositif transfère une énergie de $600\,\mathrm{J}$ en $20\,\mathrm{s}$ . Quelle puissance moyenne développe-t-il ?

12000\,\mathrm{W}

30\,\mathrm{W}

12\,\mathrm{W}

580\,\mathrm{W}

Explication

La puissance est l’énergie divisée par la durée, donc $P=\frac{600}{20}=30\,\mathrm{W}$ . Les joules décrivent la quantité d’énergie transférée, tandis que les watts décrivent son débit temporel.

Answer

$$30\,\mathrm{W}$$

Question 12

12. Un signal périodique possède une période de $T=0{,}02\,\mathrm{s}$ . Quelle est sa fréquence ?

20\,\mathrm{Hz}

50\,\mathrm{Hz}

0{,}02\,\mathrm{Hz}

500\,\mathrm{Hz}

Explication

La fréquence est l’inverse de la période, soit $f=\frac{1}{0{,}02}=50\,\mathrm{Hz}$ . Une période de $0{,}02\,\mathrm{s}$ ne correspond donc pas à une fréquence de $0{,}02\,\mathrm{Hz}$ .

Answer

$$50\,\mathrm{Hz}$$

Question 13

13. Laquelle de ces écritures respecte la notation scientifique ?

47\times10^{-4}

4{,}7\times10^{-3}

7{,}4\times10^{3{,}2}

0{,}47\times10^{-2}

Explication

En notation scientifique, la mantisse est comprise entre 1 et 9 et l’exposant est entier, ce qui est le cas de $4{,}7\times10^{-3}$ . Les autres écritures ont une mantisse hors de l’intervalle requis ou un exposant non entier.

Answer

$$4{,}7\times10^{-3}$$

Question 14

14. Quelle valeur correspond à $3\,\mathrm{km}$ exprimés en mètres ?

3\,000\,000\,\mathrm{m}

3000\,\mathrm{m}

300\,\mathrm{m}

0{,}003\,\mathrm{m}

Explication

Le préfixe kilo signifie un facteur $10^3$ , donc $3\,\mathrm{km}=3\times10^3\,\mathrm{m}=3000\,\mathrm{m}$ . Le facteur $10^{-3}$ correspond au préfixe milli, et non à kilo.

Answer

$$3000\,\mathrm{m}$$

Question 15

15. Une longueur mesurée vaut $X=12\,\mathrm{cm}$ avec une incertitude absolue de $\Delta X=0{,}2\,\mathrm{cm}$ . Dans quelle unité s’exprime $\Delta X$ ?

En centimètres

En pourcentage uniquement

Sans unité

En mètres par seconde

Explication

L’incertitude absolue possède la même unité que la grandeur mesurée : elle s’exprime donc ici en centimètres. C’est l’incertitude relative, obtenue par un rapport, qui est sans dimension.

Answer

En centimètres

Question 16

16. Une mesure donne $X=8{,}0\,\mathrm{m}$ avec $\Delta X=0{,}2\,\mathrm{m}$ . Quelle est son incertitude relative ?

40

0{,}025

0{,}2

1{,}6

Explication

L’incertitude relative vaut $\varepsilon_X=\frac{\Delta X}{|X|}=\frac{0{,}2}{8{,}0}=0{,}025$ . Ce rapport est sans dimension, contrairement à l’incertitude absolue qui s’exprime en mètres.

Answer

$$0{,}025$$

Question 17

17. Quelle écriture représente correctement une mesure expérimentale de longueur avec une incertitude ?

L=0{,}1\pm15{,}2\,\mathrm{cm}

L=15{,}2\,\mathrm{cm}\;\text{exactement}

L=15{,}2\,\mathrm{cm}\;\text{sans dispersion}

L=(15{,}2\pm0{,}1)\,\mathrm{cm}

Explication

Une mesure expérimentale s’écrit sous la forme $X\pm\Delta X$ afin de représenter l’incertitude associée à la valeur mesurée. Affirmer une valeur exactement certaine ne tient pas compte de la dispersion expérimentale.

Answer

$$L=(15{,}2\pm0{,}1)\,\mathrm{cm}$$

Question 18

18. Combien de chiffres significatifs contient la mesure $0{,}00450\,\mathrm{m}$ ?

Cinq

Quatre

Deux

Trois

Explication

Les chiffres significatifs sont 4, 5 et le zéro final : la mesure comporte donc trois chiffres significatifs. Les zéros placés avant le premier chiffre non nul servent à positionner la virgule et ne comptent pas.

Answer

$$\Delta G=\Delta A+\Delta B+4\Delta C$$

Answer

Additionner les incertitudes relatives en les pondérant par les valeurs absolues des exposants.

Answer

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

Question 19

19. Pour la grandeur $G=A-B+4C$ , quelle expression décrit correctement son incertitude absolue ?

\Delta G=\frac{\Delta A}{A}+\frac{\Delta B}{B}+4\frac{\Delta C}{C}

\Delta G=\Delta A+\Delta B+4\Delta C

\frac{\Delta G}{G}=\Delta A+\Delta B+4\Delta C

\Delta G=\Delta A-\Delta B+4\Delta C

Explication

Pour une somme ou une différence, les incertitudes absolues s’additionnent en tenant compte du coefficient de chaque grandeur. Les incertitudes relatives s’emploient plutôt pour les produits et les quotients, ce qui rend la deuxième expression inadaptée ici.

Question 20

20. Une grandeur est définie par $Q=X^{-2}Y^3Z^{1/2}$ . Quelle règle permet de déterminer son incertitude relative ?

Multiplier les incertitudes relatives par les valeurs des variables avant de les additionner.

Soustraire les incertitudes relatives associées aux exposants négatifs des autres incertitudes.

Additionner les incertitudes absolues en les pondérant par les valeurs algébriques des exposants.

Additionner les incertitudes relatives en les pondérant par les valeurs absolues des exposants.

Explication

Pour un produit de puissances, chaque incertitude relative est multipliée par la valeur absolue de l’exposant, puis ces contributions sont additionnées. L’exposant négatif contribue donc avec sa valeur absolue, et non avec un signe de soustraction.

Question 21

21. La vitesse moyenne d’une bactérie est calculée par $v=\frac{d}{t}$ . Quelle relation faut-il utiliser pour son incertitude relative ?

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

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

\Delta v=\Delta d+\Delta t

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

Explication

Comme la vitesse est un quotient, ses incertitudes relatives s’additionnent : celle de la distance et celle du temps contribuent toutes deux positivement. La différence entre les incertitudes relatives ne correspond pas à la règle de propagation utilisée pour ce quotient.

QCM : Grandeurs et mesures physiques — 21 questions

Questions et réponses du QCM

1. Laquelle de ces propositions définit correctement une grandeur physique ?

2. Quel rôle caractérise une loi physique ?

3. Dans quelle séquence la méthode physique construit-elle une description mathématique de la réalité ?

4. Qu’est-ce qui caractérise le Système international d’unités ?

5. Quelle distinction entre grandeurs fondamentales et grandeurs dérivées est correcte ?

6. Quelle association entre une grandeur fondamentale et son unité de base est correcte ?

7. Que représente la mesure d’une grandeur physique ?

8. Dans quelle situation une addition physique est-elle dimensionnellement possible ?

9. Quelle condition doit respecter l’argument d’une fonction exponentielle, logarithmique ou trigonométrique ?

10. Un objet de masse $m=2\,\mathrm{kg}$ se déplace à la vitesse $v=3\,\mathrm{m\,s^{-1}}$ . Quelle est son énergie cinétique ?

11. Un dispositif transfère une énergie de $600\,\mathrm{J}$ en $20\,\mathrm{s}$ . Quelle puissance moyenne développe-t-il ?

12. Un signal périodique possède une période de $T=0{,}02\,\mathrm{s}$ . Quelle est sa fréquence ?

13. Laquelle de ces écritures respecte la notation scientifique ?

14. Quelle valeur correspond à $3\,\mathrm{km}$ exprimés en mètres ?

15. Une longueur mesurée vaut $X=12\,\mathrm{cm}$ avec une incertitude absolue de $\Delta X=0{,}2\,\mathrm{cm}$ . Dans quelle unité s’exprime $\Delta X$ ?

16. Une mesure donne $X=8{,}0\,\mathrm{m}$ avec $\Delta X=0{,}2\,\mathrm{m}$ . Quelle est son incertitude relative ?

17. Quelle écriture représente correctement une mesure expérimentale de longueur avec une incertitude ?

18. Combien de chiffres significatifs contient la mesure $0{,}00450\,\mathrm{m}$ ?

19. Pour la grandeur $G=A-B+4C$ , quelle expression décrit correctement son incertitude absolue ?

20. Une grandeur est définie par $Q=X^{-2}Y^3Z^{1/2}$ . Quelle règle permet de déterminer son incertitude relative ?

21. La vitesse moyenne d’une bactérie est calculée par $v=\frac{d}{t}$ . Quelle relation faut-il utiliser pour son incertitude relative ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Vision et méthodes d’imagerie

Prévention des risques naturels

Solutions aqueuses électrolytiques

Freinet et Reggio Emilia

Histoire et évolution du travail social

Appareil reproducteur féminin et cycle

Crée tes propres QCM

QCM : Grandeurs et mesures physiques — 21 questions

Questions et réponses du QCM

1. Laquelle de ces propositions définit correctement une grandeur physique ?

2. Quel rôle caractérise une loi physique ?

3. Dans quelle séquence la méthode physique construit-elle une description mathématique de la réalité ?

4. Qu’est-ce qui caractérise le Système international d’unités ?

5. Quelle distinction entre grandeurs fondamentales et grandeurs dérivées est correcte ?

6. Quelle association entre une grandeur fondamentale et son unité de base est correcte ?

7. Que représente la mesure d’une grandeur physique ?

8. Dans quelle situation une addition physique est-elle dimensionnellement possible ?

9. Quelle condition doit respecter l’argument d’une fonction exponentielle, logarithmique ou trigonométrique ?

10. Un objet de masse m=2 kgm=2\,\mathrm{kg}m=2kg se déplace à la vitesse v=3 m s−1v=3\,\mathrm{m\,s^{-1}}v=3ms−1. Quelle est son énergie cinétique ?

11. Un dispositif transfère une énergie de 600 J600\,\mathrm{J}600J en 20 s20\,\mathrm{s}20s. Quelle puissance moyenne développe-t-il ?

12. Un signal périodique possède une période de T=0,02 sT=0{,}02\,\mathrm{s}T=0,02s. Quelle est sa fréquence ?

13. Laquelle de ces écritures respecte la notation scientifique ?

14. Quelle valeur correspond à 3 km3\,\mathrm{km}3km exprimés en mètres ?

15. Une longueur mesurée vaut X=12 cmX=12\,\mathrm{cm}X=12cm avec une incertitude absolue de ΔX=0,2 cm\Delta X=0{,}2\,\mathrm{cm}ΔX=0,2cm. Dans quelle unité s’exprime ΔX\Delta XΔX ?

16. Une mesure donne X=8,0 mX=8{,}0\,\mathrm{m}X=8,0m avec ΔX=0,2 m\Delta X=0{,}2\,\mathrm{m}ΔX=0,2m. Quelle est son incertitude relative ?

17. Quelle écriture représente correctement une mesure expérimentale de longueur avec une incertitude ?

18. Combien de chiffres significatifs contient la mesure 0,00450 m0{,}00450\,\mathrm{m}0,00450m ?

19. Pour la grandeur G=A−B+4CG=A-B+4CG=A−B+4C, quelle expression décrit correctement son incertitude absolue ?

20. Une grandeur est définie par Q=X−2Y3Z1/2Q=X^{-2}Y^3Z^{1/2}Q=X−2Y3Z1/2. Quelle règle permet de déterminer son incertitude relative ?

21. La vitesse moyenne d’une bactérie est calculée par v=dtv=\frac{d}{t}v=td​. Quelle relation faut-il utiliser pour son incertitude relative ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Vision et méthodes d’imagerie

Prévention des risques naturels

Solutions aqueuses électrolytiques

Freinet et Reggio Emilia

Histoire et évolution du travail social

Appareil reproducteur féminin et cycle

Crée tes propres QCM

10. Un objet de masse $m=2\,\mathrm{kg}$ se déplace à la vitesse $v=3\,\mathrm{m\,s^{-1}}$ . Quelle est son énergie cinétique ?

11. Un dispositif transfère une énergie de $600\,\mathrm{J}$ en $20\,\mathrm{s}$ . Quelle puissance moyenne développe-t-il ?

12. Un signal périodique possède une période de $T=0{,}02\,\mathrm{s}$ . Quelle est sa fréquence ?

14. Quelle valeur correspond à $3\,\mathrm{km}$ exprimés en mètres ?

15. Une longueur mesurée vaut $X=12\,\mathrm{cm}$ avec une incertitude absolue de $\Delta X=0{,}2\,\mathrm{cm}$ . Dans quelle unité s’exprime $\Delta X$ ?

16. Une mesure donne $X=8{,}0\,\mathrm{m}$ avec $\Delta X=0{,}2\,\mathrm{m}$ . Quelle est son incertitude relative ?

18. Combien de chiffres significatifs contient la mesure $0{,}00450\,\mathrm{m}$ ?

19. Pour la grandeur $G=A-B+4C$ , quelle expression décrit correctement son incertitude absolue ?

20. Une grandeur est définie par $Q=X^{-2}Y^3Z^{1/2}$ . Quelle règle permet de déterminer son incertitude relative ?

21. La vitesse moyenne d’une bactérie est calculée par $v=\frac{d}{t}$ . Quelle relation faut-il utiliser pour son incertitude relative ?