QCM : Grandeurs physiques et unités SI — 17 questions

Questions et réponses du QCM

1. Laquelle de ces listes contient les sept unités de base du Système international ?

Le kilomètre, le kilogramme, l’heure, le kelvin, l’ampère, le newton et la candela
Le mètre, le kilogramme, la seconde, le kelvin, l’ampère, la mole et la candela
Le mètre, le gramme, la minute, le degré Celsius, le volt, la mole et le lumen
Le mètre, le kilogramme, la seconde, le degré Celsius, l’ohm, la mole et le lux

Le mètre, le kilogramme, la seconde, le kelvin, l’ampère, la mole et la candela

Explication

Le Système international repose sur sept unités de base : mètre, kilogramme, seconde, kelvin, ampère, mole et candela. Le degré Celsius n’est pas une unité de base du SI, car la température absolue est associée au kelvin.

2. Comment la définition moderne du mètre relie-t-elle cette unité à la lumière ?

Il correspond au trajet parcouru par la lumière dans le vide pendant 1/299 792 4581/299\,792\,458 de seconde
Il correspond à une fraction fixe de la circonférence terrestre mesurée à l’équateur
Il correspond à la distance parcourue par un objet pendant une seconde dans le champ de pesanteur terrestre
Il correspond à la longueur d’un trajet lumineux dans l’air pendant une durée d’une seconde

Il correspond au trajet parcouru par la lumière dans le vide pendant $$1/299\,792\,458$$ de seconde

Explication

Le mètre est défini par la distance parcourue dans le vide par la lumière durant 1/299 792 4581/299\,792\,458 de seconde. Cette définition ne repose ni sur l’air, ni sur la pesanteur, ni sur une mesure géométrique de la Terre.

3. Quelle valeur décrit la vitesse de la lumière dans le vide ?

c=299 792 km/sc=299\,792\ \mathrm{km/s}
c=3,00×108 km/sc=3{,}00\times10^8\ \mathrm{km/s}
c=9,81 m/s2c=9{,}81\ \mathrm{m/s^2}
c=299 792 458 m/sc=299\,792\,458\ \mathrm{m/s}

$$c=299\,792\,458\ \mathrm{m/s}$$

Explication

Dans le vide, la vitesse de la lumière vaut exactement 299 792 458 m/s299\,792\,458\ \mathrm{m/s}. La valeur 9,81 m/s29{,}81\ \mathrm{m/s^2} désigne l’accélération de la pesanteur, tandis que les autres propositions utilisent une conversion d’unité incorrecte.

4. Quelle dimension correspond au joule, unité d’énergie ?

kg m2/s3\mathrm{kg\,m^2/s^3}
kg m2/s2\mathrm{kg\,m^2/s^2}
kg m/s2\mathrm{kg\,m/s^2}
kg/s2\mathrm{kg/s^2}

$$\mathrm{kg\,m^2/s^2}$$

Explication

Le joule possède la dimension kg m2/s2\mathrm{kg\,m^2/s^2}, cohérente avec la relation E=mc2E=mc^2. La dimension kg m/s2\mathrm{kg\,m/s^2} correspond au newton, tandis que kg m2/s3\mathrm{kg\,m^2/s^3} correspond au watt.

5. Quelle température absolue correspond à une température de 25 ∘C25\ ^\circ\mathrm{C} ?

298,15 K298{,}15\ \mathrm{K}
273,15 K273{,}15\ \mathrm{K}
248,15 K248{,}15\ \mathrm{K}
25 K25\ \mathrm{K}

$$298{,}15\ \mathrm{K}$$

Explication

La conversion s’effectue avec T[K]=θ[∘C]+273,15T[\mathrm{K}]=\theta[{}^\circ\mathrm{C}]+273{,}15, donc 25+273,15=298,15 K25+273{,}15=298{,}15\ \mathrm{K}. La valeur 273,15 K273{,}15\ \mathrm{K} correspond à 0 ∘C0\ ^\circ\mathrm{C}, pas à 25 ∘C25\ ^\circ\mathrm{C}.

6. Quelle association entre une grandeur et son unité dérivée est correcte ?

L’énergie se mesure en joules et la puissance en watts
La pression se mesure en volts et la tension en pascals
La force se mesure en hertz et la fréquence en newtons
L’énergie se mesure en watts et la puissance en joules

L’énergie se mesure en joules et la puissance en watts

Explication

Le joule est l’unité dérivée de l’énergie, tandis que le watt est celle de la puissance. Le volt mesure la tension, le pascal la pression, le newton la force et le hertz la fréquence.

7. Quelle unité convient à une fréquence ordinaire, par exemple celle d’une oscillation ?

m/s\mathrm{m/s}, exprimée en mètres par seconde
tr/s\mathrm{tr/s}, exprimée en tours par seconde
s−1\mathrm{s^{-1}}, également appelée hertz
rad/s\mathrm{rad/s}, exprimée en radians par seconde

$$\mathrm{s^{-1}}$$, également appelée hertz

Explication

Une fréquence ordinaire s’exprime en s−1\mathrm{s^{-1}}, unité appelée hertz. Le tour par seconde décrit une fréquence de rotation, tandis que m/s\mathrm{m/s} et rad/s\mathrm{rad/s} désignent respectivement une vitesse linéaire et une vitesse angulaire.

8. Quelle valeur et quelle unité caractérisent l’accélération de la pesanteur près de la surface terrestre ?

g=1×105 Pag=1\times10^5\ \mathrm{Pa}
g=9,81 m/s2g=9{,}81\ \mathrm{m/s^2}
g=9,81 m/sg=9{,}81\ \mathrm{m/s}
g=1000 kg/m3g=1000\ \mathrm{kg/m^3}

$$g=9{,}81\ \mathrm{m/s^2}$$

Explication

L’accélération de la pesanteur vaut environ 9,81 m/s29{,}81\ \mathrm{m/s^2}. L’unité m/s\mathrm{m/s} décrit une vitesse, tandis que kg/m3\mathrm{kg/m^3} et Pa\mathrm{Pa} concernent respectivement la masse volumique et la pression.

9. Quelle association d’unités mécaniques est correcte ?

La masse volumique en m3/s\mathrm{m^3/s} et le débit volumique en kg/m3\mathrm{kg/m^3}
La masse volumique en N\mathrm{N} et le débit volumique en Pa\mathrm{Pa}
La masse volumique en kg/s\mathrm{kg/s} et le débit volumique en kg/m3\mathrm{kg/m^3}
La masse volumique en kg/m3\mathrm{kg/m^3} et le débit volumique en m3/s\mathrm{m^3/s}

La masse volumique en $$\mathrm{kg/m^3}$$ et le débit volumique en $$\mathrm{m^3/s}$$

Explication

La masse volumique s’exprime en kg/m3\mathrm{kg/m^3}, tandis que le débit volumique s’exprime en m3/s\mathrm{m^3/s}. Le kg/s\mathrm{kg/s} correspond au débit massique, et le newton ainsi que le pascal désignent respectivement une force et une pression.

10. Quelle unité convient au flux thermique traversant une paroi ?

J/(kg·K)
W/(m²·K)
W/(m·K)
W/K

W/(m²·K)

Explication

Le flux thermique traversant une paroi s’exprime en watts par mètre carré et par kelvin, soit W/(m²·K). L’unité W/K correspond au flux thermique associé à un local, tandis que W/(m·K) mesure la conductivité thermique.

11. Quelle association d’unités est correcte pour la masse molaire et le volume molaire ?

Masse molaire en m³/mol et volume molaire en kg/mol
Masse molaire en kg/mol et volume molaire en m³/mol
Masse molaire en kg·K et volume molaire en m²/mol
Masse molaire en J/kg et volume molaire en W/K

Masse molaire en kg/mol et volume molaire en m³/mol

Explication

La masse molaire mesure une masse par quantité de matière et s’exprime en kg/mol, tandis que le volume molaire s’exprime en m³/mol. Inverser ces deux unités constitue la confusion la plus fréquente.

12. Quelle distance correspond à un mile selon les conversions usuelles ?

Environ 5280 km
Environ 30,48 cm
Environ 2,54 cm
Environ 1,609 km

Environ 1,609 km

Explication

Un mile vaut 5280 pieds, soit environ 1,609 km. La valeur 30,48 cm correspond à un pied, tandis que 2,54 cm correspond à un pouce.

13. Quelle conversion associe correctement une unité étrangère à sa grandeur physique ?

1 USgal = 3,786 kg, une unité de masse
1 oz = 28,35 l, une unité de volume
1 lb = 0,454 kg, une unité de masse
1 hp = 0,746 kg, une unité de masse

1 lb = 0,454 kg, une unité de masse

Explication

La livre est une unité de masse et vaut environ 0,454 kg. Le gallon et le baril mesurent des volumes, l’once indiquée mesure une masse, et le horsepower mesure une puissance.

14. Quel facteur multiplicatif le préfixe kilo apporte-t-il à une unité ?

Un facteur de 10−310^{-3}
Un facteur de 10610^6
Un facteur de 10310^3
Un facteur de 10−610^{-6}

Un facteur de $$10^3$$

Explication

Le préfixe kilo, noté k, multiplie l’unité de base par 10310^3. Le facteur 10−310^{-3} correspond au préfixe milli, tandis que méga et micro correspondent respectivement à 10610^6 et 10−610^{-6}.

15. Quelle valeur représente correctement 44 millimètres en mètres ?

4×10−2 m4 \times 10^{-2}\ \text{m}
4×103 m4 \times 10^{3}\ \text{m}
4×10−3 m4 \times 10^{-3}\ \text{m}
4×10−6 m4 \times 10^{-6}\ \text{m}

$$4 \times 10^{-3}\ \text{m}$$

Explication

Le préfixe milli correspond à un facteur de 10−310^{-3}, donc 4 mm=4×10−3 m4\ \text{mm}=4\times10^{-3}\ \text{m}. Le facteur 10−210^{-2} correspond au préfixe centi et le facteur 10−610^{-6} au préfixe micro.

16. Quelle relation décrit correctement le joule ?

Il mesure une température produite par une force de 1 N sur 1 m.
Il représente l’énergie consommée par un appareil de 1000 W durant 1 heure.
Il correspond à une puissance de 1 W maintenue pendant 1 heure.
Il correspond au travail d’une force de 1 N sur 1 m dans sa direction.

Il correspond au travail d’une force de 1 N sur 1 m dans sa direction.

Explication

Le joule est l’unité SI du travail et de l’énergie, notamment le travail d’une force de 1 N sur 1 m dans sa direction. La puissance de 1 W pendant 1 heure décrit une énergie exprimée en wattheure, et non la définition du joule.

17. Quelle énergie, en joules, correspond à la consommation d’un appareil de 1000 W pendant une heure ?

3 600 J3\,600\ \text{J}
360 000 J360\,000\ \text{J}
3 600 000 J3\,600\,000\ \text{J}
36 000 000 J36\,000\,000\ \text{J}

$$3\,600\,000\ \text{J}$$

Explication

Un kilowattheure, soit l’énergie consommée par 1000 W pendant une heure, vaut 3 600 000 J3\,600\,000\ \text{J}. La confusion avec 3 600 J3\,600\ \text{J} vient d’une conversion incomplète des heures et des kilowatts en unités SI.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 44 flashcards sur Grandeurs physiques et unités SI.

Sur combien d'unités de base repose le système international ?

Sur sept unités de base.

Quelle unité de base du SI mesure la longueur ?

Le mètre (m).

Quelle unité de base du SI mesure la masse ?

Le kilogramme (kg).

Voir les flashcards →

Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Grandeurs physiques et unités SI.

Voir la fiche →

Cours similaires

Conduction électrique et lois d’Ohm

Physique

La cellule et ses organites

SVT

Sons et effet Doppler

Physique

Besoins nutritionnels moyens

Biologie cellulaire et méthodes d’étude

SVT

Biologie de la cellule musculaire

Crée tes propres QCM

Importe ton cours et l'IA génère des QCM avec corrections en 30 secondes.

Générateur de QCM