QCM : Images par une lentille convergente (13 questions)

Question 1

1. En observant un texte à travers une lentille, Lina le voit agrandi. Quelle description correspond à cette lentille ?

Ses bords sont plus épais que son centre et elle fait diverger les rayons.

Son centre est plus épais que ses bords et elle fait converger les rayons.

Son centre est plus épais que ses bords et elle fait diverger les rayons.

Ses bords sont plus épais que son centre et elle fait converger les rayons.

Explication

Une lentille convergente a un centre plus épais que ses bords, fait converger les rayons et agrandit le texte observé. Les bords épais et la divergence caractérisent une lentille divergente ; associer l’agrandissement aux bords épais ou à la divergence inverse les propriétés.

Answer

Son centre est plus épais que ses bords et elle fait converger les rayons.

Question 2

2. Quel objet peut dévier les rayons lumineux issus d’une source en réfractant la lumière ?

Un objet transparent appelé lentille.

Un écran mat diffusant la lumière.

Un miroir opaque réfléchissant la lumière.

Un filtre coloré absorbant la lumière.

Explication

Une lentille est un objet transparent qui réfracte la lumière et dévie les rayons issus d’une source. Le miroir réfléchit la lumière, tandis que l’absorption et la diffusion ne définissent pas une lentille.

Answer

Un objet transparent appelé lentille.

Question 3

3. Des rayons parallèles à l’axe optique traversent une lentille convergente et se rejoignent après celle-ci. Quel est le point où ils se coupent ?

Un point de l’axe optique sans rôle focal.

Le foyer objet F.

Le foyer image F′.

Le centre optique O.

Explication

Le foyer image F′ est le point où se coupent, après la lentille convergente, les rayons incidents parallèles entre eux et à l’axe optique. Le centre optique est l’intersection de l’axe et de la lentille, tandis que le foyer objet est un autre point focal.

Answer

Le foyer image F′.

Question 4

4. Sur un schéma, le centre optique d’une lentille est en O et son foyer image en F′. Quelle longueur représente sa distance focale ?

La valeur de la vergence C.

La largeur totale de la lentille.

La distance entre O et F′.

La distance entre O et le foyer objet F.

Explication

La distance focale f′ est la distance entre le centre optique O et le foyer image F′. La largeur de la lentille, la distance jusqu’au foyer objet et la vergence sont des grandeurs différentes.

Answer

La distance entre O et F′.

Question 5

5. Une lentille a une distance focale de $0{,}25\ \text{m}$ . Quelle est sa vergence ?

0{,}0625\ \text{dioptrie}

.

0{,}25\ \text{dioptrie}

.

4\ \text{dioptries}

.

25\ \text{dioptries}

.

Explication

La vergence se calcule avec $C=\frac{1}{f'}$ , en prenant f′ en mètres : $C=\frac{1}{0{,}25}=4\ \text{dioptries}$ . La valeur $0{,}25$ inverse la relation, tandis que $25$ provient de l’emploi de centimètres sans conversion et $0{,}0625$ d’une multiplication.

Answer

$$4\ \text{dioptries}$$.

Question 6

6. Pour tracer l’image donnée par une lentille convergente, un rayon issu de B arrive parallèlement à l’axe optique. Par quel point passe-t-il après la lentille ?

Le centre optique O

Un point quelconque de l’axe optique

Le foyer image F′

Le foyer objet F

Explication

Un rayon incident parallèle à l’axe optique émerge en passant par le foyer image F′. Le foyer objet F correspond au rayon qui ressort parallèlement à l’axe, tandis qu’un rayon passant par O n’est pas dévié.

Answer

Le foyer image F′

Question 7

7. Une lentille convergente a une distance focale $OF'=10\,\text{cm}$ et un objet est placé à $OA=-30\,\text{cm}$ . Quelle position $OA'$ obtient-on avec la relation de conjugaison ?

-15\,\text{cm}

7{,}5\,\text{cm}

10\,\text{cm}

15\,\text{cm}

Explication

La relation donne $\frac{1}{OA'}=\frac{1}{OF'}+\frac{1}{OA}=\frac{1}{10}-\frac{1}{30}=\frac{1}{15}$ , donc $OA'=15\,\text{cm}$ . Le résultat $7{,}5\,\text{cm}$ vient d’une inversion des termes, $-15\,\text{cm}$ d’une erreur de signe, et $10\,\text{cm}$ de la confusion avec la distance focale.

Answer

$$15\,\text{cm}$$

Question 8

8. Un objet de hauteur $AB=2\,\text{cm}$ est situé à $OA=-20\,\text{cm}$ et son image se forme à $OA'=30\,\text{cm}$ . Quelle est la hauteur algébrique $A'B'$ déduite de la relation de grandissement ?

30\,\text{cm}

-3\,\text{cm}

-\frac{4}{3}\,\text{cm}

3\,\text{cm}

Explication

Le grandissement vaut $\gamma=\frac{OA'}{OA}=\frac{30}{-20}=-1{,}5$ , donc $A'B'=\gamma AB=-1{,}5\times2=-3\,\text{cm}$ . La valeur $3\,\text{cm}$ oublie le signe de OA, et $-\frac{4}{3}\,\text{cm}$ résulte de l’inversion du rapport.

Answer

$$-3\,\text{cm}$$

Question 9

9. Dans une expérience avec une lentille, le grandissement mesuré est $\gamma=+0{,}6$ . Comment l’image est-elle orientée par rapport à l’objet ?

Droite

Plus grande et droite

Plus petite et renversée

Renversée

Explication

Un grandissement positif indique une image droite, quel que soit le fait que sa valeur absolue soit inférieure à 1. Une image renversée correspond à un grandissement négatif; la valeur absolue renseigne sur la taille, pas sur l’orientation.

Answer

Une image réelle

Answer

Une image virtuelle, impossible à recueillir sur un écran

Answer

Accoler un miroir plan à la lentille et déplacer l’ensemble jusqu’à ce que l’image se forme dans le plan de l’objet ; mesurer alors la distance objet-lentille

Answer

$$\gamma=-1$$

Question 10

10. Une image produite par une lentille convergente peut être projetée nettement sur un écran. Quelle est sa nature ?

Une image virtuelle

Un objet virtuel

Un objet réel

Une image réelle

Explication

Une image réelle peut être recueillie sur un écran. Une image virtuelle est liée à l’observation à travers la lentille, tandis que les termes « objet réel » et « objet virtuel » désignent la nature de l’objet, non de l’image.

Question 11

11. Un objet est placé à une distance de la lentille convergente inférieure à sa distance focale, entre le foyer objet F et le centre optique O. Quelle image observe-t-on en regardant à travers la lentille ?

Une image virtuelle, recueillie sur un écran

Une image virtuelle, impossible à recueillir sur un écran

Une image réelle, impossible à recueillir sur un écran

Une image réelle, recueillie sur un écran

Explication

Lorsque l’objet est entre F et O, à une distance inférieure à la distance focale, l’image observée à travers la lentille est virtuelle et ne peut pas être formée sur un écran. « Image réelle » confond nature et projection, tandis que les deux autres réponses attribuent à tort une projection sur écran.

Question 12

12. Pour mesurer la distance focale d’une lentille convergente par autocollimation, quelle procédure un élève doit-il suivre ?

Accoler un miroir plan à la lentille et déplacer l’ensemble jusqu’à ce que l’image se forme dans le plan de l’objet ; mesurer alors la distance objet-lentille

Déplacer l’objet devant la lentille jusqu’à obtenir une image sur un écran ; mesurer alors la distance objet-lentille

Placer un miroir plan derrière l’objet et déplacer l’objet jusqu’à ce que l’image se forme sur la lentille ; mesurer alors la distance objet-miroir

Accoler un miroir plan à la lentille et déplacer l’ensemble jusqu’à obtenir une image sur un écran ; mesurer alors la distance lentille-écran

Explication

En autocollimation, on accole un miroir plan à la lentille et on déplace l’ensemble jusqu’à ce que l’image se forme dans le plan de l’objet ; la distance objet-lentille vaut alors la distance focale. La distance lentille-écran relève d’une autre mesure, et les autres procédures omettent la condition d’autocollimation.

Question 13

13. Lors d’une autocollimation, une image est renversée et possède la même taille que l’objet. Quel grandissement lui associer ?

\gamma=+1

\gamma=+2

\gamma=-1

\gamma=-2

Explication

Une image de même taille que l’objet a un grandissement de module égal à $1$ , et son renversement donne un signe négatif : $\gamma=-1$ . $+1$ néglige le renversement, tandis que $\pm2$ attribue à tort une taille double.

QCM : Images par une lentille convergente (13 questions)

Questions et réponses du QCM

1. En observant un texte à travers une lentille, Lina le voit agrandi. Quelle description correspond à cette lentille ?

2. Quel objet peut dévier les rayons lumineux issus d’une source en réfractant la lumière ?

3. Des rayons parallèles à l’axe optique traversent une lentille convergente et se rejoignent après celle-ci. Quel est le point où ils se coupent ?

4. Sur un schéma, le centre optique d’une lentille est en O et son foyer image en F′. Quelle longueur représente sa distance focale ?

5. Une lentille a une distance focale de $0{,}25\ \text{m}$ . Quelle est sa vergence ?

6. Pour tracer l’image donnée par une lentille convergente, un rayon issu de B arrive parallèlement à l’axe optique. Par quel point passe-t-il après la lentille ?

7. Une lentille convergente a une distance focale $OF'=10\,\text{cm}$ et un objet est placé à $OA=-30\,\text{cm}$ . Quelle position $OA'$ obtient-on avec la relation de conjugaison ?

8. Un objet de hauteur $AB=2\,\text{cm}$ est situé à $OA=-20\,\text{cm}$ et son image se forme à $OA'=30\,\text{cm}$ . Quelle est la hauteur algébrique $A'B'$ déduite de la relation de grandissement ?

9. Dans une expérience avec une lentille, le grandissement mesuré est $\gamma=+0{,}6$ . Comment l’image est-elle orientée par rapport à l’objet ?

10. Une image produite par une lentille convergente peut être projetée nettement sur un écran. Quelle est sa nature ?

11. Un objet est placé à une distance de la lentille convergente inférieure à sa distance focale, entre le foyer objet F et le centre optique O. Quelle image observe-t-on en regardant à travers la lentille ?

12. Pour mesurer la distance focale d’une lentille convergente par autocollimation, quelle procédure un élève doit-il suivre ?

13. Lors d’une autocollimation, une image est renversée et possède la même taille que l’objet. Quel grandissement lui associer ?

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QCM : Images par une lentille convergente (13 questions)

Questions et réponses du QCM

1. En observant un texte à travers une lentille, Lina le voit agrandi. Quelle description correspond à cette lentille ?

2. Quel objet peut dévier les rayons lumineux issus d’une source en réfractant la lumière ?

3. Des rayons parallèles à l’axe optique traversent une lentille convergente et se rejoignent après celle-ci. Quel est le point où ils se coupent ?

4. Sur un schéma, le centre optique d’une lentille est en O et son foyer image en F′. Quelle longueur représente sa distance focale ?

5. Une lentille a une distance focale de 0,25 m0{,}25\ \text{m}0,25 m. Quelle est sa vergence ?

6. Pour tracer l’image donnée par une lentille convergente, un rayon issu de B arrive parallèlement à l’axe optique. Par quel point passe-t-il après la lentille ?

7. Une lentille convergente a une distance focale OF′=10 cmOF'=10\,\text{cm}OF′=10cm et un objet est placé à OA=−30 cmOA=-30\,\text{cm}OA=−30cm. Quelle position OA′OA'OA′ obtient-on avec la relation de conjugaison ?

8. Un objet de hauteur AB=2 cmAB=2\,\text{cm}AB=2cm est situé à OA=−20 cmOA=-20\,\text{cm}OA=−20cm et son image se forme à OA′=30 cmOA'=30\,\text{cm}OA′=30cm. Quelle est la hauteur algébrique A′B′A'B'A′B′ déduite de la relation de grandissement ?

9. Dans une expérience avec une lentille, le grandissement mesuré est γ=+0,6\gamma=+0{,}6γ=+0,6. Comment l’image est-elle orientée par rapport à l’objet ?

10. Une image produite par une lentille convergente peut être projetée nettement sur un écran. Quelle est sa nature ?

11. Un objet est placé à une distance de la lentille convergente inférieure à sa distance focale, entre le foyer objet F et le centre optique O. Quelle image observe-t-on en regardant à travers la lentille ?

12. Pour mesurer la distance focale d’une lentille convergente par autocollimation, quelle procédure un élève doit-il suivre ?

13. Lors d’une autocollimation, une image est renversée et possède la même taille que l’objet. Quel grandissement lui associer ?

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5. Une lentille a une distance focale de $0{,}25\ \text{m}$ . Quelle est sa vergence ?

7. Une lentille convergente a une distance focale $OF'=10\,\text{cm}$ et un objet est placé à $OA=-30\,\text{cm}$ . Quelle position $OA'$ obtient-on avec la relation de conjugaison ?

8. Un objet de hauteur $AB=2\,\text{cm}$ est situé à $OA=-20\,\text{cm}$ et son image se forme à $OA'=30\,\text{cm}$ . Quelle est la hauteur algébrique $A'B'$ déduite de la relation de grandissement ?

9. Dans une expérience avec une lentille, le grandissement mesuré est $\gamma=+0{,}6$ . Comment l’image est-elle orientée par rapport à l’objet ?