QCM : Le son et sa numérisation (17 questions)

Question 1

1. Lorsqu’une source vibrante produit un son dans l’air, quel phénomène moléculaire est à l’origine du son ?

Une succession de compressions et de dépressions des molécules d’air

Une succession de dépressions des molécules d’air sans compressions

Une succession de compressions et de dépressions des molécules d’eau

Un déplacement continu des molécules d’air dans une seule direction

Explication

Un son dans l’air est créé par des variations successives de pression, c’est-à-dire des compressions et des dépressions des molécules. Le déplacement global de l’air confond propagation et transport de matière ; les deux autres réponses omettent les compressions ou remplacent l’air par l’eau.

Answer

Une succession de compressions et de dépressions des molécules d’air

Question 2

2. Une source sonore est placée dans une enceinte dont on retire progressivement l’air. Que se passe-t-il lorsque l’enceinte devient presque vide ?

Le son s’atténue, car il reste de moins en moins de milieu matériel pour le transmettre

Le son se transmet sans changement, car les vibrations traversent le vide

Le son continue à se propager comme la lumière, sans molécules pour le transmettre

Le son devient plus rapide, car la pression de l’air diminue

Explication

La propagation du son exige un milieu matériel ; retirer l’air réduit donc les molécules disponibles pour transmettre les vibrations. La propagation dans le vide transpose à tort une propriété de la lumière, tandis que la baisse de pression ne rend pas le son plus rapide.

Answer

Le son s’atténue, car il reste de moins en moins de milieu matériel pour le transmettre

Question 3

3. Un technicien mesure la vitesse du son à différents endroits et à différents moments. Quels facteurs peuvent expliquer que ses mesures varient ?

La fréquence, la durée du signal et son amplitude

La forme de la source, la distance et le volume sonore

Le milieu traversé, la température et l’humidité

L’intensité sonore, la fréquence et la forme de la source

Explication

La vitesse du son dépend du milieu de propagation, de la température et de l’humidité. Les autres choix substituent à ces paramètres des caractéristiques du signal ou de la source.

Answer

Le milieu traversé, la température et l’humidité

Question 4

4. Un signal sonore régulier présente une forme sinusoïdale. Quelles caractéristiques définissent un son pur ?

Ses plusieurs fréquences, son amplitude et sa durée totale

Sa fréquence, sa durée totale et son intensité perçue

Son amplitude, sa fréquence et sa période

Sa période, son timbre et sa vitesse de propagation

Explication

Un son pur est un signal sinusoïdal caractérisé par son amplitude, sa fréquence et sa période. Plusieurs fréquences caractérisent le son complexe ; la durée totale, le timbre et la vitesse de propagation ne remplacent pas ces paramètres.

Answer

Son amplitude, sa fréquence et sa période

Question 5

5. Un enregistrement présente un motif qui se répète, tandis que son spectre comporte plusieurs fréquences. Comment le caractériser ?

Un son pur périodique, défini par une seule fréquence sinusoïdale

Un son complexe périodique, équivalent à une addition de sons purs

Un son pur périodique, composé de plusieurs fréquences indépendantes

Un son complexe apériodique, constitué de fréquences sans motif répété

Explication

Un son complexe peut être périodique tout en comprenant plusieurs fréquences ; il correspond à une addition de sons purs. Le son pur est sinusoïdal, et la présence de plusieurs fréquences ne rend pas le signal apériodique.

Answer

Un son complexe périodique, équivalent à une addition de sons purs

Question 6

6. Un son présente une période de $0{,}004\ \text{s}$ . Quelle est sa fréquence ?

4\ \text{Hz}

250\ \text{Hz}

0{,}004\ \text{Hz}

0{,}00025\ \text{Hz}

Explication

La fréquence est l’inverse de la période : $f=\frac{1}{T}=\frac{1}{0{,}004\ \text{s}}=250\ \text{Hz}$ . Les distracteurs reprennent la période, appliquent une conversion erronée ou inversent à nouveau le résultat.

Answer

$$250\ \text{Hz}$$

Question 7

7. Un appareil émet un son de $18\,000\ \text{Hz}$ . Dans quelle catégorie de fréquence se situe-t-il ?

Dans le domaine audible

Parmi les infrasons

À la limite caractéristique de la voix

Parmi les ultrasons

Explication

Le domaine audible s’étend de 20 Hz à 20 000 Hz ; 18 000 Hz se trouve donc dans cet intervalle. Les infrasons sont sous 20 Hz, les ultrasons au-dessus de 20 000 Hz, et 200 Hz est une valeur caractéristique de la voix plutôt qu’une limite.

Answer

Dans le domaine audible

Question 8

8. Dans le spectre d’un son complexe, quelle fréquence est appelée fréquence fondamentale ?

La fréquence dont le pic est le plus élevé

La fréquence la plus haute du son

La fréquence la plus basse du son

Un multiple quelconque de la fréquence la plus basse

Explication

La fréquence fondamentale est la fréquence la plus basse présente dans un son complexe. Le pic le plus élevé indique une amplitude plus grande, la fréquence la plus haute est à l’autre extrémité du spectre, et un multiple de la fondamentale est une harmonique.

Answer

La fréquence la plus basse du son

Question 9

9. Un son a une fréquence fondamentale de 150 Hz et contient une composante à 600 Hz. Comment cette composante se caractérise-t-elle ?

C’est une nouvelle fréquence fondamentale, car elle est plus élevée

C’est une sous-harmonique, car elle dépasse la fondamentale

Ce n’est pas une harmonique, car elle ne vaut pas deux fois la fondamentale

C’est une fréquence harmonique, car elle vaut quatre fois la fondamentale

Explication

Une fréquence harmonique est un multiple entier de la fréquence fondamentale, et 600 Hz vaut quatre fois 150 Hz. La confondre avec une sous-harmonique inverse le rapport, tandis qu’une fréquence plus élevée ne devient pas pour autant fondamentale.

Answer

C’est une fréquence harmonique, car elle vaut quatre fois la fondamentale

Question 10

10. Une source sonore de puissance 12 W répartit son énergie sur une surface de propagation de 3 m². Quelle intensité sonore reçoit-on ?

36 W/m²

4 W/m²

0,25 W/m²

12 W/m²

Explication

L’intensité est le rapport de la puissance à la surface : $I = \frac{P}{S} = \frac{12}{3} = 4\ \text{W/m}^2$ . Multiplier donne 36, inverser le rapport donne 0,25, et reprendre la puissance seule néglige la surface.

Answer

$$16\pi\ \text{m}^2$$

Answer

Elle est divisée par quatre

Answer

$$L = 10\log\left(\frac{I}{I_0}\right)$$

Answer

Le son devient plus aigu.

Answer

Elles peuvent être endommagées par le son fort.

Answer

Échantillonnage, puis quantification.

Question 11

11. Une onde sonore se propage de façon sphérique jusqu’à un point situé à 2 m de sa source. Quelle surface de propagation faut-il utiliser pour calculer l’intensité ?

64\pi\ \text{m}^2

4\pi\ \text{m}^2

16\pi\ \text{m}^2

4\ \text{m}^2

Explication

Pour une propagation sphérique, $S = 4\pi r^2$ ; avec $r=2\ \text{m}$ , on obtient $S=4\pi(2)^2=16\pi\ \text{m}^2$ . La réponse $4\pi$ oublie le carré du rayon, $4$ correspond à un disque, et $64\pi$ traite le diamètre comme le rayon.

Question 12

12. À puissance constante, un auditeur s’éloigne d’une source sonore et passe de 3 m à 6 m. Comment l’intensité reçue évolue-t-elle ?

Elle est multipliée par quatre

Elle est diminuée de 3 dB

Elle est divisée par quatre

Elle est divisée par deux

Explication

À puissance constante, doubler la distance multiplie par quatre la surface sphérique de propagation, donc divise l’intensité par quatre. La variation de 3 dB concerne un doublement de l’intensité, et non un doublement de la distance.

Question 13

13. Pour calculer le niveau sonore à partir d’une intensité mesurée et de l’intensité de référence, quelle relation faut-il appliquer ?

L = 10\log\left(\frac{I}{I_0}\right)

L = 10\log\left(\frac{I_0}{I}\right)

L = 10\left(\frac{I}{I_0}\right)

L = \frac{P}{S}

Explication

Le niveau d’intensité sonore en décibels se calcule avec le logarithme décimal du rapport de l’intensité mesurée à l’intensité de référence, multiplié par 10. $P/S$ donne l’intensité, tandis que les autres choix omettent le logarithme ou inversent le rapport.

Question 14

14. Un instrument joue une note dont la fréquence augmente, sans que son amplitude change. Comment la hauteur perçue évolue-t-elle ?

Le son devient plus fort.

Le son devient plus faible.

Le son devient plus grave.

Le son devient plus aigu.

Explication

Une fréquence plus élevée correspond à un son plus aigu ; l’amplitude concerne plutôt l’intensité perçue. Confondre hauteur et amplitude fait choisir un son plus fort, inverser la relation donne un son plus grave, et attribuer l’effet à la fréquence seule ne justifie pas un son plus faible.

Question 15

15. Une personne écoute régulièrement de la musique à un niveau sonore très élevé. Quel risque concerne les cellules ciliées de son oreille ?

Elles peuvent amplifier le son dans l’oreille.

Elles peuvent être endommagées par l’absence d’aigus.

Elles peuvent être endommagées par le son fort.

Elles peuvent provoquer une vibration du tympan.

Explication

Un son fort peut endommager les cellules ciliées de l’oreille. La fatigue passagère n’est pas le mécanisme indiqué, l’absence d’aigus n’est pas la cause mentionnée et le tympan est une autre structure auditive.

Question 16

16. Pour numériser un son, un appareil relève d’abord des valeurs à intervalles réguliers, puis attribue à chacune une représentation binaire. Quel enchaînement décrit ces opérations ?

Échantillonnage, puis quantification.

Échantillonnage, puis amplification.

Filtrage, puis quantification.

Quantification, puis échantillonnage.

Explication

L’échantillonnage relève des valeurs à intervalles réguliers, puis la quantification convertit chaque valeur en représentation binaire. Inverser ces opérations méconnaît leur ordre, remplacer la quantification par une amplification confond les traitements, et omettre le binaire ne décrit pas la quantification.

Question 17

17. Quelle valeur décimale obtient-on en convertissant le nombre binaire $101$ en base 10 ?

101

4

3

5

Explication

En base 2, $101$ vaut $1\times2^2+0\times2^1+1\times2^0=5$ . Garder les chiffres tels quels confond les bases, ne retenir que la puissance la plus élevée donne $4$ et compter les chiffres donne $3$ .

QCM : Le son et sa numérisation (17 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Lorsqu’une source vibrante produit un son dans l’air, quel phénomène moléculaire est à l’origine du son ?

2. Une source sonore est placée dans une enceinte dont on retire progressivement l’air. Que se passe-t-il lorsque l’enceinte devient presque vide ?

3. Un technicien mesure la vitesse du son à différents endroits et à différents moments. Quels facteurs peuvent expliquer que ses mesures varient ?

4. Un signal sonore régulier présente une forme sinusoïdale. Quelles caractéristiques définissent un son pur ?

5. Un enregistrement présente un motif qui se répète, tandis que son spectre comporte plusieurs fréquences. Comment le caractériser ?

6. Un son présente une période de $0{,}004\ \text{s}$ . Quelle est sa fréquence ?

7. Un appareil émet un son de $18\,000\ \text{Hz}$ . Dans quelle catégorie de fréquence se situe-t-il ?

8. Dans le spectre d’un son complexe, quelle fréquence est appelée fréquence fondamentale ?

9. Un son a une fréquence fondamentale de 150 Hz et contient une composante à 600 Hz. Comment cette composante se caractérise-t-elle ?

10. Une source sonore de puissance 12 W répartit son énergie sur une surface de propagation de 3 m². Quelle intensité sonore reçoit-on ?

11. Une onde sonore se propage de façon sphérique jusqu’à un point situé à 2 m de sa source. Quelle surface de propagation faut-il utiliser pour calculer l’intensité ?

12. À puissance constante, un auditeur s’éloigne d’une source sonore et passe de 3 m à 6 m. Comment l’intensité reçue évolue-t-elle ?

13. Pour calculer le niveau sonore à partir d’une intensité mesurée et de l’intensité de référence, quelle relation faut-il appliquer ?

14. Un instrument joue une note dont la fréquence augmente, sans que son amplitude change. Comment la hauteur perçue évolue-t-elle ?

15. Une personne écoute régulièrement de la musique à un niveau sonore très élevé. Quel risque concerne les cellules ciliées de son oreille ?

16. Pour numériser un son, un appareil relève d’abord des valeurs à intervalles réguliers, puis attribue à chacune une représentation binaire. Quel enchaînement décrit ces opérations ?

17. Quelle valeur décimale obtient-on en convertissant le nombre binaire $101$ en base 10 ?

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QCM : Le son et sa numérisation (17 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Lorsqu’une source vibrante produit un son dans l’air, quel phénomène moléculaire est à l’origine du son ?

2. Une source sonore est placée dans une enceinte dont on retire progressivement l’air. Que se passe-t-il lorsque l’enceinte devient presque vide ?

3. Un technicien mesure la vitesse du son à différents endroits et à différents moments. Quels facteurs peuvent expliquer que ses mesures varient ?

4. Un signal sonore régulier présente une forme sinusoïdale. Quelles caractéristiques définissent un son pur ?

5. Un enregistrement présente un motif qui se répète, tandis que son spectre comporte plusieurs fréquences. Comment le caractériser ?

6. Un son présente une période de 0,004 s0{,}004\ \text{s}0,004 s. Quelle est sa fréquence ?

7. Un appareil émet un son de 18 000 Hz18\,000\ \text{Hz}18000 Hz. Dans quelle catégorie de fréquence se situe-t-il ?

8. Dans le spectre d’un son complexe, quelle fréquence est appelée fréquence fondamentale ?

9. Un son a une fréquence fondamentale de 150 Hz et contient une composante à 600 Hz. Comment cette composante se caractérise-t-elle ?

10. Une source sonore de puissance 12 W répartit son énergie sur une surface de propagation de 3 m². Quelle intensité sonore reçoit-on ?

11. Une onde sonore se propage de façon sphérique jusqu’à un point situé à 2 m de sa source. Quelle surface de propagation faut-il utiliser pour calculer l’intensité ?

12. À puissance constante, un auditeur s’éloigne d’une source sonore et passe de 3 m à 6 m. Comment l’intensité reçue évolue-t-elle ?

13. Pour calculer le niveau sonore à partir d’une intensité mesurée et de l’intensité de référence, quelle relation faut-il appliquer ?

14. Un instrument joue une note dont la fréquence augmente, sans que son amplitude change. Comment la hauteur perçue évolue-t-elle ?

15. Une personne écoute régulièrement de la musique à un niveau sonore très élevé. Quel risque concerne les cellules ciliées de son oreille ?

16. Pour numériser un son, un appareil relève d’abord des valeurs à intervalles réguliers, puis attribue à chacune une représentation binaire. Quel enchaînement décrit ces opérations ?

17. Quelle valeur décimale obtient-on en convertissant le nombre binaire 101101101 en base 10 ?

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6. Un son présente une période de $0{,}004\ \text{s}$ . Quelle est sa fréquence ?

7. Un appareil émet un son de $18\,000\ \text{Hz}$ . Dans quelle catégorie de fréquence se situe-t-il ?

17. Quelle valeur décimale obtient-on en convertissant le nombre binaire $101$ en base 10 ?