QCM : Lentilles convergentes et formation des images (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une lentille à bords épais fait paraître un texte plus petit. Quel effet produit-elle sur un faisceau incident parallèle à l’axe optique ?

Elle laisse le faisceau parallèle à l’axe.
Elle dévie le faisceau vers le centre optique.
Elle rend le faisceau émergent divergent.
Elle fait converger le faisceau en F’.

Elle rend le faisceau émergent divergent.

Explication

Une lentille divergente, reconnaissable ici à ses bords épais et à la réduction du texte, rend divergent le faisceau émergent. La convergence en F’ correspond à une lentille convergente, et un faisceau restant parallèle ou dévié vers O ne décrit pas l’effet indiqué.

2. Un rayon incident passe par le foyer objet F d’une lentille mince convergente. Quelle direction prend-il après la lentille ?

Il émerge parallèlement à l’axe optique.
Il émerge en convergeant vers F’.
Il émerge en divergeant à partir de F’.
Il poursuit sa trajectoire sans déviation vers O.

Il émerge parallèlement à l’axe optique.

Explication

Le foyer objet F est tel qu’un rayon qui le traverse émerge parallèlement à l’axe optique. La convergence vers F’ concerne un rayon incident parallèle à l’axe, tandis que la non-déviation caractérise le rayon passant par O.

3. Un rayon lumineux traverse le centre optique O d’une lentille mince convergente. Quelle est sa trajectoire après la lentille ?

Il émerge parallèlement à l’axe optique.
Il continue en ligne droite sans être dévié.
Il émerge en passant par le foyer image F’.
Il est dévié vers le foyer objet F.

Il continue en ligne droite sans être dévié.

Explication

Le rayon qui passe par le centre optique O n’est pas dévié par une lentille mince convergente. Un rayon parallèle à l’axe émerge en passant par F’, tandis qu’un rayon passant par F émerge parallèlement à l’axe.

4. Que représente le grandissement d’une lentille dans la relation entre un objet et son image ?

La somme des distances de l’objet et de l’image au centre optique
Le rapport entre la taille de l’image et celle de l’objet, égal au rapport des distances orientées à la lentille
La différence entre la taille de l’image et celle de l’objet, exprimée en centimètres
Le rapport entre la distance focale et la distance de l’objet au centre optique

Le rapport entre la taille de l’image et celle de l’objet, égal au rapport des distances orientées à la lentille

Explication

Le grandissement compare la taille de l’image à celle de l’objet et correspond aussi au rapport des distances orientées OA’ et OA. La distance focale intervient dans la formation de l’image, mais son rapport à la distance de l’objet ne définit pas le grandissement.

5. Pour une lentille convergente, que devient la taille de l’image lorsque l’objet est placé à une distance supérieure à deux fois la distance focale ?

L’image est de même taille que l’objet.
L’image est plus grande que l’objet.
L’image est plus petite que l’objet.
L’image ne peut pas se former sur un écran.

L’image est plus petite que l’objet.

Explication

Au-delà de deux fois la distance focale, la lentille forme une image plus petite que l’objet. À deux fois la distance focale, l’image est de même taille, mais cette situation ne correspond pas à une distance supérieure.

6. Dans le modèle réduit de l’œil, quel rôle joue le diaphragme ?

Il représente la rétine et reçoit l’image formée par le système optique.
Il représente le cerveau et interprète l’image reçue par l’œil.
Il représente la pupille et règle l’ouverture laissant entrer la lumière.
Il représente le cristallin et fait converger les rayons lumineux.

Il représente la pupille et règle l’ouverture laissant entrer la lumière.

Explication

Le diaphragme du modèle réduit correspond à la pupille, dont l’ouverture détermine le passage de la lumière dans l’œil. La rétine joue plutôt le rôle d’un écran où se forme l’image.

7. Lorsqu’un rayon lumineux passe de l’eau à l’air, comment l’angle de réfraction se compare-t-il généralement à l’angle d’incidence ?

Il est égal, car le changement de milieu ne modifie pas la direction du rayon.
Il est plus grand, car la lumière se réfracte en changeant de milieu.
Il devient nul, car la lumière cesse de se propager à la surface de l’eau.
Il est plus petit, car la lumière se rapproche de la normale en sortant de l’eau.

Il est plus grand, car la lumière se réfracte en changeant de milieu.

Explication

En passant de l’eau à l’air, le rayon se réfracte et l’exemple donné montre un angle de réfraction supérieur à l’angle d’incidence. L’idée qu’il se rapproche de la normale correspond au passage de l’air vers l’eau, dans le sens inverse.

8. Lorsqu’on rapproche un objet d’une lentille convergente dans une construction d’image, quel ajustement permet de retrouver une image nette sur l’écran ?

Éloigner l’écran de la lentille, en le déplaçant vers la droite.
Remplacer la lentille par un objectif de plus courte focale.
Incliner l’écran sans modifier sa distance à la lentille.
Rapprocher l’écran de la lentille, en le déplaçant vers la gauche.

Éloigner l’écran de la lentille, en le déplaçant vers la droite.

Explication

Le rapprochement de l’objet exige de déplacer l’écran vers la droite, donc de l’éloigner de la lentille, pour que l’image redevienne nette. Rapprocher l’écran de la lentille ne compense pas ce changement de position de l’objet.

9. Pour repérer expérimentalement le foyer image d’une lentille convergente, quelle procédure faut-il utiliser avec un faisceau lumineux parallèle à l’axe optique ?

Faire diverger le faisceau et repérer sur l’axe le point d’où il semble provenir.
Faire converger le faisceau et repérer sur l’axe le point où il se rassemble.
Faire passer le faisceau par le centre optique et repérer son point de sortie.
Orienter le faisceau vers le foyer objet et repérer le point où il devient convergent.

Faire converger le faisceau et repérer sur l’axe le point où il se rassemble.

Explication

Le foyer image F’ est le point de l’axe optique où converge un faisceau incident parallèle à cet axe. Un faisceau divergent semble provenir du foyer objet, et non du foyer image.

10. Lors de la construction de l’image d’un objet AB par une lentille convergente, comment détermine-t-on la position du point image B’ ?

On utilise un seul rayon remarquable issu de A, puis on place B’ sur l’axe optique à la verticale de A’.
On utilise au moins deux rayons remarquables issus de B, puis on place A’ sur l’axe optique à la verticale de B’.
On repère le foyer image F’, puis on place B’ à la même distance de la lentille que l’objet B.
On trace deux rayons parallèles à l’axe optique depuis A, puis on place B’ au centre optique O.

On utilise au moins deux rayons remarquables issus de B, puis on place A’ sur l’axe optique à la verticale de B’.

Explication

Deux rayons remarquables au moins permettent de localiser B’, et A’ se place ensuite sur l’axe optique à la verticale de ce point. La construction à partir d’un seul rayon issu de A ne permet pas de déterminer B’ comme décrit.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 10 flashcards sur Lentilles convergentes et formation des images.

Comment les bords d’une lentille convergente se distinguent-ils de ceux d’une lentille divergente ?

Ils sont minces pour une lentille convergente et épais pour une lentille divergente.

Comment construire l’image A’B’ d’un objet AB ?

Déterminer B’ avec au moins deux rayons remarquables, puis placer A’ à la verticale de B’ sur l’axe optique.

Que devient le rayon passant par O dans une lentille mince convergente ?

Il n’est pas dévié.

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Consultez la fiche de révision complète sur Lentilles convergentes et formation des images.

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