QCM : Ondes sonores et atténuation — 13 questions

Question 1

1. Que transporte une onde lors de la propagation d’une perturbation dans un milieu ?

De l’énergie sans transport global de matière

De la matière sans transfert durable d’énergie

Une immobilité locale sans transmission d’énergie

De la matière et de l’énergie dans la même direction

Explication

Une onde transmet de l’énergie par la propagation d’une perturbation, sans déplacement global de matière. L’idée d’un transport durable de matière confond le mouvement local des éléments du milieu avec un déplacement global.

Answer

De l’énergie sans transport global de matière

Question 2

2. Que désigne la célérité d’une onde ?

La distance séparant deux points dans le même état

La durée séparant deux perturbations identiques

Le nombre de répétitions de la perturbation par seconde

La vitesse de propagation d’une perturbation

Explication

La célérité correspond à la vitesse à laquelle la perturbation se propage. Le nombre de répétitions par unité de temps décrit la fréquence, et non la célérité.

Answer

La vitesse de propagation d’une perturbation

Question 3

3. Quelle distinction décrit correctement une onde mécanique et une onde électromagnétique ?

L’onde mécanique est une variation électromagnétique, tandis que l’onde électromagnétique est un mouvement local de matière.

L’onde mécanique exige un milieu matériel, tandis que l’onde électromagnétique peut se propager dans le vide.

L’onde mécanique se propage dans le vide, tandis que l’onde électromagnétique exige un milieu matériel.

L’onde mécanique transporte globalement la matière, tandis que l’onde électromagnétique transporte seulement de l’énergie.

Explication

Une onde mécanique repose sur un mouvement local de matière et a besoin d’un milieu matériel, alors qu’une onde électromagnétique peut se propager dans le vide. L’affirmation concernant la propagation de l’onde mécanique dans le vide inverse cette distinction fondamentale.

Answer

L’onde mécanique exige un milieu matériel, tandis que l’onde électromagnétique peut se propager dans le vide.

Question 4

4. Quelle caractéristique définit un phénomène périodique ?

Il associe nécessairement une oscillation à un déplacement de matière.

Il conserve une même amplitude à toutes les distances parcourues.

Il se déplace avec une vitesse constante dans un milieu donné.

Il se reproduit identiquement à intervalles de temps réguliers.

Explication

Un phénomène périodique recommence de manière identique après des intervalles de temps réguliers. Une vitesse constante ou une amplitude constante ne suffit pas à définir la périodicité.

Answer

Il se reproduit identiquement à intervalles de temps réguliers.

Question 5

5. Que représente la période $T$ d’un phénomène périodique ?

La distance entre deux points dans le même état

La plus petite durée entre deux répétitions identiques

Le nombre de répétitions réalisées pendant une seconde

La vitesse de propagation d’une perturbation

Explication

La période est une durée : elle mesure l’intervalle minimal séparant deux répétitions identiques et s’exprime en secondes. Le nombre de répétitions par seconde correspond à la fréquence, tandis que la distance relève de la longueur d’onde.

Answer

La plus petite durée entre deux répétitions identiques

Question 6

6. Une oscillation a une période de $0,25\ \mathrm{s}$ . Quelle est sa fréquence ?

0,25\ \mathrm{Hz}

2,5\ \mathrm{Hz}

4\ \mathrm{Hz}

25\ \mathrm{Hz}

Explication

La relation $f=\frac{1}{T}$ donne ici $f=\frac{1}{0,25}=4\ \mathrm{Hz}$ . La valeur $0,25\ \mathrm{Hz}$ reprend la période sans effectuer l’inversion demandée.

Answer

$$4\ \mathrm{Hz}$$

Question 7

7. Une onde possède une célérité de $3,0\ \mathrm{m\,s^{-1}}$ et une période de $2,0\ \mathrm{s}$ . Quelle est sa longueur d’onde ?

1,5\ \mathrm{m}

0,67\ \mathrm{m}

6,0\ \mathrm{m}

5,0\ \mathrm{m}

Explication

La relation $\lambda=v\times T$ conduit à $\lambda=3,0\times2,0=6,0\ \mathrm{m}$ . La valeur $1,5\ \mathrm{m}$ provient d’une division de la célérité par la période au lieu d’utiliser le produit.

Answer

$$6,0\ \mathrm{m}$$

Question 8

8. Quelle description caractérise correctement le son ?

C’est une onde électromagnétique transversale.

C’est une onde mécanique longitudinale.

C’est un déplacement global de matière dans la direction de propagation.

C’est une perturbation immobile dans un milieu matériel.

Explication

Le son est une onde mécanique longitudinale, également appelée onde sonore ou acoustique. Le qualifier d’onde électromagnétique ou de déplacement global de matière contredit sa nature physique.

Answer

C’est une onde mécanique longitudinale.

Question 9

9. Comment une onde sonore se manifeste-t-elle dans un gaz ?

Par une variation des propriétés électromagnétiques du vide.

Par la propagation de compressions et de dilatations.

Par une succession de surfaces fixes sans modification de pression.

Par le déplacement global du gaz sur toute la distance parcourue.

Explication

Dans un gaz, le son se propage sous forme de compressions et de dilatations successives. Le gaz oscille localement, mais il n’est pas transporté globalement avec l’onde.

Answer

Par la propagation de compressions et de dilatations.

Question 10

10. Que représente la puissance $P$ d’une onde et dans quelle unité s’exprime-t-elle ?

La puissance répartie sur une surface, en mètres carrés

La durée nécessaire pour transporter une énergie, en secondes

La distance parcourue par l’énergie, en mètres

L’énergie transportée par unité de temps, en watts

Explication

La puissance mesure l’énergie transportée par unité de temps et son unité est le watt. La puissance par unité de surface correspond à l’intensité sonore, qui est une grandeur différente.

Answer

L’énergie transportée par unité de temps, en watts

Question 11

11. Que représente principalement le niveau sonore $L$ ?

La puissance acoustique émise par la source

La fréquence des vibrations produites par la source

La perception du volume sonore par l’auditeur

La puissance sonore reçue par unité de surface

Explication

Le niveau sonore décrit la perception du volume sonore et s’exprime en décibels. La puissance reçue par unité de surface correspond plutôt à l’intensité sonore, qui est une grandeur physique différente.

Answer

La perception du volume sonore par l’auditeur

Question 12

12. Une intensité sonore vaut $I=1\times10^{-8}\ \mathrm{W\,m^{-2}}$ et l’intensité de référence vaut $I_0=1\times10^{-12}\ \mathrm{W\,m^{-2}}$ . Quelle expression permet de calculer le niveau sonore ?

L=\frac{1\times10^{-8}}{10\left(1\times10^{-12}\right)}

L=10\left(1\times10^{-8}-1\times10^{-12}\right)

L=10\log\left(\frac{1\times10^{-8}}{1\times10^{-12}}\right)

L=10\log\left(1\times10^{-8}\times1\times10^{-12}\right)

Explication

Le niveau sonore se calcule à partir du logarithme du rapport entre l’intensité mesurée et l’intensité de référence, selon $L=10\log\left(I/I_0\right)$ . Une multiplication ou une soustraction des deux intensités ne correspond pas à la définition du niveau sonore.

Answer

$$L=10\log\left(\frac{1\times10^{-8}}{1\times10^{-12}}\right)$$

Question 13

13. Pourquoi un son peut-il être perçu comme moins fort lorsque le récepteur s’éloigne de la source ?

La fréquence augmente et rend progressivement le son moins perceptible

La source transforme une partie de sa puissance sonore en lumière

La puissance se répartit sur une surface plus grande ou est partiellement absorbée

La distance réduit directement la puissance produite par la source

Explication

L’éloignement peut diminuer le son perçu parce que la puissance se répartit sur une surface croissante ou parce qu’une partie est absorbée par le milieu. La fréquence et la conversion en lumière ne constituent pas les mécanismes d’atténuation décrits ici.

Answer

La puissance se répartit sur une surface plus grande ou est partiellement absorbée

QCM : Ondes sonores et atténuation — 13 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que transporte une onde lors de la propagation d’une perturbation dans un milieu ?

2. Que désigne la célérité d’une onde ?

3. Quelle distinction décrit correctement une onde mécanique et une onde électromagnétique ?

4. Quelle caractéristique définit un phénomène périodique ?

5. Que représente la période $T$ d’un phénomène périodique ?

6. Une oscillation a une période de $0,25\ \mathrm{s}$ . Quelle est sa fréquence ?

7. Une onde possède une célérité de $3,0\ \mathrm{m\,s^{-1}}$ et une période de $2,0\ \mathrm{s}$ . Quelle est sa longueur d’onde ?

8. Quelle description caractérise correctement le son ?

9. Comment une onde sonore se manifeste-t-elle dans un gaz ?

10. Que représente la puissance $P$ d’une onde et dans quelle unité s’exprime-t-elle ?

11. Que représente principalement le niveau sonore $L$ ?

12. Une intensité sonore vaut $I=1\times10^{-8}\ \mathrm{W\,m^{-2}}$ et l’intensité de référence vaut $I_0=1\times10^{-12}\ \mathrm{W\,m^{-2}}$ . Quelle expression permet de calculer le niveau sonore ?

13. Pourquoi un son peut-il être perçu comme moins fort lorsque le récepteur s’éloigne de la source ?

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QCM : Ondes sonores et atténuation — 13 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que transporte une onde lors de la propagation d’une perturbation dans un milieu ?

2. Que désigne la célérité d’une onde ?

3. Quelle distinction décrit correctement une onde mécanique et une onde électromagnétique ?

4. Quelle caractéristique définit un phénomène périodique ?

5. Que représente la période TTT d’un phénomène périodique ?

6. Une oscillation a une période de 0,25 s0,25\ \mathrm{s}0,25 s. Quelle est sa fréquence ?

7. Une onde possède une célérité de 3,0 m s−13,0\ \mathrm{m\,s^{-1}}3,0 ms−1 et une période de 2,0 s2,0\ \mathrm{s}2,0 s. Quelle est sa longueur d’onde ?

8. Quelle description caractérise correctement le son ?

9. Comment une onde sonore se manifeste-t-elle dans un gaz ?

10. Que représente la puissance PPP d’une onde et dans quelle unité s’exprime-t-elle ?

11. Que représente principalement le niveau sonore LLL ?

12. Une intensité sonore vaut I=1×10−8 W m−2I=1\times10^{-8}\ \mathrm{W\,m^{-2}}I=1×10−8 Wm−2 et l’intensité de référence vaut I0=1×10−12 W m−2I_0=1\times10^{-12}\ \mathrm{W\,m^{-2}}I0​=1×10−12 Wm−2. Quelle expression permet de calculer le niveau sonore ?

13. Pourquoi un son peut-il être perçu comme moins fort lorsque le récepteur s’éloigne de la source ?

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5. Que représente la période $T$ d’un phénomène périodique ?

6. Une oscillation a une période de $0,25\ \mathrm{s}$ . Quelle est sa fréquence ?

7. Une onde possède une célérité de $3,0\ \mathrm{m\,s^{-1}}$ et une période de $2,0\ \mathrm{s}$ . Quelle est sa longueur d’onde ?

10. Que représente la puissance $P$ d’une onde et dans quelle unité s’exprime-t-elle ?

11. Que représente principalement le niveau sonore $L$ ?

12. Une intensité sonore vaut $I=1\times10^{-8}\ \mathrm{W\,m^{-2}}$ et l’intensité de référence vaut $I_0=1\times10^{-12}\ \mathrm{W\,m^{-2}}$ . Quelle expression permet de calculer le niveau sonore ?