QCM : Ondes sonores et audition — 10 questions

Questions et réponses du QCM

1. Laquelle décrit correctement la propagation d’une onde sonore ?

Elle transmet une vibration sans transporter d’énergie dans le milieu traversé.
Elle se propage dans le vide en transmettant l’énergie entre deux récepteurs.
Elle transporte de l’énergie dans un milieu matériel sans transport global de matière.
Elle transporte globalement de la matière tout en restant indépendante du milieu.

Elle transporte de l’énergie dans un milieu matériel sans transport global de matière.

Explication

Une onde sonore transmet de l’énergie sans déplacement global de matière et nécessite un milieu matériel pour se propager. L’idée d’une propagation dans le vide est donc incorrecte, car le son ne s’y propage pas.

2. Qu'est-ce qu'une onde sonore ?

Une vibration qui ne nécessite pas de milieu pour se propager.
Une onde qui transporte de la matière d’un point à un autre dans un milieu.
Une onde qui ne peut se propager que dans le vide.
Une vibration qui transporte de l’énergie sans déplacement global de matière, se propageant dans les gaz, liquides et solides.

Une vibration qui transporte de l’énergie sans déplacement global de matière, se propageant dans les gaz, liquides et solides.

Explication

Une onde sonore est une vibration qui transporte de l’énergie sans déplacement global de matière, se propageant dans les gaz, liquides et solides. Contrairement à une onde qui transporte de la matière, l’onde sonore ne déplace pas de matière en elle-même.

3. Dans quelle succession intervient correctement la production et la réception d’un son ?

Le milieu produit la vibration, la source la transmet, puis le récepteur la transforme en énergie.
La source reçoit la vibration, le récepteur la produit, puis le milieu arrête sa propagation.
La source vibre, la vibration se transmet de proche en proche, puis le récepteur la reçoit.
Le récepteur vibre, la source reçoit la vibration, puis le milieu la transmet aux molécules.

La source vibre, la vibration se transmet de proche en proche, puis le récepteur la reçoit.

Explication

Un son naît de la vibration d’une source, qui se transmet ensuite dans un milieu matériel jusqu’au récepteur. Le récepteur ne produit donc pas la vibration initiale : il la reçoit.

4. Quelle est la formule qui relie la vitesse, la distance et le temps dans la propagation des signaux sonores ?

v=tdv = \frac{t}{d}
v=dtv = \frac{d}{t}
v=d×tv = d \times t
v=t×dv = t \times d

$$v = \\frac{d}{t}$$

Explication

La formule correcte est v=dtv = \frac{d}{t}, qui relie la vitesse, la distance parcourue et le temps écoulé. La formule incorrecte v=d×tv = d \times t ne correspond pas à la relation entre ces grandeurs.

5. Quelle caractéristique définit un signal périodique ?

Il présente une amplitude qui augmente progressivement sans motif régulier.
Il possède un motif élémentaire qui se répète au cours du temps.
Il correspond à une durée mesurée entre deux instants quelconques.
Il contient des vibrations réparties au hasard sans répétition identifiable.

Il possède un motif élémentaire qui se répète au cours du temps.

Explication

Un signal périodique se reconnaît à la répétition régulière d’un même motif. Un signal sans répétition identifiable ne répond pas à cette définition.

6. Quel est le rôle principal de la fréquence dans la perception du son par l'oreille humaine ?

Elle indique la durée d'un son, de courte à longue.
Elle détermine la hauteur du son, allant du grave à l'aigu.
Elle mesure l'intensité sonore, du faible au fort.
Elle quantifie la distance entre deux sons successifs.

Elle détermine la hauteur du son, allant du grave à l'aigu.

Explication

La fréquence est directement liée à la hauteur du son perçue par l'oreille humaine, allant du grave à l'aigu. La durée ou l'intensité ne sont pas déterminées par la fréquence, mais par d'autres paramètres.

7. Un signal périodique a une période de T=0,02 sT = 0{,}02\ \text{s}. Quelle est sa fréquence ?

20 Hz20\ \text{Hz}
0,02 Hz0{,}02\ \text{Hz}
50 Hz50\ \text{Hz}
0,5 Hz0{,}5\ \text{Hz}

$$50\ \text{Hz}$$

Explication

La fréquence est l’inverse de la période, donc f=1T=10,02=50 Hzf = \frac{1}{T} = \frac{1}{0{,}02} = 50\ \text{Hz}. La valeur 0,02 Hz0{,}02\ \text{Hz} correspondrait à une confusion entre la période et la fréquence.

8. Quand l'oreille humaine a-t-elle été établie comme étant sensible aux sons ?

Entre 20 Hz et 200 Hz
Entre 2 000 Hz et 20 000 Hz
Entre 200 Hz et 2 000 Hz
Entre 20 Hz et 20 kHz

Entre 20 Hz et 20 kHz

Explication

L'audition humaine est sensible aux sons dont la fréquence est comprise entre 20 Hz et 20 kHz. Cette plage a été déterminée par des études sur la perception auditive humaine.

9. En quoi la différence entre le niveau d’intensité sonore en décibels et la perception de la douleur est-elle significative pour la santé auditive ?

Le niveau en décibels mesure la durée d’exposition au son, alors que la douleur est une réaction immédiate à un son.
Le niveau en décibels quantifie l’intensité physique du son, tandis que la perception de la douleur dépend de la sensibilité individuelle de l’oreille.
Le niveau en décibels indique uniquement la fréquence du son, alors que la douleur est liée à l’amplitude de la vibration.
Le niveau en décibels est une unité subjective, alors que la douleur est une sensation objective.

Le niveau en décibels quantifie l’intensité physique du son, tandis que la perception de la douleur dépend de la sensibilité individuelle de l’oreille.

Explication

Le niveau d’intensité sonore en décibels mesure l’énergie du son, ce qui peut endommager l’oreille s’il dépasse 85 dB, tandis que la perception de la douleur est une réaction subjective qui survient généralement à 110 dB. La différence réside dans la nature physique versus la perception individuelle.

10. Qui est crédité de la formulation de la loi reliant la vitesse, la distance et le temps dans la propagation des signaux sonores ?

Albert Einstein
Christiaan Huygens
Isaac Newton
Galilée

Christiaan Huygens

Explication

Christiaan Huygens a proposé la relation mathématique v=dtv = \frac{d}{t} pour décrire la propagation des ondes sonores. Isaac Newton est connu pour ses lois de la mécanique, mais pas pour cette formule spécifique.

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Qu'est-ce qu'une onde sonore transporte sans transport global de matière ?

Elle transporte de l'énergie.

Propagation de l’onde sonore

Se transmet dans gaz, liquide, solide, pas vide.

Comment se transmet un son dans un milieu matériel ?

Par la vibration transmise de proche en proche.

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