QCM : Outils mathématiques en physique-chimie — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle puissance de dix correspond au préfixe micro ?

10⁻¹²
10⁻⁹
10⁻³
10⁻⁶

10⁻⁶

Explication

Le préfixe micro, noté μ, correspond à 10⁻⁶. Le préfixe milli correspond quant à lui à 10⁻³, ce qui constitue une confusion fréquente.

2. Une longueur d’onde comprise entre 510 nm et 560 nm correspond à quel intervalle en micromètres ?

De 5,1 à 5,6 μm
De 0,051 à 0,056 μm
De 51 à 56 μm
De 0,51 à 0,56 μm

De 0,51 à 0,56 μm

Explication

Comme 1 μm vaut 1000 nm, 510 à 560 nm correspondent à 0,51 à 0,56 μm. L’intervalle 5,1 à 5,6 μm serait mille fois trop grand.

3. Laquelle de ces écritures respecte la forme scientifique d’un nombre ?

10,7 × 10²
3,7 × 10⁵
37 × 10⁴
0,37 × 10⁶

3,7 × 10⁵

Explication

En écriture scientifique, le coefficient est supérieur ou égal à 1 et strictement inférieur à 10 ; 3,7 convient donc. Les autres coefficients sont soit inférieurs à 1, soit supérieurs ou égaux à 10.

4. Quelle est la différence principale entre l’écriture scientifique et l’ordre de grandeur d’un nombre ?

L’écriture scientifique fournit une estimation, tandis que l’ordre de grandeur donne une valeur précise
L’ordre de grandeur s’exprime avec un coefficient compris entre 1 et 10
Les deux écritures donnent nécessairement la même puissance de dix
L’écriture scientifique donne une valeur précise, tandis que l’ordre de grandeur fournit une estimation

L’écriture scientifique donne une valeur précise, tandis que l’ordre de grandeur fournit une estimation

Explication

L’écriture scientifique conserve la valeur du nombre sous la forme a × 10ⁿ, alors que l’ordre de grandeur retient la puissance de dix la plus proche. L’ordre de grandeur est donc une approximation destinée notamment à comparer des grandeurs.

5. Quel est l’ordre de grandeur de 7,2 × 10⁴ ?

10³
10⁴
10⁵
7,2 × 10⁴

10⁵

Explication

Comme le coefficient 7,2 est supérieur ou égal à 5, l’ordre de grandeur est 10ⁿ⁺¹, soit 10⁵. La valeur 10⁴ correspondrait au cas où le coefficient serait inférieur à 5.

6. Lorsqu’on arrondit un nombre, que fait-on si le chiffre suivant celui conservé est égal à 5 ?

On laisse inchangé le dernier chiffre conservé
On supprime tous les chiffres situés après le dernier chiffre conservé
On remplace le dernier chiffre conservé par zéro
On augmente d’une unité le dernier chiffre conservé

On augmente d’une unité le dernier chiffre conservé

Explication

Un chiffre suivant égal à 5 entraîne une augmentation d’une unité du dernier chiffre conservé lors d’un arrondi. La suppression sans modification correspond à une troncature, et non à un arrondi.

7. Combien de chiffres significatifs possède le nombre 0,1050 ?

Deux
Cinq
Trois
Quatre

Quatre

Explication

Les chiffres significatifs sont 1, 0, 5 et le zéro final : le nombre possède donc quatre chiffres significatifs. Le zéro situé avant le premier chiffre non nul, dans 0,1050, n’est pas significatif.

8. Un calcul utilise des mesures comportant respectivement quatre, trois et deux chiffres significatifs. Combien de chiffres significatifs le résultat final doit-il présenter ?

Cinq chiffres significatifs
Deux chiffres significatifs
Quatre chiffres significatifs
Trois chiffres significatifs

Deux chiffres significatifs

Explication

Le résultat doit être exprimé avec autant de chiffres significatifs que la donnée qui en possède le moins, soit deux dans ce cas. Choisir trois chiffres reviendrait à conserver une précision que la mesure la moins précise ne justifie pas.

9. Quelle valeur correctement arrondie obtient-on en calculant 12,776 m ÷ 3,1 s ?

4,12 m/s
4,0 m/s
4,121 m/s
4,1 m/s

4,1 m/s

Explication

Le quotient vaut environ 4,121 m/s, mais 3,1 s ne comporte que deux chiffres significatifs, ce qui impose d’écrire 4,1 m/s. La valeur 4,12 m/s conserve trois chiffres significatifs et indique une précision excessive.

10. Pour convertir une longueur exprimée en micromètres en mètres, quelle opération faut-il effectuer ?

Multiplier par une puissance de dix d’exposant négatif
Multiplier par une puissance de dix d’exposant positif
Diviser la valeur numérique par la somme des deux unités
Soustraire directement les valeurs numériques des unités

Multiplier par une puissance de dix d’exposant négatif

Explication

Le passage d’une petite unité vers une unité plus grande utilise une puissance de dix d’exposant négatif. Un exposant positif correspond au passage inverse, d’une grande unité vers une petite unité.

11. Quelle est la conversion correcte de 7,38 × 10⁴ μm en mètres ?

7,38 × 10¹⁰ m
7,38 × 10⁻¹⁰ m
7,38 × 10² m
7,38 × 10⁻² m

7,38 × 10⁻² m

Explication

Comme 1 μm vaut 10⁻⁶ m, on calcule 7,38 × 10⁴ × 10⁻⁶ m, soit 7,38 × 10⁻² m. L’exposant −10 résulterait d’une combinaison incorrecte des puissances de dix.

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Que signifient les préfixes SI ?

Ils indiquent des puissances de dix.

Quelle puissance de dix correspond au préfixe nano (n) ?

10⁻⁹.

Quelle puissance de dix correspond au préfixe kilo (k) ?

10³.

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