QCM : Physique-Chimie Cycle 4 — 32 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle description correspond à un atome neutre ?

Il possède autant de protons que d’électrons
Il ne contient ni particule chargée ni neutron
Il possède davantage de neutrons que d’électrons
Il possède davantage d’électrons que de protons

Il possède autant de protons que d’électrons

Explication

Un atome neutre a une charge globale nulle, car le nombre de protons positifs égale celui des électrons négatifs. Un ion se distingue justement par un déséquilibre entre ces deux nombres.

2. Quelle proposition définit correctement une molécule ?

Un assemblage d’atomes liés entre eux
Un ensemble d’électrons libres dans le vide
Une particule formée d’un seul proton
Une substance contenant plusieurs phases visibles

Un assemblage d’atomes liés entre eux

Explication

Une molécule est constituée de plusieurs atomes liés et peut être représentée par une formule chimique comme H₂O ou CO₂. Une phase visible caractérise plutôt certains mélanges, pas une molécule.

3. Dans quel état les molécules sont-elles proches et désordonnées ?

À l’état ionisé
À l’état liquide
À l’état gazeux
À l’état solide

À l’état liquide

Explication

Dans un liquide, les molécules restent proches tout en étant désordonnées et mobiles. Dans un solide, elles sont proches et très ordonnées, tandis que dans un gaz elles sont très éloignées.

4. Lors du changement d’état d’un corps pur, quelle grandeur reste constante tandis qu’une autre peut varier ?

La température et la masse varient ensemble
La température varie et la masse peut disparaître
La masse varie et le volume reste constant
La température reste constante et le volume peut varier

La température reste constante et le volume peut varier

Explication

Pour un corps pur, la température demeure constante pendant le changement d’état, la masse se conserve et le volume peut changer. La masse ne disparaît donc pas au cours de cette transformation.

5. Quelle situation correspond à un mélange homogène ?

Des morceaux solides restent visibles dans le liquide
Aucun constituant n’est distinguable à l’œil nu
Une seule espèce chimique est présente dans l’échantillon
Deux couches liquides sont visibles dans le récipient

Aucun constituant n’est distinguable à l’œil nu

Explication

Un mélange homogène présente un aspect uniforme, sans constituants visibles ni séparation apparente. La présence d’une seule espèce chimique définirait plutôt un corps pur.

6. Quelle technique convient pour séparer un solide d’un liquide ?

La distillation
La filtration
La fusion
La chromatographie

La filtration

Explication

La filtration retient un solide grâce à un filtre tandis que le liquide le traverse. La distillation sert notamment à séparer des liquides dont les températures d’ébullition diffèrent.

7. Dans une solution aqueuse, quel rôle l’eau joue-t-elle ?

Elle joue le rôle de précipité
Elle joue le rôle de solvant
Elle joue le rôle de constituant filtrant
Elle joue le rôle de soluté

Elle joue le rôle de solvant

Explication

Une solution aqueuse est obtenue lorsqu’un soluté se dissout dans l’eau, qui est alors le solvant. Le soluté est l’espèce dissoute et non le liquide qui la dissout.

8. Une solution contient m=12 gm=12\ \text{g} de soluté dans V=3 LV=3\ \text{L}. Quelle est sa concentration en masse ?

15 g/L15\ \text{g/L}
4 g/L4\ \text{g/L}
9 g/L9\ \text{g/L}
36 g/L36\ \text{g/L}

$$4\ \text{g/L}$$

Explication

La concentration en masse se calcule avec cm=mVc_m=\dfrac{m}{V}, donc cm=123=4 g/Lc_m=\dfrac{12}{3}=4\ \text{g/L}. Additionner ou multiplier la masse et le volume ne correspond pas à cette définition.

9. Quel indice montre qu’une transformation chimique a eu lieu ?

De nouvelles espèces chimiques apparaissent
Un solide change de forme sans changer d’espèce
Un liquide se mélange à l’eau sans réaction
Une substance passe de l’état liquide à l’état gazeux

De nouvelles espèces chimiques apparaissent

Explication

Une transformation chimique consomme des réactifs et forme de nouveaux produits, donc de nouvelles espèces chimiques. Un changement d’état ou une dissolution relève d’une transformation physique.

10. Quelle affirmation traduit la loi de conservation de la masse lors d’une réaction chimique ?

La masse dépend du nombre de phases observées
La masse totale des réactifs égale celle des produits
La masse des réactifs disparaît pendant la réaction
La masse des produits dépasse celle des réactifs

La masse totale des réactifs égale celle des produits

Explication

Lors d’une réaction, les atomes se réorganisent sans apparaître ni disparaître, ce qui conserve la masse totale selon la loi de Lavoisier. La formation de produits ne crée donc pas de masse supplémentaire.

11. Pour équilibrer une équation chimique, que faut-il modifier ?

Les nombres placés devant les formules
Le sens de la flèche de réaction
Les indices situés dans les formules
Les symboles des éléments présents

Les nombres placés devant les formules

Explication

On ajuste les nombres stœchiométriques devant les formules afin d’obtenir le même nombre d’atomes de chaque élément des deux côtés. Modifier les indices changerait la nature des espèces chimiques.

12. Quels sont les deux réactifs indispensables à une combustion courante ?

Un produit et un catalyseur coloré
Un métal et un liquide non miscible
Un soluté et de l’eau liquide
Un combustible et le dioxygène de l’air

Un combustible et le dioxygène de l’air

Explication

Une combustion met en jeu un combustible et un comburant, le plus souvent le dioxygène de l’air, et libère de la chaleur ainsi que de la lumière. L’eau et le soluté interviennent plutôt dans une solution aqueuse.

13. Quelle définition décrit correctement un ion ?

Un atome dont le noyau contient davantage de neutrons que de protons
Un groupe d’atomes liés qui possède toujours une charge électrique nulle
Un atome ou un groupe d’atomes ayant perdu ou gagné des électrons
Une particule constituée d’électrons ayant perdu toute charge électrique

Un atome ou un groupe d’atomes ayant perdu ou gagné des électrons

Explication

Un ion apparaît lorsqu’un atome ou un groupe d’atomes perd ou gagne un ou plusieurs électrons. La variation du nombre de neutrons ne définit pas un ion.

14. Pourquoi un cation est-il chargé positivement, tandis qu’un anion est-il chargé négativement ?

Le cation contient davantage de neutrons et l’anion moins de neutrons
Le cation a perdu des électrons et l’anion en a gagné
Le cation a perdu des protons et l’anion en a gagné
Le cation a gagné des électrons et l’anion en a perdu

Le cation a perdu des électrons et l’anion en a gagné

Explication

La perte d’électrons laisse une charge positive, tandis que le gain d’électrons produit une charge négative. Les protons et les neutrons du noyau ne sont pas échangés dans cette distinction.

15. Une solution de pH égal à 3 est-elle acide, neutre ou basique ?

Elle est basique, car son pH est supérieur à celui de l’eau pure
Elle est acide, car son pH est inférieur à 7
Elle est ionique, car toute solution possède des particules chargées
Elle est neutre, car son pH appartient à l’échelle de 0 à 14

Elle est acide, car son pH est inférieur à 7

Explication

Une solution est acide lorsque son pH est inférieur à 7. Un pH situé sur l’échelle de mesure ne suffit pas à rendre une solution neutre ou ionique au sens de cette classification.

16. Quel critère détermine l’ordre des éléments dans le tableau périodique ?

Le nombre de neutrons croissant, qui distingue les isotopes d’un élément
Le numéro atomique croissant, qui correspond au nombre de protons
Le nombre d’électrons croissant, qui définit la charge de chaque ion
La masse atomique croissante, qui correspond au nombre total de nucléons

Le numéro atomique croissant, qui correspond au nombre de protons

Explication

Les éléments sont classés par numéro atomique croissant, et ce numéro est égal au nombre de protons. Le nombre d’électrons peut varier lors de la formation d’un ion sans changer l’élément.

17. Qu’est-ce qu’un référentiel en mécanique ?

Une unité servant à mesurer la durée d’un déplacement
Un objet choisi comme repère pour décrire le mouvement d’un objet
Une trajectoire utilisée pour comparer plusieurs vitesses
Une force qui provoque automatiquement le déplacement d’un objet

Un objet choisi comme repère pour décrire le mouvement d’un objet

Explication

Un référentiel est un objet de référence par rapport auquel on décrit le mouvement. Il ne correspond ni à une force, ni à une unité de durée, ni à la trajectoire elle-même.

18. Un cycliste parcourt 120 mètres en 10 secondes. Quelle est sa vitesse moyenne ?

110 m/s110\ \mathrm{m/s}
12 m/s12\ \mathrm{m/s}
1200 m/s1200\ \mathrm{m/s}
0,083 m/s0{,}083\ \mathrm{m/s}

$$12\ \mathrm{m/s}$$

Explication

La vitesse moyenne se calcule avec v=dtv=\dfrac{d}{t}, donc v=12010=12 m/sv=\dfrac{120}{10}=12\ \mathrm{m/s}. La multiplication de la distance par la durée ou leur soustraction ne donne pas une vitesse.

19. Comment qualifie-t-on un mouvement dont la vitesse diminue au cours du temps ?

Un mouvement ralenti
Un mouvement accéléré
Un mouvement uniforme
Un mouvement rectiligne

Un mouvement ralenti

Explication

Un mouvement est ralenti lorsque sa vitesse diminue. Un mouvement uniforme conserve une vitesse constante, tandis qu’un mouvement accéléré possède une vitesse qui augmente.

20. Quelle distinction entre masse et poids est correcte ?

La masse est une force mesurée en newtons et le poids se mesure en kilogrammes
La masse varie selon le lieu et le poids reste identique partout
La masse se mesure en kilogrammes et le poids est une force mesurée en newtons
La masse décrit une trajectoire et le poids mesure une durée de déplacement

La masse se mesure en kilogrammes et le poids est une force mesurée en newtons

Explication

La masse représente une quantité de matière, se mesure en kilogrammes et reste identique selon le lieu, alors que le poids est une force en newtons qui dépend de la pesanteur. Confondre les kilogrammes et les newtons inverse les unités de ces deux grandeurs.

21. Laquelle de ces listes contient uniquement des formes d’énergie reconnues ?

Massique, temporelle, spatiale et directionnelle
Cinétique, thermique, chimique et lumineuse
Atomique, dimensionnelle, géométrique et orbitale
Mécanique, sonore, volumique et colorée

Cinétique, thermique, chimique et lumineuse

Explication

Les énergies cinétique, thermique, chimique et lumineuse font partie des formes d’énergie identifiées. Les autres listes mélangent des propriétés physiques ou des termes qui ne constituent pas ici des formes d’énergie.

22. Quelle source d’énergie est renouvelable ?

L’uranium, utilisé dans les centrales nucléaires
Le charbon, issu de gisements fossiles
L’énergie éolienne, produite grâce au vent
Le pétrole, extrait de réserves souterraines

L’énergie éolienne, produite grâce au vent

Explication

L’éolien est une source renouvelable, car il utilise une ressource qui se reconstitue naturellement. Le pétrole, le charbon et l’uranium sont classés parmi les sources non renouvelables.

23. Que devient l’énergie totale d’un système isolé au cours d’une transformation ?

Elle diminue, car une transformation détruit une partie de l’énergie
Elle devient nulle lorsque le système atteint un état stable
Elle reste constante, car l’énergie se transforme ou se transfère
Elle augmente, car toute transformation produit de l’énergie nouvelle

Elle reste constante, car l’énergie se transforme ou se transfère

Explication

Dans un système isolé, l’énergie totale reste constante, même si elle change de forme ou se transfère. Une transformation peut modifier la répartition de l’énergie sans en créer ni en détruire.

24. Comment calcule-t-on le rendement d’un dispositif qui reçoit une énergie fournie et restitue une énergie utile ?

η=Eutile+Efournie×100\eta=E_{utile}+E_{fournie}\times100
η=EutileEfournie×100\eta=E_{utile}-E_{fournie}\times100
η=EutileEfournie×100\eta=\dfrac{E_{utile}}{E_{fournie}}\times100
η=EfournieEutile×100\eta=\dfrac{E_{fournie}}{E_{utile}}\times100

$$\eta=\dfrac{E_{utile}}{E_{fournie}}\times100$$

Explication

Le rendement est le rapport de l’énergie utile sur l’énergie fournie, multiplié par 100 pour l’exprimer en pourcentage. Inverser les énergies mesurerait une grandeur différente et pourrait donner un résultat supérieur à 100 %.

25. Dans un circuit en dérivation, quelle grandeur est identique aux bornes de chaque branche ?

L’intensité totale
La puissance dissipée
La tension électrique
La résistance équivalente

La tension électrique

Explication

En dérivation, la tension est la même aux bornes de chaque branche, tandis que l’intensité totale se répartit entre elles. L’intensité totale n’est donc pas identique dans toutes les branches.

26. Quel branchement permet de mesurer correctement une tension avec un voltmètre ?

Entre deux bornes sans dipôle
En série avec le générateur
En dérivation aux bornes du dipôle
Sur une seule branche ouverte

En dérivation aux bornes du dipôle

Explication

Un voltmètre mesure une différence de potentiel et se branche en dérivation aux bornes du dipôle. Le branchement en série correspond à l’utilisation d’un ampèremètre.

27. Un conducteur ohmique possède une résistance de 20 Ω20\ \Omega et est parcouru par une intensité de 0,30 A0{,}30\ \mathrm{A}. Quelle tension est appliquée à ses bornes ?

6 V6\ \mathrm{V}
20,3 V20{,}3\ \mathrm{V}
0,015 V0{,}015\ \mathrm{V}
60 V60\ \mathrm{V}

$$6\ \mathrm{V}$$

Explication

La loi d’Ohm donne U=R×IU=R\times I, donc U=20×0,30=6 VU=20\times0{,}30=6\ \mathrm{V}. La valeur 60 V60\ \mathrm{V} proviendrait d’une multiplication incorrecte de l’intensité.

28. Un appareil fonctionne sous une tension de 12 V12\ \mathrm{V} et est traversé par une intensité de 2 A2\ \mathrm{A}. Quelle est sa puissance électrique ?

6 W6\ \mathrm{W}
14 W14\ \mathrm{W}
24 W24\ \mathrm{W}
10 W10\ \mathrm{W}

$$24\ \mathrm{W}$$

Explication

La puissance électrique se calcule avec P=U×IP=U\times I, soit P=12×2=24 WP=12\times2=24\ \mathrm{W}. La valeur 6 W6\ \mathrm{W} correspondrait à une division de la tension par l’intensité.

29. Dans quelles conditions la lumière se propage-t-elle approximativement à 300 000 km/s300\ 000\ \mathrm{km/s} en ligne droite ?

Dans un milieu matériel parcouru par un son
Dans un milieu opaque et très dispersif
Dans un milieu transparent mais fortement hétérogène
Dans un milieu transparent et homogène

Dans un milieu transparent et homogène

Explication

Dans le vide et dans l’air, la lumière se propage à environ 300 000 km/s300\ 000\ \mathrm{km/s} en ligne droite dans un milieu transparent et homogène. L’opacité ou l’hétérogénéité du milieu ne correspond pas à ces conditions.

30. Quel est le rôle d’une lentille convergente vis-à-vis de rayons lumineux parallèles ?

Elle les transforme en vibrations sonores
Elle les rassemble vers un foyer
Elle les absorbe dans sa matière
Elle les disperse depuis un foyer

Elle les rassemble vers un foyer

Explication

Une lentille convergente fait converger des rayons parallèles vers un point appelé foyer. La dispersion des rayons caractérise plutôt une lentille divergente.

31. Pourquoi un son produit dans l’espace ne peut-il pas être entendu directement ?

Parce qu’il se déplace plus vite que la lumière
Parce que sa fréquence devient nécessairement lumineuse
Parce qu’il lui faut un milieu matériel pour se propager
Parce que les vibrations cessent dans tout environnement froid

Parce qu’il lui faut un milieu matériel pour se propager

Explication

Un son résulte de la vibration d’un objet et se propage dans un milieu matériel, mais pas dans le vide spatial. La lumière, contrairement au son, peut se propager dans le vide.

32. Deux sons ont la même amplitude, mais le premier a une fréquence plus élevée que le second. Comment les perçoit-on ?

Le premier est plus grave que le second
Le premier est plus intense que le second
Le premier est nécessairement plus faible que le second
Le premier est plus aigu que le second

Le premier est plus aigu que le second

Explication

La fréquence détermine la hauteur du son : une fréquence élevée correspond à un son aigu. L’intensité dépend plutôt de l’amplitude et se mesure en décibels.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 62 flashcards sur Physique-Chimie Cycle 4.

De quoi est constitué un atome ?

D'un noyau avec protons et neutrons, entouré d'électrons en mouvement.

Qu'est-ce qu'une molécule ?

Un assemblage d'atomes liés entre eux.

Quels sont les trois états principaux de la matière ?

Solide, liquide et gaz.

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Consultez la fiche de révision complète sur Physique-Chimie Cycle 4.

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