QCM : Propagation et perception du son (14 questions)

Question 1

1. Un élève frappe un diapason et observe ses branches : quel phénomène produit alors le son ?

La vibration des branches du diapason

La propagation de l’air autour du diapason

L’amplification par une caisse de résonance

Le déplacement du diapason dans la pièce

Explication

Lorsqu’il est frappé, le diapason produit un son parce que ses branches vibrent. Le déplacement global et la propagation ne sont pas le mécanisme d’émission décrit, et la caisse de résonance amplifie un son déjà produit.

Answer

La vibration des branches du diapason

Question 2

2. Un signal sonore est produit dans un solide, mais une personne ne l’entend pas et aucun milieu matériel ne se trouve dans l’espace traversé : quelle conclusion est correcte ?

Le son peut exister sans être entendu, mais ne traverse pas le vide

Le son est absent dès qu’il n’est pas perçu

Le son traverse le vide, mais pas les solides

Le son existe seulement si une personne l’entend

Explication

L’existence d’un son ne dépend pas de son audition, et le son peut se propager dans les solides, contrairement au vide. L’idée que le son dépend de la perception confond existence et audition, la transmission dans le vide est erronée, et nier la propagation dans les solides contredit le comportement du son.

Answer

Le son peut exister sans être entendu, mais ne traverse pas le vide

Question 3

3. Sur un enregistrement, le motif d’un signal se répète à l’identique après 0,004 seconde : quelle grandeur cette durée représente-t-elle ?

La fréquence du signal

L’amplitude du signal

La période du signal

La durée totale du signal

Explication

La période est le plus petit intervalle de temps au bout duquel le signal se répète à l’identique. La fréquence compte les répétitions par unité de temps, tandis que la durée totale et l’amplitude sont d’autres caractéristiques du signal.

Answer

La période du signal

Question 4

4. En une seconde, un signal acoustique répète son motif 250 fois : quelle grandeur correspond à 250 répétitions par seconde ?

La fréquence du signal

La durée d’observation

L’amplitude du signal

La période du signal

Explication

La fréquence correspond au nombre de répétitions d’un signal par unité de temps. La période désigne la durée d’un cycle, tandis que l’amplitude et la durée d’observation ne comptent pas les répétitions.

Answer

La fréquence du signal

Question 5

5. Un signal a une période de $0{,}002\,\text{s}$ : quelle est sa fréquence ?

2\,\text{Hz}

0{,}002\,\text{Hz}

500\,\text{s}

500\,\text{Hz}

Explication

La fréquence et la période sont inverses : $f = \frac{1}{T} = \frac{1}{0{,}002\,\text{s}} = 500\,\text{Hz}$ . La valeur $0{,}002\,\text{Hz}$ reprend la période comme fréquence, $2\,\text{Hz}$ résulte d’une conversion incorrecte et les secondes sont l’unité de la période, non de la fréquence.

Answer

$$500\,\text{Hz}$$

Question 6

6. Quelle caractéristique du signal sonore détermine le timbre d’un instrument et contribue à son identité sonore ?

La période du signal

La forme du signal

La fréquence du signal

L’amplitude du signal

Explication

Le timbre est la signature sonore d’un instrument et dépend de la forme du signal. La fréquence est liée à la hauteur, tandis que l’amplitude et la période ne définissent pas le timbre.

Answer

La forme du signal

Question 7

7. Deux instruments jouent la même note et produisent des signaux de même fréquence. Quel élément permet malgré tout de les distinguer à l’écoute ?

Leur niveau sonore

Leur timbre

Leur hauteur

Leur fréquence

Explication

Des instruments peuvent jouer la même note, donc avoir la même fréquence, tout en étant distingués par leur timbre. Même fréquence ne signifie pas même timbre; le niveau sonore concerne la sensation d’intensité, et la hauteur dépend de la fréquence.

Answer

Leur timbre

Question 8

8. Dans une expérience, le niveau sonore passe de 60 dB à 80 dB. Par quel facteur l’intensité sonore est-elle multipliée ?

Par 10

Par 2

Par 100

Par 20

Explication

Chaque hausse de 10 dB multiplie l’intensité par 10; une hausse de 20 dB correspond donc à deux étapes, soit $10 \times 10 = 100$ . Le facteur 10 oublie une étape, et le doublement confond intensité et sensation sonore.

Answer

Cette exposition est considérée comme dangereuse

Answer

L’intensité est multipliée par 10, mais la sensation ne double pas nécessairement et varie selon les individus

Answer

Leur caractère grave ou aigu

Answer

Un infrason

Answer

Environ $$343\,\text{m}\,\text{s}^{-1}$$

Answer

$$0{,}037\,\text{s}$$

Question 9

9. Une personne est exposée à un niveau sonore de 85 dB pendant 8 heures. Quel jugement correspond au seuil indiqué par l’Organisation mondiale de la santé ?

Cette exposition est considérée comme dangereuse

Cette exposition dépasse le seuil de 120 dB

Cette exposition est considérée comme sans risque

Cette exposition peut entraîner une perte d’audition

Explication

L’OMS considère comme dangereuse une exposition à 85 dB pendant 8 heures; une exposition à 120 dB peut entraîner une perte d’audition. La perte d’audition est associée au seuil de 120 dB, pas à la situation donnée.

Question 10

10. Un auditeur affirme qu’une hausse de 10 dB signifie que le son est ressenti deux fois plus fort par tout le monde. Quelle correction est la plus juste ?

L’amplitude double et la sensation sonore est toujours deux fois plus forte

La fréquence est multipliée par 10, mais la sensation ne change pas selon les individus

L’intensité double et la sensation sonore est identique chez tous les auditeurs

L’intensité est multipliée par 10, mais la sensation ne double pas nécessairement et varie selon les individus

Explication

Une hausse de 10 dB multiplie l’intensité par 10, mais ne correspond pas à une sensation deux fois plus forte; la perception du niveau sonore varie selon les individus. Le doublement confond intensité et sensation, l’uniformité néglige les différences de perception, et la fréquence concerne la hauteur.

Question 11

11. Deux sons ont des fréquences différentes : quel caractère perceptif leur fréquence permet-elle de comparer ?

Leur différence de timbre

Leur durée d’émission

Leur caractère grave ou aigu

Leur niveau sonore perçu

Explication

La hauteur est liée à la fréquence et indique si un son est grave ou aigu. Le timbre dépend de la forme du signal, l’intensité concerne le niveau sonore et la durée n’est pas la hauteur.

Question 12

12. Un appareil détecte un son de fréquence $18\,\text{Hz}$ : dans quelle catégorie se classe-t-il ?

Un son aigu

Un ultrason

Un infrason

Un son audible ordinaire

Explication

Les sons de fréquence inférieure à $20\,\text{Hz}$ sont des infrasons. La catégorie des ultrasons concerne les fréquences supérieures à $20\,000\,\text{Hz}$ ; le seuil de 20 Hz et la hauteur aiguë sont ici mal appliqués.

Question 13

13. Deux smartphones séparés de $6\,\text{m}$ mesurent $\Delta t_1=0{,}050\,\text{s}$ et $\Delta t_2=0{,}015\,\text{s}$ : quelle vitesse expérimentale du son obtient-on avec ces mesures ?

Environ

343\,\text{m}\,\text{s}^{-1}

Environ

171\,\text{m}\,\text{s}^{-1}

Environ

-343\,\text{m}\,\text{s}^{-1}

Environ

185\,\text{m}\,\text{s}^{-1}

Explication

La relation donne $v_{\text{son}}=\frac{2d}{\Delta t_1-\Delta t_2}=\frac{12}{0{,}050-0{,}015}=\frac{12}{0{,}035}\approx343\,\text{m}\,\text{s}^{-1}$ . Omettre le facteur 2 donne environ 171, inverser la soustraction un résultat négatif, et utiliser la somme donne environ 185.

Question 14

14. Lors d’une mesure, $\Delta t_2=0{,}012\,\text{s}$ , la distance entre les smartphones est $4{,}0\,\text{m}$ et la vitesse du son vaut $320\,\text{m}\,\text{s}^{-1}$ : quelle valeur prévoit-on pour $\Delta t_1$ ?

-0{,}013\,\text{s}

0{,}0245\,\text{s}

4{,}012\,\text{s}

0{,}037\,\text{s}

Explication

On applique $\Delta t_1=\Delta t_2+\frac{2d}{v_{\text{son}}}$ : $0{,}012+\frac{8{,}0}{320}=0{,}012+0{,}025=0{,}037\,\text{s}$ . La valeur $0{,}0245\,\text{s}$ ne compte qu’un trajet, la soustraction inverse le retard et $4{,}012\,\text{s}$ additionne une distance à un temps.

QCM : Propagation et perception du son (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un élève frappe un diapason et observe ses branches : quel phénomène produit alors le son ?

2. Un signal sonore est produit dans un solide, mais une personne ne l’entend pas et aucun milieu matériel ne se trouve dans l’espace traversé : quelle conclusion est correcte ?

3. Sur un enregistrement, le motif d’un signal se répète à l’identique après 0,004 seconde : quelle grandeur cette durée représente-t-elle ?

4. En une seconde, un signal acoustique répète son motif 250 fois : quelle grandeur correspond à 250 répétitions par seconde ?

5. Un signal a une période de $0{,}002\,\text{s}$ : quelle est sa fréquence ?

6. Quelle caractéristique du signal sonore détermine le timbre d’un instrument et contribue à son identité sonore ?

7. Deux instruments jouent la même note et produisent des signaux de même fréquence. Quel élément permet malgré tout de les distinguer à l’écoute ?

8. Dans une expérience, le niveau sonore passe de 60 dB à 80 dB. Par quel facteur l’intensité sonore est-elle multipliée ?

9. Une personne est exposée à un niveau sonore de 85 dB pendant 8 heures. Quel jugement correspond au seuil indiqué par l’Organisation mondiale de la santé ?

10. Un auditeur affirme qu’une hausse de 10 dB signifie que le son est ressenti deux fois plus fort par tout le monde. Quelle correction est la plus juste ?

11. Deux sons ont des fréquences différentes : quel caractère perceptif leur fréquence permet-elle de comparer ?

12. Un appareil détecte un son de fréquence $18\,\text{Hz}$ : dans quelle catégorie se classe-t-il ?

13. Deux smartphones séparés de $6\,\text{m}$ mesurent $\Delta t_1=0{,}050\,\text{s}$ et $\Delta t_2=0{,}015\,\text{s}$ : quelle vitesse expérimentale du son obtient-on avec ces mesures ?

14. Lors d’une mesure, $\Delta t_2=0{,}012\,\text{s}$ , la distance entre les smartphones est $4{,}0\,\text{m}$ et la vitesse du son vaut $320\,\text{m}\,\text{s}^{-1}$ : quelle valeur prévoit-on pour $\Delta t_1$ ?

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QCM : Propagation et perception du son (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un élève frappe un diapason et observe ses branches : quel phénomène produit alors le son ?

2. Un signal sonore est produit dans un solide, mais une personne ne l’entend pas et aucun milieu matériel ne se trouve dans l’espace traversé : quelle conclusion est correcte ?

3. Sur un enregistrement, le motif d’un signal se répète à l’identique après 0,004 seconde : quelle grandeur cette durée représente-t-elle ?

4. En une seconde, un signal acoustique répète son motif 250 fois : quelle grandeur correspond à 250 répétitions par seconde ?

5. Un signal a une période de 0,002 s0{,}002\,\text{s}0,002s : quelle est sa fréquence ?

6. Quelle caractéristique du signal sonore détermine le timbre d’un instrument et contribue à son identité sonore ?

7. Deux instruments jouent la même note et produisent des signaux de même fréquence. Quel élément permet malgré tout de les distinguer à l’écoute ?

8. Dans une expérience, le niveau sonore passe de 60 dB à 80 dB. Par quel facteur l’intensité sonore est-elle multipliée ?

9. Une personne est exposée à un niveau sonore de 85 dB pendant 8 heures. Quel jugement correspond au seuil indiqué par l’Organisation mondiale de la santé ?

10. Un auditeur affirme qu’une hausse de 10 dB signifie que le son est ressenti deux fois plus fort par tout le monde. Quelle correction est la plus juste ?

11. Deux sons ont des fréquences différentes : quel caractère perceptif leur fréquence permet-elle de comparer ?

12. Un appareil détecte un son de fréquence 18 Hz18\,\text{Hz}18Hz : dans quelle catégorie se classe-t-il ?

13. Deux smartphones séparés de 6 m6\,\text{m}6m mesurent Δt1=0,050 s\Delta t_1=0{,}050\,\text{s}Δt1​=0,050s et Δt2=0,015 s\Delta t_2=0{,}015\,\text{s}Δt2​=0,015s : quelle vitesse expérimentale du son obtient-on avec ces mesures ?

14. Lors d’une mesure, Δt2=0,012 s\Delta t_2=0{,}012\,\text{s}Δt2​=0,012s, la distance entre les smartphones est 4,0 m4{,}0\,\text{m}4,0m et la vitesse du son vaut 320 m s−1320\,\text{m}\,\text{s}^{-1}320ms−1 : quelle valeur prévoit-on pour Δt1\Delta t_1Δt1​ ?

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5. Un signal a une période de $0{,}002\,\text{s}$ : quelle est sa fréquence ?

12. Un appareil détecte un son de fréquence $18\,\text{Hz}$ : dans quelle catégorie se classe-t-il ?

13. Deux smartphones séparés de $6\,\text{m}$ mesurent $\Delta t_1=0{,}050\,\text{s}$ et $\Delta t_2=0{,}015\,\text{s}$ : quelle vitesse expérimentale du son obtient-on avec ces mesures ?

14. Lors d’une mesure, $\Delta t_2=0{,}012\,\text{s}$ , la distance entre les smartphones est $4{,}0\,\text{m}$ et la vitesse du son vaut $320\,\text{m}\,\text{s}^{-1}$ : quelle valeur prévoit-on pour $\Delta t_1$ ?