QCM : Propagation et vitesse du son (17 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une onde parcourt une distance de 12 mètres en 3 secondes ; quelle est sa vitesse de propagation ?

0,25 m/s0{,}25\ \text{m/s}
4 m/s4\ \text{m/s}
36 m/s36\ \text{m/s}
9 m/s9\ \text{m/s}

$$4\ \text{m/s}$$

Explication

La vitesse se calcule avec v=dtv=\frac{d}{t}, donc v=123=4 m/sv=\frac{12}{3}=4\ \text{m/s}. Multiplier la distance par le temps ou inverser la fraction ne correspond pas à cette relation.

2. Que mesure la fréquence d’un objet sonore ?

La rapidité de ses vibrations
L’intensité ressentie par l’auditeur
La durée totale pendant laquelle il résonne
La distance parcourue par le son

La rapidité de ses vibrations

Explication

La fréquence correspond à la rapidité des vibrations de l’objet sonore. Elle ne désigne ni la distance parcourue par le son ni son intensité perçue.

3. Pourquoi une onde sonore se propage-t-elle généralement plus vite dans un milieu où les molécules sont plus serrées ?

La densité réduit les vibrations en immobilisant les particules du milieu
Les interactions entre molécules transmettent plus rapidement la vibration
Les molécules serrées transforment l’onde mécanique en onde lumineuse
Les molécules serrées suppriment la transmission de l’énergie sonore

Les interactions entre molécules transmettent plus rapidement la vibration

Explication

Dans un milieu plus dense, les molécules plus rapprochées transmettent plus efficacement la vibration, ce qui augmente la vitesse de propagation. Une plus grande densité ne supprime donc pas les vibrations et ne transforme pas le son en lumière.

4. Comment faut-il placer le fil reliant deux gobelets en carton pour transmettre correctement le son ?

Il doit être posé sans contact sur une table
Il doit être tendu entre les deux gobelets
Il doit être enroulé autour d’un des gobelets
Il doit former une boucle lâche entre les deux gobelets

Il doit être tendu entre les deux gobelets

Explication

Un fil tendu permet de transmettre correctement les vibrations sonores entre les gobelets. Un fil lâche transmet moins efficacement les vibrations produites par la parole.

5. Quelle caractéristique des vibrations produit un son aigu ?

Une fréquence faible
Une immobilité prolongée de l’objet
Une absence de vibration visible
Une fréquence élevée

Une fréquence élevée

Explication

Un son aigu provient de vibrations dont la fréquence est élevée. Une fréquence faible correspond plutôt à un son grave, tandis que la visibilité du mouvement n’indique pas directement sa hauteur.

6. Quelle opération faut-il effectuer pour déterminer combien de fois une vitesse est plus grande qu’une autre ?

Additionner les deux vitesses afin d’obtenir une valeur moyenne
Multiplier les deux vitesses afin d’obtenir un facteur de comparaison
Diviser une vitesse par l’autre afin d’obtenir un rapport
Soustraire une vitesse de l’autre afin d’obtenir un écart

Diviser une vitesse par l’autre afin d’obtenir un rapport

Explication

Un rapport de vitesses se calcule en divisant l’une des vitesses par l’autre, ce qui permet d’exprimer combien de fois elle est plus grande ou plus petite. Une soustraction fournit une différence entre les valeurs, pas leur facteur multiplicatif.

7. Que se passe-t-il lorsqu’un fil métallique est pincé ou détendu dans le dispositif de transmission ?

Le fil cesse de pouvoir vibrer dans tous les cas
La hauteur du son augmente fortement
Le son devient plus audible grâce au relâchement
La qualité de transmission du son diminue

La qualité de transmission du son diminue

Explication

Pincer ou détendre le fil métallique réduit la qualité de transmission des vibrations sonores. Cela ne modifie pas nécessairement la hauteur du son et ne rend pas la transmission plus efficace.

8. Comment se compare généralement la vitesse du son dans les solides à celle observée dans les liquides et les gaz ?

Elle est généralement plus élevée dans les liquides
Elle est généralement identique dans les trois milieux
Elle est généralement plus élevée dans les solides
Elle est généralement plus élevée dans les gaz

Elle est généralement plus élevée dans les solides

Explication

La vitesse du son est généralement plus grande dans les solides que dans les liquides et les gaz. La proximité des particules dans les solides facilite la transmission de la vibration sonore.

9. Un élastique produit un son grave lorsqu’il est pincé : quelle caractéristique possèdent alors ses vibrations ?

Elles sont complètement absentes
Elles ont une fréquence élevée
Elles ont une fréquence faible
Elles deviennent visibles à l’œil nu

Elles ont une fréquence faible

Explication

Un son grave est produit par des vibrations de faible fréquence. Les vibrations d’un élastique pincé peuvent en outre être difficiles à voir, mais cette visibilité ne détermine pas la hauteur du son.

10. Quelle condition est nécessaire pour produire un son avec un dispositif sonore ?

La vibration d’une partie du dispositif
La visibilité nette du mouvement à l’œil nu
La présence d’un matériau entièrement souple
L’immobilité complète de chaque élément

La vibration d’une partie du dispositif

Explication

Un son est produit lorsqu’une partie du dispositif vibre. L’immobilité complète empêcherait cette production, tandis que la visibilité du mouvement n’est pas indispensable.

11. Une onde parcourt 5 mètres en 2 secondes ; quelle vitesse de propagation lui associe-t-on ?

3 m/s3\ \text{m/s}
2,5 m/s2{,}5\ \text{m/s}
10 m/s10\ \text{m/s}
7 m/s7\ \text{m/s}

$$2{,}5\ \text{m/s}$$

Explication

En divisant la distance par la durée, on obtient v=52=2,5 m/sv=\frac{5}{2}=2{,}5\ \text{m/s}. La valeur 10 m/s10\ \text{m/s} proviendrait d’une multiplication inadaptée de la distance et du temps.

12. Lorsqu’une onde sonore se propage dans un milieu, que devient principalement la matière qui le constitue ?

Elle accompagne l’onde sur toute la distance parcourue par celle-ci
Elle se transforme progressivement en énergie au cours de la propagation
Elle oscille autour de sa position d’équilibre puis y revient globalement
Elle reste immobile sans subir de déplacement lié aux vibrations

Elle oscille autour de sa position d’équilibre puis y revient globalement

Explication

La propagation sonore transporte de l’énergie, tandis que les particules du milieu oscillent autour de leur position et y reviennent globalement. Elles ne voyagent donc pas avec l’onde comme un flux de matière.

13. Dans le dispositif expérimental, quel événement commande le début et la fin du chronométrage ?

L’entrée B déclenche le chronomètre au premier microphone et l’entrée A l’arrête au second
L’entrée B déclenche et arrête le chronomètre après l’enregistrement des deux signaux
L’entrée A déclenche et arrête le chronomètre au passage du son devant les deux microphones
L’entrée A déclenche le chronomètre au premier microphone et l’entrée B l’arrête au second

L’entrée A déclenche le chronomètre au premier microphone et l’entrée B l’arrête au second

Explication

Le chronomètre commence lorsque le son passe devant le premier microphone relié à l’entrée A et s’arrête devant le second relié à l’entrée B. Inverser les entrées confondrait le signal de départ avec celui d’arrivée.

14. Quelle procédure permet de mesurer la durée de propagation du son dans l’air avec deux microphones ?

Placer deux microphones face à face, déplacer la source, puis mesurer la distance entre les signaux reçus
Placer deux microphones sur une table, produire un son continu, puis relever sa fréquence dominante
Placer un microphone près de la source, frapper plusieurs fois, puis relever la durée totale enregistrée
Placer deux microphones sur un rail, frapper une fois, puis relever l’intervalle entre les deux passages sonores

Placer deux microphones sur un rail, frapper une fois, puis relever l’intervalle entre les deux passages sonores

Explication

La mesure consiste à utiliser deux microphones disposés sur un rail et à relever le temps séparant l’arrivée du son devant chacun d’eux après un seul coup de baguette. Le premier microphone reçoit le signal initial et le second correspond à l’arrivée ultérieure, plutôt que de mesurer une fréquence ou une durée totale.

15. Quelle condition matérielle est nécessaire à la propagation d’une onde sonore ?

La présence d’une source lumineuse produisant des oscillations régulières
La présence d’un milieu matériel transmettant une vibration et une énergie
La présence d’un vide permettant aux vibrations de se déplacer librement
La présence d’un champ magnétique transportant l’énergie sonore

La présence d’un milieu matériel transmettant une vibration et une énergie

Explication

Le son est une onde mécanique qui transmet une vibration et une énergie dans un milieu matériel. L’idée selon laquelle le son se propagerait dans le vide confond les ondes mécaniques avec certaines ondes électromagnétiques.

16. Dans l’expérience avec le bol, quel élément produit principalement le son lorsqu’il vibre ?

La bouteille placée à proximité
L’air resté immobile autour du dispositif
La table qui soutient l’ensemble
Le bol qui vibre

Le bol qui vibre

Explication

Le bol vibrant est principalement à l’origine du son observé dans l’expérience. La bouteille seule ne produit pas principalement ce son, car c’est la vibration du bol qui est déterminante.

17. Comment la vitesse mesurée dans le rail se compare-t-elle à celle mesurée dans l’air ?

Elle est présentée comme 2,6 fois plus petite
Elle est présentée comme égale après conversion des unités
Elle est présentée comme supérieure de 2,6 unités
Elle est présentée comme 2,6 fois plus grande

Elle est présentée comme 2,6 fois plus grande

Explication

La comparaison donnée indique que la vitesse mesurée dans le rail vaut 2,6 fois celle mesurée dans l’air. Dire qu’elle est supérieure de 2,6 unités exprimerait une différence et non un rapport multiplicatif.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 36 flashcards sur Propagation et vitesse du son.

Qu'impose la production d'un son dans un dispositif ?

La vibration d'une partie du dispositif.

Quelle condition doit remplir le fil dans le dispositif des gobelets en carton ?

Le fil doit être tendu.

Quel effet a le pincement du fil métallique sur la transmission du son ?

Il diminue la qualité de transmission du son.

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