QCM : Propriétés et choix des matériaux (15 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans la fabrication d’une chaise, quel rôle joue le bois utilisé pour la construire ?

C’est une propriété qui décrit la résistance de l’objet.
C’est un outil qui sert à assembler les différentes pièces.
C’est une matière qui entre dans la fabrication de l’objet.
C’est l’objet obtenu après assemblage des différentes pièces.

C’est une matière qui entre dans la fabrication de l’objet.

Explication

Un matériau est une matière qui entre dans la fabrication d’un objet. L’objet fabriqué désigne le résultat, une propriété décrit une caractéristique, et un outil sert à travailler les matériaux.

2. Un fer à repasser comporte une poignée, un fil et une partie souple qui protège ce fil. Quelle combinaison de matériaux correspond à cet exemple ?

Métal pour la poignée, cuivre pour le fil, tissu et caoutchouc pour le revêtement.
Plastique pour la poignée, fer pour le fil, tissu et caoutchouc pour le revêtement.
Plastique pour la poignée, cuivre pour le fil, tissu et caoutchouc pour le revêtement.
Plastique pour la poignée, cuivre pour le fil, tissu et verre pour le revêtement.

Plastique pour la poignée, cuivre pour le fil, tissu et caoutchouc pour le revêtement.

Explication

Le fer à repasser peut comporter du plastique, du tissu, du caoutchouc et du métal, notamment du cuivre pour un fil conducteur. Le verre, le métal pour la poignée et le fer pour le fil ne correspondent pas à cette combinaison.

3. Deux échantillons de métal ont des volumes différents. Quelle grandeur faut-il comparer pour déterminer leur masse par unité de volume ?

La couleur de chaque échantillon, indépendamment de sa taille.
La masse totale de chaque échantillon, sans tenir compte du volume.
Le rapport entre la masse et le volume de chaque échantillon.
Le volume de chaque échantillon, sans tenir compte de sa masse.

Le rapport entre la masse et le volume de chaque échantillon.

Explication

La densité est définie ici comme la masse par unité de volume : il faut donc rapporter la masse au volume. La masse totale seule, le volume seul ou la couleur ne donnent pas cette grandeur.

4. Pour la semelle d’un appareil, on cherche le plus léger des trois métaux comparés, tout en sachant que le cuivre est plus dense que le fer. Quel choix convient ?

Le cuivre, qui est le plus léger des trois échantillons.
Le fer, qui est plus dense que le cuivre.
L’aluminium, qui est le plus léger des trois échantillons.
Le fer, qui est le plus léger des trois échantillons.

L’aluminium, qui est le plus léger des trois échantillons.

Explication

Parmi les échantillons comparés, l’aluminium est le plus léger, tandis que le cuivre est plus dense que le fer. Choisir le cuivre inverse sa comparaison avec le fer, et attribuer la légèreté au fer ou la plus grande densité au fer contredit ces distinctions.

5. Un objet métallique est attiré par un aimant. Quelle conclusion peut-on tirer de cette observation ?

L’objet contient du fer.
L’objet est en aluminium.
L’objet conduit l’électricité.
L’objet est en cuivre.

L’objet contient du fer.

Explication

Les objets attirés par un aimant contiennent du fer. L’aluminium et le cuivre ne sont pas identifiés par cette attraction, et la conductivité électrique ne permet pas de conclure à une attraction magnétique.

6. Pour vérifier si une petite plaque est conductrice, quel montage faut-il réaliser ?

Une boucle simple avec une pile, une lampe, trois fils et l’échantillon
Une boucle simple avec une pile, trois fils et l’échantillon, sans lampe
Un montage avec une pile, une lampe et l’échantillon, reliés par un seul fil
Une boucle simple avec une lampe, trois fils et l’échantillon, sans pile

Une boucle simple avec une pile, une lampe, trois fils et l’échantillon

Explication

Le test consiste à insérer l’échantillon dans une boucle simple comprenant une pile, une lampe et trois fils de connexion. Sans lampe, sans pile ou sans l’échantillon intégré au circuit, le montage ne correspond pas au test décrit.

7. Dans un circuit d’essai correctement monté, la lampe reste éteinte lorsque l’échantillon est inséré. Quelle conclusion tirer ?

L’échantillon est un isolant électrique
L’échantillon est un conducteur électrique
L’échantillon est un isolant thermique
L’échantillon est un matériau magnétique

L’échantillon est un isolant électrique

Explication

Si la lampe reste éteinte, le courant ne passe pas : l’échantillon est donc isolant électrique. La lampe allumée signalerait un conducteur; l’isolation thermique et l’attraction magnétique sont d’autres propriétés.

8. On teste une pièce d’aluminium dans un circuit simple comprenant une pile et une lampe. Quel résultat électrique faut-il prévoir ?

La lampe s’allume seulement si la pièce contient aussi du fer
La lampe reste éteinte, car l’aluminium est un matériau organique isolant
La lampe reste éteinte, car l’aluminium n’est pas attiré par un aimant
La lampe s’allume, car l’aluminium est un métal conducteur

La lampe s’allume, car l’aluminium est un métal conducteur

Explication

Tous les métaux conduisent l’électricité; l’aluminium doit donc laisser passer le courant et allumer la lampe. Ne pas être attiré par un aimant ne signifie pas être isolant, et la conduction n’exige pas la présence de fer.

9. Une équipe doit choisir un matériau pour laisser la chaleur traverser une pièce. Laquelle des catégories suivantes convient d’après leur comportement thermique ?

Un matériau organique ou une céramique
Un matériau organique, un métal ou une céramique
Un métal ou une céramique
Un matériau organique ou un métal

Un métal ou une céramique

Explication

Les métaux et les céramiques laissent passer la chaleur, tandis que les matériaux organiques l’isolent. L’option qui inclut les matériaux organiques comme conducteurs inverse cette distinction; la conduction électrique ne détermine pas à elle seule la catégorie thermique.

10. Pour vérifier si une plaque conduit la chaleur, quelle procédure faut-il suivre ?

La poser sur un bécher d’eau chaude pendant 30 secondes, puis vérifier si elle attire un aimant
La poser sur un bécher d’eau chaude pendant 30 secondes, puis vérifier au toucher si la chaleur l’a traversée
La poser sur un bécher d’eau chaude, puis vérifier au toucher immédiatement
La poser sur un bécher d’eau froide pendant 30 secondes, puis vérifier au toucher si la chaleur l’a traversée

La poser sur un bécher d’eau chaude pendant 30 secondes, puis vérifier au toucher si la chaleur l’a traversée

Explication

Le test thermique consiste à poser le matériau sur un bécher rempli d’eau chaude pendant 30 secondes, puis à vérifier au toucher si la chaleur a traversé le matériau. L’eau froide ne fournit pas le test prévu, l’attraction magnétique mesure une autre propriété et l’observation se fait après l’attente.

11. La poignée d’un fer devient chaude pendant le repassage : quel matériau permet de limiter le risque de brûlure de la personne qui le tient ?

Du plastique, qui limite le risque de brûlure
Du cuivre, qui conduit très bien l’électricité
De l’aluminium, qui conduit la chaleur vers la main
Du tissu, choisi pour rendre le réservoir étanche

Du plastique, qui limite le risque de brûlure

Explication

Le plastique est utilisé pour la poignée afin d’éviter de se brûler. L’aluminium est le matériau de la semelle, le cuivre celui du fil électrique, et l’étanchéité concerne le réservoir.

12. Pour alléger la semelle d’un fer à repasser par rapport à une semelle en fer, quel matériau faut-il choisir ?

Le cuivre, plus dense que le fer
Le fer, plus léger que l’aluminium
Le plastique, utilisé pour la poignée
L’aluminium, plus léger que le fer

L’aluminium, plus léger que le fer

Explication

La semelle est en aluminium, un métal plus léger que le fer. Le cuivre est plus dense que le fer, tandis que le plastique est associé à la poignée.

13. Un fer à repasser doit relier sa prise à son circuit électrique au moyen d’un fil : quel matériau convient à son conducteur, et pourquoi ?

L’aluminium, car il conduit très bien l’électricité
Le cuivre, car il conduit très bien l’électricité
Le plastique, car il conduit très bien l’électricité
Le tissu, car il conduit très bien l’électricité

Le cuivre, car il conduit très bien l’électricité

Explication

Le fil de connexion est en cuivre parce que ce métal conduit très bien l’électricité. Le plastique et le tissu sont associés à des fonctions d’isolation ou de protection, et l’aluminium est choisi pour la semelle.

14. Quelle forme et quelle époque caractérisent le premier fer à repasser présenté ?

Un bloc de fer du XVIIIᵉ siècle
Un fer électrique à vapeur du XVIIIᵉ siècle
Un fer électrique à vapeur du XXIᵉ siècle
Un bloc d’aluminium du XXIᵉ siècle

Un bloc de fer du XVIIIᵉ siècle

Explication

Le premier fer présenté est un bloc de fer datant du XVIIIᵉ siècle. Le modèle électrique à vapeur est celui du XXIᵉ siècle.

15. À quel siècle appartient le fer à repasser électrique à vapeur présenté ?

Au XXᵉ siècle
Au XIXᵉ siècle
Au XVIIIᵉ siècle
Au XXIᵉ siècle

Au XXIᵉ siècle

Explication

Le fer électrique à vapeur présenté date du XXIᵉ siècle. Le bloc de fer correspond au premier modèle, présenté comme datant du XVIIIᵉ siècle.

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Qu’est-ce qu’un matériau ?

Une matière qui entre dans la fabrication d’un objet.

Qu’est-ce que la densité ?

La masse par unité de volume.

Quel métal est le plus léger parmi les échantillons comparés ?

L’aluminium.

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