QCM : Remise à niveau en physique — 25 questions

Question 1

1. Lorsqu’un terme additif passe de l’autre côté du signe égal, quelle transformation algébrique faut-il effectuer ?

Le remplacer par son opposé, donc par une soustraction

Le diviser par le coefficient du terme voisin

Le multiplier par sa valeur absolue pour équilibrer l’équation

Le conserver avec le même signe dans l’équation

Explication

Le passage d’un terme additif à l’autre membre s’effectue en changeant son signe afin de préserver l’égalité. Conserver le même signe correspondrait à une simple réécriture, pas à une transformation équivalente.

Answer

Le remplacer par son opposé, donc par une soustraction

Question 2

2. Quelle expression donne la température en kelvins correspondant à une température de $25\,^{\circ}\mathrm{C}$ ?

-298{,}15\,\mathrm{K}

-248{,}15\,\mathrm{K}

298{,}15\,\mathrm{K}

25{,}27315\,\mathrm{K}

Explication

La conversion s’effectue avec $T(\mathrm{K})=T(^{\circ}\mathrm{C})+273{,}15$ , ce qui donne $25+273{,}15=298{,}15\,\mathrm{K}$ . Soustraire $273{,}15$ correspondrait à la conversion inverse, des kelvins vers les degrés Celsius.

Answer

$$298{,}15\,\mathrm{K}$$

Question 3

3. Quelle valeur obtient-on en calculant $15\%$ de $240$ ?

225

16

36

40

Explication

Un pourcentage se calcule en multipliant le nombre par le pourcentage divisé par $100$ , donc $240\times\frac{15}{100}=36$ . La valeur $40$ correspondrait à une autre proportion et ne résulte pas de ce calcul.

Answer

$$b=10^a$$

Answer

Appliquer chaque opération inverse aux deux membres

Answer

Mètres, hertz et secondes

Answer

$$p=p_{ref}\,10^{NPS/20}$$

Answer

Le sinus et le cosinus

Answer

$$A$$ multiplie le sinus et $$\varphi_0$$ est ajouté dans son argument

Answer

L’amplitude $$A$$

Answer

Le signe moins

Answer

Dériver deux fois l’élongation par rapport au temps

Answer

$$v(x,t)=6\pi\cos(2\pi t+x)$$

Answer

L’intensité électrique

Answer

$$10\ \mathrm{V}$$

Answer

Tension en volts, intensité en ampères, résistance en ohms

Answer

$$I_1=I_2=I_3=I_T$$

Answer

$$2\ \Omega$$

Answer

$$3\ \mathrm{A}$$

Answer

En multipliant la tension par l’intensité du courant

Answer

$$P=I^2R$$

Answer

La somme des courants entrants égale la somme des courants sortants

Answer

La somme des tensions fournies égale la somme des chutes de tension

Answer

$$E_1+E_2+E_3=I_1R_1+I_2R_2$$

Question 4

4. Si $a=\log(b)$ , quelle relation permet de retrouver $b$ ?

b=10^a

b=\log(10a)

b=a^{10}

b=\frac{a}{10}

Explication

Le logarithme décimal et la puissance de $10$ sont des opérations inverses, donc $a=\log(b)$ implique $b=10^a$ . L’expression $a^{10}$ inverse à tort la base et l’exposant.

Question 5

5. Pour isoler une inconnue dans une équation, quelle méthode préserve l’égalité ?

Déplacer les termes sans modifier leurs signes

Appliquer chaque opération inverse aux deux membres

Appliquer les opérations nécessaires au seul membre contenant l’inconnue

Remplacer l’inconnue par une valeur choisie avant les calculs

Explication

Chaque opération inverse doit être appliquée successivement aux deux membres jusqu’à laisser l’inconnue seule, ce qui conserve l’égalité. Modifier un seul membre changerait généralement la relation entre les deux côtés.

Question 6

6. Quelles unités correspondent respectivement à la longueur d’onde $\lambda$ , à la fréquence $f$ et à la période $T$ ?

Mètres, hertz et secondes

Mètres, secondes et hertz

Secondes, hertz et mètres

Hertz, mètres et secondes

Explication

La longueur d’onde est une distance exprimée en mètres ou en centimètres, la fréquence se mesure en hertz et la période en secondes. Les autres associations attribuent aux grandeurs des unités qui appartiennent à une autre grandeur.

Question 7

7. Quelle expression permet de calculer la pression acoustique $p$ à partir du niveau de pression sonore $NPS$ ?

p=p_{ref}\,10^{NPS/20}

p=20\log\left(\frac{NPS}{p_{ref}}\right)

p=p_{ref}\,10^{20NPS}

p=\frac{NPS}{20p_{ref}}

Explication

En isolant $p$ dans $NPS=20\log\left(\frac{p}{p_{ref}}\right)$ , on obtient $p=p_{ref}\,10^{NPS/20}$ . La forme logarithmique permet de calculer le niveau à partir de la pression, mais elle ne constitue pas l’expression isolée de la pression.

Question 8

8. Quelles fonctions trigonométriques sont couramment utilisées dans les équations d’onde ?

La tangente et la cotangente

La valeur absolue et la fonction affine

Le sinus et le cosinus

L’exponentielle et le logarithme

Explication

Les équations d’onde utilisent couramment des fonctions sinusoïdales, notamment le sinus et le cosinus. La tangente et la cotangente sont bien des fonctions trigonométriques, mais elles ne sont pas celles indiquées comme formes usuelles ici.

Question 9

9. Dans l’expression $y(x,t)=A\sin(\omega t-kx+\varphi_0)$ , quel rôle joue correctement chaque élément entre $A$ et $\varphi_0$ ?

A

remplace la pulsation et

\varphi_0

donne le nombre d’onde

A

représente la position et

\varphi_0

mesure la vitesse de propagation

A

est ajouté à l’argument et

\varphi_0

multiplie le sinus

A

multiplie le sinus et

\varphi_0

est ajouté dans son argument

Explication

L’amplitude $A$ est un facteur multiplicatif devant la fonction trigonométrique, tandis que la phase initiale $\varphi_0$ apparaît comme un terme ajouté dans l’argument. Les autres descriptions confondent ces paramètres avec des variables ou des constantes de nature différente.

Question 10

10. Dans une équation d’onde, quelle grandeur décrit l’oscillation maximale autour de la position d’équilibre ?

L’élongation

y

à un instant donné

L’amplitude

A

Le nombre d’onde

k

La phase à l’origine

\varphi_0

Explication

L’amplitude $A$ mesure l’oscillation maximale, tandis que l’élongation $y$ dépend de la position et du temps. Le nombre d’onde caractérise la variation spatiale et la phase à l’origine fixe l’état initial de l’oscillation.

Question 11

11. Dans une équation d’onde de la forme $y(x,t)=A\sin(\omega t\pm kx+\varphi_0)$ , quel signe devant $kx$ indique une propagation vers les $x$ croissants ?

Le signe de la phase initiale

Le signe moins

Le signe de l’amplitude

Le signe plus

Explication

Un signe moins devant $kx$ correspond à une propagation vers les $x$ croissants dans cette convention d’écriture. Le signe plus indique au contraire une propagation vers les $x$ décroissants.

Question 12

12. Quelle opération permet d’obtenir l’accélération d’oscillation d’une onde à partir de son élongation ?

Dériver une fois l’élongation par rapport à la position

Intégrer deux fois l’élongation par rapport au temps

Dériver deux fois l’élongation par rapport au temps

Multiplier l’élongation par la fréquence de l’onde

Explication

Une première dérivation temporelle donne la vitesse d’oscillation, tandis qu’une seconde donne l’accélération. Dériver par rapport à la position ne fournit pas directement ces grandeurs temporelles.

Question 13

13. Pour l’onde $y(x,t)=3\sin(2\pi t+x)$ , quelle est sa vitesse d’oscillation ?

v(x,t)=6\pi\sin(2\pi t+x)

v(x,t)=6\pi\cos(2\pi t+x)

v(x,t)=-6\pi\sin(2\pi t+x)

v(x,t)=3\cos(2\pi t+x)

Explication

La dérivation de l’élongation par rapport au temps multiplie l’amplitude par $2\pi$ et transforme le sinus en cosinus, ce qui donne l’expression indiquée. La forme en sinus correspondrait à une dérivation incorrecte de la fonction.

Question 14

14. Quelle grandeur électrique se note généralement $I$ et s’exprime en ampères ?

La tension électrique

L’intensité électrique

La résistance électrique

La puissance électrique

Explication

L’intensité, ou courant électrique, est notée $I$ et son unité est l’ampère. La tension s’exprime en volts, tandis que la résistance s’exprime en ohms.

Question 15

15. Quelle unité convient à la mesure d’une résistance électrique ?

L’ampère

Le watt

L’ohm

Le volt

Explication

La résistance électrique se note $R$ et s’exprime en ohms. Le volt mesure la tension et l’ampère mesure l’intensité du courant.

Question 16

16. Un dipôle possède une résistance de $5\ \Omega$ et est traversé par un courant de $2\ \mathrm{A}$ . Quelle est sa tension selon la loi d’Ohm ?

7\ \mathrm{V}

10\ \mathrm{V}

0,4\ \mathrm{V}

2,5\ \mathrm{V}

Explication

La loi d’Ohm donne $V=RI$ , donc $V=5\times2=10\ \mathrm{V}$ . La valeur $2,5\ \mathrm{V}$ résulterait d’une division de la résistance par l’intensité, au lieu de leur produit.

Question 17

17. Quelle association correcte relie les principales grandeurs électriques à leurs unités ?

Tension en ampères, intensité en ohms, résistance en volts

Tension en watts, intensité en volts, résistance en ampères

Tension en ohms, intensité en volts, résistance en ampères

Tension en volts, intensité en ampères, résistance en ohms

Explication

La tension se mesure en volts, l’intensité en ampères et la résistance en ohms. Les autres associations intervertissent les unités de ces grandeurs.

Question 18

18. Trois résistances montées en série vérifient quelle relation pour le courant électrique ?

I_1=I_2=I_3=I_T

I_T=I_1+I_2+I_3

I_1=I_T-I_2-I_3

\frac{1}{I_T}=\frac{1}{I_1}+\frac{1}{I_2}+\frac{1}{I_3}

Explication

Dans un montage en série, le même courant traverse successivement chaque résistance, d’où $I_1=I_2=I_3=I_T$ . La somme des courants caractérise plutôt les branches d’un montage en parallèle.

Question 19

19. Deux résistances de $6\ \Omega$ et $3\ \Omega$ sont montées en parallèle. Quelle est leur résistance équivalente ?

3\ \Omega

9\ \Omega

18\ \Omega

2\ \Omega

Explication

Pour deux résistances en parallèle, $R_T=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}$ , donc $R_T=\frac{6\times3}{6+3}=2\ \Omega$ . L’addition directe $9\ \Omega$ correspondrait à une association en série.

Question 20

20. Dans un montage en parallèle, un courant total de $5\ \mathrm{A}$ se divise en deux courants de branche. Si l’un vaut $2\ \mathrm{A}$ , quelle est l’intensité de l’autre ?

3\ \mathrm{A}

7\ \mathrm{A}

10\ \mathrm{A}

2,5\ \mathrm{A}

Explication

Dans un montage en parallèle, le courant total est la somme des courants de branche : $I_T=I_1+I_2+I_3$ . Avec deux branches, le courant recherché vaut donc $5-2=3\ \mathrm{A}$ .

Question 21

21. Comment détermine-t-on la puissance électrique d’un dispositif à deux bornes lorsqu’on connaît la tension à ses bornes et le courant qui le traverse ?

En divisant la tension par la résistance du dispositif

En multipliant la résistance par la tension appliquée

En multipliant la tension par l’intensité du courant

En additionnant la tension et l’intensité du courant

Explication

La puissance électrique dépend du produit de la différence de potentiel et de l’intensité, soit $P=VI$ . La résistance seule ne suffit pas à déterminer cette puissance, même si elle intervient dans certaines formes de la relation.

Question 22

22. Une résistance de valeur $R$ est parcourue par un courant $I$ . Quelle expression permet de calculer directement la puissance dissipée par effet Joule ?

P=\frac{I}{R^2}

P=I^2R

P=R-I^2

P=\frac{R}{I^2}

Explication

La puissance dissipée par la résistance s’écrit $P=I^2R$ , forme équivalente à $P=VI$ et à $P=\frac{V^2}{R}$ . Les autres expressions ne correspondent pas aux relations électriques établies pour la puissance.

Question 23

23. À un nœud électrique, quelle relation traduit la conservation du courant ?

La somme des puissances entrantes égale la somme des puissances sortantes

La somme des résistances entrantes égale la somme des résistances sortantes

La somme des courants entrants égale la somme des courants sortants

La somme des tensions entrantes égale la somme des tensions sortantes

Explication

La loi des nœuds relie les intensités : les courants qui arrivent au nœud compensent ceux qui en partent. La confusion fréquente consiste à appliquer à un nœud une relation de tensions, qui relève de la loi des mailles.

Question 24

24. Dans une maille fermée contenant des générateurs et des résistances, quelle égalité exprime la loi des mailles ?

La somme des tensions fournies égale la somme des chutes de tension

La somme des courants fournis égale la somme des résistances traversées

La somme des résistances fournies égale la somme des courants dissipés

La somme des puissances fournies égale la somme des tensions dissipées

Explication

Dans une maille, les élévations de tension dues aux générateurs compensent algébriquement les chutes de tension dans les résistances. La loi des nœuds, en revanche, porte sur les intensités qui convergent ou se séparent à un point de connexion.

Question 25

25. Dans une maille, trois générateurs fournissent des tensions $E_1$ , $E_2$ et $E_3$ , tandis que deux résistances parcourues par des courants correspondants produisent des chutes $I_1R_1$ et $I_2R_2$ . Quelle équation applique la loi des mailles ?

E_1+E_2+E_3=I_1R_1+I_2R_2

E_1+E_2+E_3=\frac{I_1}{R_1}+\frac{I_2}{R_2}

E_1E_2E_3=I_1R_1I_2R_2

E_1+E_2+E_3=I_1+I_2+R_1+R_2

Explication

La forme générale de la loi des mailles est $\sum E=\sum IR$ : les tensions fournies égalent les chutes de tension résistives. Additionner séparément courants et résistances ne respecte pas les grandeurs physiques ni la relation de la maille.

QCM : Remise à niveau en physique — 25 questions

Questions et réponses du QCM

1. Lorsqu’un terme additif passe de l’autre côté du signe égal, quelle transformation algébrique faut-il effectuer ?

2. Quelle expression donne la température en kelvins correspondant à une température de $25\,^{\circ}\mathrm{C}$ ?

3. Quelle valeur obtient-on en calculant $15\%$ de $240$ ?

4. Si $a=\log(b)$ , quelle relation permet de retrouver $b$ ?

5. Pour isoler une inconnue dans une équation, quelle méthode préserve l’égalité ?

6. Quelles unités correspondent respectivement à la longueur d’onde $\lambda$ , à la fréquence $f$ et à la période $T$ ?

7. Quelle expression permet de calculer la pression acoustique $p$ à partir du niveau de pression sonore $NPS$ ?

8. Quelles fonctions trigonométriques sont couramment utilisées dans les équations d’onde ?

9. Dans l’expression $y(x,t)=A\sin(\omega t-kx+\varphi_0)$ , quel rôle joue correctement chaque élément entre $A$ et $\varphi_0$ ?

10. Dans une équation d’onde, quelle grandeur décrit l’oscillation maximale autour de la position d’équilibre ?

11. Dans une équation d’onde de la forme $y(x,t)=A\sin(\omega t\pm kx+\varphi_0)$ , quel signe devant $kx$ indique une propagation vers les $x$ croissants ?

12. Quelle opération permet d’obtenir l’accélération d’oscillation d’une onde à partir de son élongation ?

13. Pour l’onde $y(x,t)=3\sin(2\pi t+x)$ , quelle est sa vitesse d’oscillation ?

14. Quelle grandeur électrique se note généralement $I$ et s’exprime en ampères ?

15. Quelle unité convient à la mesure d’une résistance électrique ?

16. Un dipôle possède une résistance de $5\ \Omega$ et est traversé par un courant de $2\ \mathrm{A}$ . Quelle est sa tension selon la loi d’Ohm ?

17. Quelle association correcte relie les principales grandeurs électriques à leurs unités ?

18. Trois résistances montées en série vérifient quelle relation pour le courant électrique ?

19. Deux résistances de $6\ \Omega$ et $3\ \Omega$ sont montées en parallèle. Quelle est leur résistance équivalente ?

20. Dans un montage en parallèle, un courant total de $5\ \mathrm{A}$ se divise en deux courants de branche. Si l’un vaut $2\ \mathrm{A}$ , quelle est l’intensité de l’autre ?

21. Comment détermine-t-on la puissance électrique d’un dispositif à deux bornes lorsqu’on connaît la tension à ses bornes et le courant qui le traverse ?

22. Une résistance de valeur $R$ est parcourue par un courant $I$ . Quelle expression permet de calculer directement la puissance dissipée par effet Joule ?

23. À un nœud électrique, quelle relation traduit la conservation du courant ?

24. Dans une maille fermée contenant des générateurs et des résistances, quelle égalité exprime la loi des mailles ?

25. Dans une maille, trois générateurs fournissent des tensions $E_1$ , $E_2$ et $E_3$ , tandis que deux résistances parcourues par des courants correspondants produisent des chutes $I_1R_1$ et $I_2R_2$ . Quelle équation applique la loi des mailles ?

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QCM : Remise à niveau en physique — 25 questions

Questions et réponses du QCM

1. Lorsqu’un terme additif passe de l’autre côté du signe égal, quelle transformation algébrique faut-il effectuer ?

2. Quelle expression donne la température en kelvins correspondant à une température de 25 ∘C25\,^{\circ}\mathrm{C}25∘C ?

3. Quelle valeur obtient-on en calculant 15%15\%15% de 240240240 ?

4. Si a=log⁡(b)a=\log(b)a=log(b), quelle relation permet de retrouver bbb ?

5. Pour isoler une inconnue dans une équation, quelle méthode préserve l’égalité ?

6. Quelles unités correspondent respectivement à la longueur d’onde λ\lambdaλ, à la fréquence fff et à la période TTT ?

7. Quelle expression permet de calculer la pression acoustique ppp à partir du niveau de pression sonore NPSNPSNPS ?

8. Quelles fonctions trigonométriques sont couramment utilisées dans les équations d’onde ?

9. Dans l’expression y(x,t)=Asin⁡(ωt−kx+φ0)y(x,t)=A\sin(\omega t-kx+\varphi_0)y(x,t)=Asin(ωt−kx+φ0​), quel rôle joue correctement chaque élément entre AAA et φ0\varphi_0φ0​ ?

10. Dans une équation d’onde, quelle grandeur décrit l’oscillation maximale autour de la position d’équilibre ?

11. Dans une équation d’onde de la forme y(x,t)=Asin⁡(ωt±kx+φ0)y(x,t)=A\sin(\omega t\pm kx+\varphi_0)y(x,t)=Asin(ωt±kx+φ0​), quel signe devant kxkxkx indique une propagation vers les xxx croissants ?

12. Quelle opération permet d’obtenir l’accélération d’oscillation d’une onde à partir de son élongation ?

13. Pour l’onde y(x,t)=3sin⁡(2πt+x)y(x,t)=3\sin(2\pi t+x)y(x,t)=3sin(2πt+x), quelle est sa vitesse d’oscillation ?

14. Quelle grandeur électrique se note généralement III et s’exprime en ampères ?

15. Quelle unité convient à la mesure d’une résistance électrique ?

16. Un dipôle possède une résistance de 5 Ω5\ \Omega5 Ω et est traversé par un courant de 2 A2\ \mathrm{A}2 A. Quelle est sa tension selon la loi d’Ohm ?

17. Quelle association correcte relie les principales grandeurs électriques à leurs unités ?

18. Trois résistances montées en série vérifient quelle relation pour le courant électrique ?

19. Deux résistances de 6 Ω6\ \Omega6 Ω et 3 Ω3\ \Omega3 Ω sont montées en parallèle. Quelle est leur résistance équivalente ?

20. Dans un montage en parallèle, un courant total de 5 A5\ \mathrm{A}5 A se divise en deux courants de branche. Si l’un vaut 2 A2\ \mathrm{A}2 A, quelle est l’intensité de l’autre ?

21. Comment détermine-t-on la puissance électrique d’un dispositif à deux bornes lorsqu’on connaît la tension à ses bornes et le courant qui le traverse ?

22. Une résistance de valeur RRR est parcourue par un courant III. Quelle expression permet de calculer directement la puissance dissipée par effet Joule ?

23. À un nœud électrique, quelle relation traduit la conservation du courant ?

24. Dans une maille fermée contenant des générateurs et des résistances, quelle égalité exprime la loi des mailles ?

25. Dans une maille, trois générateurs fournissent des tensions E1E_1E1​, E2E_2E2​ et E3E_3E3​, tandis que deux résistances parcourues par des courants correspondants produisent des chutes I1R1I_1R_1I1​R1​ et I2R2I_2R_2I2​R2​. Quelle équation applique la loi des mailles ?

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2. Quelle expression donne la température en kelvins correspondant à une température de $25\,^{\circ}\mathrm{C}$ ?

3. Quelle valeur obtient-on en calculant $15\%$ de $240$ ?

4. Si $a=\log(b)$ , quelle relation permet de retrouver $b$ ?

6. Quelles unités correspondent respectivement à la longueur d’onde $\lambda$ , à la fréquence $f$ et à la période $T$ ?

7. Quelle expression permet de calculer la pression acoustique $p$ à partir du niveau de pression sonore $NPS$ ?

9. Dans l’expression $y(x,t)=A\sin(\omega t-kx+\varphi_0)$ , quel rôle joue correctement chaque élément entre $A$ et $\varphi_0$ ?

11. Dans une équation d’onde de la forme $y(x,t)=A\sin(\omega t\pm kx+\varphi_0)$ , quel signe devant $kx$ indique une propagation vers les $x$ croissants ?

13. Pour l’onde $y(x,t)=3\sin(2\pi t+x)$ , quelle est sa vitesse d’oscillation ?

14. Quelle grandeur électrique se note généralement $I$ et s’exprime en ampères ?

16. Un dipôle possède une résistance de $5\ \Omega$ et est traversé par un courant de $2\ \mathrm{A}$ . Quelle est sa tension selon la loi d’Ohm ?

19. Deux résistances de $6\ \Omega$ et $3\ \Omega$ sont montées en parallèle. Quelle est leur résistance équivalente ?

20. Dans un montage en parallèle, un courant total de $5\ \mathrm{A}$ se divise en deux courants de branche. Si l’un vaut $2\ \mathrm{A}$ , quelle est l’intensité de l’autre ?

22. Une résistance de valeur $R$ est parcourue par un courant $I$ . Quelle expression permet de calculer directement la puissance dissipée par effet Joule ?

25. Dans une maille, trois générateurs fournissent des tensions $E_1$ , $E_2$ et $E_3$ , tandis que deux résistances parcourues par des courants correspondants produisent des chutes $I_1R_1$ et $I_2R_2$ . Quelle équation applique la loi des mailles ?