QCM : Signaux sonores et air (8 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Sur la courbe d’un signal périodique, que représente la période ?

La valeur maximale de l’écart de la courbe par rapport à son axe
L’intervalle de temps entre deux points quelconques de la courbe
La durée complète représentée par l’ensemble de la courbe
L’intervalle de temps entre deux points où la courbe se retrouve identique

L’intervalle de temps entre deux points où la courbe se retrouve identique

Explication

La période est l’intervalle de temps séparant deux points de la courbe qui se retrouvent identiques. L’amplitude désigne un écart, la durée totale concerne tout le tracé, et deux points quelconques ne suffisent pas à définir une période.

2. Sur un signal périodique, deux motifs identiques sont repérés aux instants t1=0,7 st_1=0{,}7\ \text{s} et t3=4,4 st_3=4{,}4\ \text{s}, avec plusieurs périodes entre eux. Quelle expression permet de mesurer la période moyenne ?

T=t1−t3T=t_1-t_3, en soustrayant l’instant final au premier
T=t3+t1T=t_3+t_1, en additionnant les instants des motifs
T=t3−t1nT=\frac{t_3-t_1}{n}, où nn est le nombre de périodes comprises entre les deux motifs
T=t2−t1T=t_2-t_1, en prenant les deux premiers instants repérés

$$T=\frac{t_3-t_1}{n}$$, où $$n$$ est le nombre de périodes comprises entre les deux motifs

Explication

Lorsque plusieurs périodes séparent deux motifs identiques, leur durée totale est t3−t1t_3-t_1 et il faut la diviser par le nombre nn de périodes. La mesure entre deux points voisins ne tient pas compte de cette moyenne, tandis que l’addition et la soustraction inversée ne donnent pas l’intervalle recherché.

3. Une sonde émet une onde sonore dans une enceinte où l’on a retiré l’air. Que se passe-t-il pour la propagation du son ?

L’onde ne se propage pas, car aucun milieu matériel ne la transmet
L’onde se propage, car la vibration de la source suffit dans le vide
L’onde se propage, car elle transporte de l’énergie comme la lumière
L’onde ne se propage pas, car aucun récepteur ne peut la détecter

L’onde ne se propage pas, car aucun milieu matériel ne la transmet

Explication

Une onde sonore a besoin d’un milieu matériel pour se propager, et le vide n’en fournit pas. L’analogie avec la lumière confond le son avec une onde électromagnétique; l’absence de récepteur concerne la détection, pas la propagation.

4. Un signal sonore a une fréquence de 18 000 Hz18\ 000\ \text{Hz}. Comment se situe-t-il par rapport aux fréquences audibles par l’oreille humaine ?

Il est sous la plage audible, qui commence à 20 000 Hz
Il est au-dessus de la plage audible, qui s’arrête à 2 000 Hz
Il se trouve dans la plage audible, comprise entre 20 Hz et 20 000 Hz
Sa fréquence ne permet pas de déterminer s’il est audible

Il se trouve dans la plage audible, comprise entre 20 Hz et 20 000 Hz

Explication

La plage audible indiquée s’étend de 20 Hz à 20 000 Hz; 18 000 Hz s’y trouve. La limite basse n’est pas 20 000 Hz, et 2 000 Hz ne correspond pas à la limite supérieure donnée.

5. Dans un bilan sonore, que désigne le niveau d’intensité sonore LL ?

Une grandeur exprimée en décibels qui classe les sons selon leur danger pour l’oreille
Une grandeur exprimée en mètres par seconde qui décrit la propagation du son
Une grandeur exprimée en secondes qui indique le temps d’exposition au son
Une grandeur exprimée en hertz qui indique le nombre de vibrations par seconde

Une grandeur exprimée en décibels qui classe les sons selon leur danger pour l’oreille

Explication

Le niveau d’intensité sonore, noté LL, s’exprime en décibels et sert à classer les sons selon leur danger pour l’oreille. Les hertz mesurent une fréquence, les mètres par seconde une vitesse et les secondes une durée.

6. Une personne écoute un son de 82 dB pendant une durée prolongée. Quelle conclusion correspond à la règle de risque pour l’oreille ?

Le niveau dépasse le seuil de danger, et la durée d’écoute compte aussi
Le niveau présente un danger sans que la durée d’écoute intervienne
Le niveau présente un danger seulement s’il dépasse 20 000 Hz
Le niveau reste sous le seuil de danger, fixé à 100 dB

Le niveau dépasse le seuil de danger, et la durée d’écoute compte aussi

Explication

Le danger pour l’oreille apparaît à partir de 80 dB et dépend aussi de la durée d’écoute; 82 dB dépasse ce seuil. Le seuil indiqué n’est pas 100 dB ni une fréquence, et la durée ne peut être écartée.

7. Quelle description caractérise la composition de l’air ?

Un corps pur formé de diazote et de dioxygène
Un mélange homogène principalement constitué de diazote et de dioxygène
Un mélange homogène principalement constitué de diazote et d’argon
Un mélange homogène de diazote et de dioxygène en proportions égales

Un mélange homogène principalement constitué de diazote et de dioxygène

Explication

L’air est un mélange homogène dont les principaux constituants sont le diazote et le dioxygène. Le corps pur n’est pas un mélange, l’argon n’est pas l’autre constituant principal et les deux gaz ne sont pas présents en proportions égales.

8. Un échantillon de 10 L d’air est considéré. Quels volumes de diazote et de dioxygène contient-il d’après leurs fractions volumiques ?

8 L de diazote et 2 L de dioxygène
8 kg de diazote et 2 kg de dioxygène
5 L de diazote et 5 L de dioxygène
2 L de diazote et 8 L de dioxygène

8 L de diazote et 2 L de dioxygène

Explication

Le diazote représente les quatre cinquièmes du volume, soit 8 L sur 10 L, et le dioxygène le cinquième restant, soit 2 L. L’inversion des volumes échange les fractions, le partage égal ignore leurs proportions différentes et les kilogrammes désignent une masse, non un volume.

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Qu’est-ce que la période d’un signal périodique ?

L’intervalle de temps séparant deux points identiques de la courbe.

Comment exprime-t-on la période entre deux motifs identiques repérés aux instants t1t_1 et t3t_3 ?

T=t3−t1T = t_3 - t_1.

De quoi une onde sonore a-t-elle besoin pour se propager ?

D’un milieu matériel.

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