QCM : Sons, signaux et changements d’état (15 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Pourquoi le son ne peut-il pas se propager dans le vide ?

Parce que sa vitesse devient trop faible lorsque la pression de l’air diminue.
Parce que sa fréquence change et cesse alors de produire une vibration audible.
Parce qu’il s’agit d’une onde mécanique qui a besoin d’un milieu matériel pour se propager.
Parce que les ondes sonores se transforment en lumière en l’absence de matière.

Parce qu’il s’agit d’une onde mécanique qui a besoin d’un milieu matériel pour se propager.

Explication

Une onde sonore est produite par la vibration d’une source et se propage grâce à un milieu matériel. La baisse de pression ne rend pas simplement le son plus lent : sans milieu matériel, il ne peut pas se propager.

2. Une impulsion sonore parcourt une distance dd pendant une durée Δt\Delta t. Quelle relation permet de calculer sa vitesse ?

v=Δtdv = \frac{\Delta t}{d}
v=d+Δtv = d + \Delta t
v=dΔtv = \frac{d}{\Delta t}
v=d×Δtv = d \times \Delta t

$$v = \frac{d}{\Delta t}$$

Explication

La vitesse correspond à la distance parcourue divisée par la durée du trajet. Multiplier la distance par la durée ne donne pas la relation entre ces grandeurs.

3. Quel critère permet de reconnaître un phénomène périodique ?

Il produit des motifs différents, mais de durée identique à chaque répétition.
Il se répète de façon identique après des intervalles de temps égaux.
Son intensité augmente régulièrement au fil d’intervalles de temps égaux.
Il revient à son état initial après des intervalles de temps inégaux.

Il se répète de façon identique après des intervalles de temps égaux.

Explication

Un phénomène est périodique lorsqu’il se répète identiquement à intervalles de temps égaux. Des motifs différents ne forment pas une répétition identique, même si leur durée est constante.

4. Deux sons ont des fréquences différentes. Comment leur fréquence détermine-t-elle leur hauteur ?

La fréquence distingue leur timbre, mais ne permet pas de comparer leur hauteur.
Le son de fréquence plus élevée est plus aigu, et celui de fréquence plus faible est plus grave.
Le son de fréquence plus élevée est plus grave, et celui de fréquence plus faible est plus aigu.
Le son de fréquence plus élevée est plus fort, et celui de fréquence plus faible est plus doux.

Le son de fréquence plus élevée est plus aigu, et celui de fréquence plus faible est plus grave.

Explication

La hauteur dépend de la fréquence : une fréquence élevée correspond à un son aigu et une fréquence faible à un son grave. Le volume sonore ne détermine pas cette distinction de hauteur.

5. Sur un signal périodique, que représente la période TT ?

Le nombre de motifs produits en une seconde, mesuré en hertz.
Le nombre de secondes écoulées entre deux motifs différents.
La durée d’un motif, mesurée en secondes.
La durée totale du signal, mesurée en hertz.

La durée d’un motif, mesurée en secondes.

Explication

La période est la durée d’un motif et s’exprime en secondes. Le nombre de motifs par seconde décrit la fréquence, qui s’exprime en hertz.

6. Quel changement d’état correspond au passage du solide directement au gaz ?

La vaporisation.
La liquéfaction.
La fusion.
La sublimation.

La sublimation.

Explication

La sublimation désigne le passage direct de l’état solide à l’état gazeux. La vaporisation concerne le passage du liquide au gaz, et ne part donc pas d’un solide.

7. Quelle comparaison des vitesses du son dans différents milieux est correcte ?

Environ 340 m/s dans l’air, 3 200 m/s dans l’eau et 1 500 m/s dans le verre.
Environ 3 200 m/s dans l’air, 1 500 m/s dans l’eau et 340 m/s dans le verre.
Environ 340 m/s dans l’air, 1 500 m/s dans l’eau et 3 200 m/s dans le verre.
Environ 1 500 m/s dans l’air, 340 m/s dans l’eau et 3 200 m/s dans le verre.

Environ 340 m/s dans l’air, 1 500 m/s dans l’eau et 3 200 m/s dans le verre.

Explication

La vitesse du son est d’environ 340 m/s dans l’air, 1 500 m/s dans l’eau et 3 200 m/s dans des solides comme le verre. L’eau et le verre sont intervertis dans une autre comparaison possible, mais leurs valeurs diffèrent.

8. Quelle description distingue un mélange d’un corps pur ?

Il contient plusieurs espèces chimiques qui perdent leurs propriétés lors de leur association.
Il contient plusieurs espèces chimiques dont les constituants conservent leurs propriétés et peuvent être séparés par des méthodes physiques.
Il contient plusieurs espèces chimiques séparables uniquement par une transformation chimique.
Il contient une seule espèce chimique dont les propriétés physiques sont bien définies.

Il contient plusieurs espèces chimiques dont les constituants conservent leurs propriétés et peuvent être séparés par des méthodes physiques.

Explication

Un mélange rassemble plusieurs espèces chimiques qui conservent leurs propriétés et peuvent être séparées par des méthodes physiques. Un corps pur contient une seule espèce chimique, ce qui constitue ici le contraste le plus pertinent.

9. Un signal répète plusieurs fois le même motif chaque seconde. Quelle grandeur indique le nombre de répétitions par seconde ?

La durée totale, exprimée en secondes.
L’amplitude, exprimée en hertz.
La période, exprimée en secondes.
La fréquence, exprimée en hertz.

La fréquence, exprimée en hertz.

Explication

La fréquence mesure le nombre de motifs par seconde et s’exprime en hertz. La période correspond plutôt à la durée d’un motif, et non à un compte par seconde.

10. Un mélange présente une seule phase uniforme à l’observation. Comment le classe-t-on ?

Comme un mélange dont les phases sont visibles séparément.
Comme un mélange hétérogène.
Comme un corps pur constitué d’une seule espèce chimique.
Comme un mélange homogène.

Comme un mélange homogène.

Explication

Un mélange homogène présente une seule phase uniforme. Un mélange hétérogène, au contraire, se reconnaît à la présence de plusieurs phases visibles.

11. Lorsqu’un corps pur change d’état, que devient sa température pendant la transformation ?

Elle varie selon la quantité de matière, sans correspondre à une température caractéristique.
Elle diminue continuellement jusqu’à ce que la transformation soit achevée.
Elle reste constante et correspond à la température de fusion ou d’ébullition.
Elle augmente continuellement jusqu’à ce que la transformation soit achevée.

Elle reste constante et correspond à la température de fusion ou d’ébullition.

Explication

Pendant un changement d’état d’un corps pur, la température reste constante et correspond à la température de fusion ou d’ébullition. Une évolution continue de la température décrit plutôt une situation où le changement d’état n’est pas en cours.

12. Quelle caractéristique définit un corps pur ?

Il est constitué d’une seule espèce chimique et possède des propriétés physiques bien définies.
Il réunit plusieurs espèces chimiques qui forment une phase uniforme.
Il présente plusieurs phases visibles aux propriétés différentes.
Il contient plusieurs espèces chimiques séparables par des méthodes physiques.

Il est constitué d’une seule espèce chimique et possède des propriétés physiques bien définies.

Explication

Un corps pur ne contient qu’une seule espèce chimique et ses propriétés physiques sont bien définies. Un mélange homogène peut sembler uniforme, mais il contient plusieurs espèces chimiques.

13. Comment définit-on la masse volumique d’une substance ?

Comme la masse par unité de volume.
Comme le volume occupé par une quantité donnée de substance, sans tenir compte de sa masse.
Comme le volume par unité de masse.
Comme la masse totale d’un échantillon, sans tenir compte de son volume.

Comme la masse par unité de volume.

Explication

La masse volumique correspond à la masse rapportée au volume occupé. Le volume par unité de masse est une grandeur inverse, et non la définition de la masse volumique.

14. Un signal a une période de 0,02 s0{,}02\,\text{s}. Quelle est sa fréquence ?

50 Hz50\,\text{Hz}
0,02 Hz0{,}02\,\text{Hz}
20 Hz20\,\text{Hz}
200 Hz200\,\text{Hz}

$$50\,\text{Hz}$$

Explication

La fréquence est l’inverse de la période : f=1T=10,02 s=50 Hzf = \frac{1}{T} = \frac{1}{0{,}02\,\text{s}} = 50\,\text{Hz}. La valeur 0,02 Hz0{,}02\,\text{Hz} reprend la période numérique sans en prendre l’inverse.

15. Deux instruments jouent la même note, mais leurs sons restent reconnaissables. Quelle caractéristique permet de les distinguer ?

La hauteur, liée à la fréquence fondamentale de chaque instrument.
La période, qui indique la durée totale de chaque morceau joué.
Le timbre, lié à la forme du signal et à ses harmoniques.
La fréquence, qui détermine le nombre d’instruments présents.

Le timbre, lié à la forme du signal et à ses harmoniques.

Explication

Le timbre distingue des instruments qui jouent la même note et dépend de la forme du signal ainsi que de ses harmoniques. La hauteur est liée à la fréquence et ne suffit pas à expliquer cette différence de sonorité.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 43 flashcards sur Sons, signaux et changements d’état.

Qu’est-ce qu’un son ?

Une onde mécanique produite par la vibration d’une source sonore et se propageant dans un milieu matériel.

Quelle formule donne la vitesse du son ?

v=dΔtv = \frac{d}{\Delta t}

Que représentent dd et Δt\Delta t dans la formule de la vitesse ?

La distance parcourue et la durée.

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Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Sons, signaux et changements d’état.

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