QCM : Unités et mesures du SI (20 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle unité de base du SI mesure la masse ?

La seconde
Le mètre
Le kelvin
Le kilogramme

Le kilogramme

Explication

Le kilogramme est l’unité de base qui mesure la masse. Le mètre mesure une longueur, et non une masse.

2. Quel groupe associe correctement chaque grandeur à son unité de base du SI ?

Courant électrique : ampère ; température : mole ; quantité de matière : kelvin
Courant électrique : kelvin ; température : mole ; quantité de matière : ampère
Courant électrique : mole ; température : ampère ; quantité de matière : kelvin
Courant électrique : ampère ; température : kelvin ; quantité de matière : mole

Courant électrique : ampère ; température : kelvin ; quantité de matière : mole

Explication

L’ampère mesure l’intensité du courant électrique, le kelvin la température et la mole la quantité de matière. Le distracteur qui attribue le kelvin au courant électrique confond les grandeurs associées à ces unités.

3. Une distance vaut 3 km3\,\mathrm{km}. Quelle distance équivalente exprime-t-elle en mètres ?

300 m300\,\mathrm{m}
3 000 m3\,000\,\mathrm{m}
30 000 m30\,000\,\mathrm{m}
0,003 m0{,}003\,\mathrm{m}

$$3\,000\,\mathrm{m}$$

Explication

Le préfixe kilo correspond à 10310^3, donc 3 km=3 000 m3\,\mathrm{km}=3\,000\,\mathrm{m}. La réponse 300 m300\,\mathrm{m} appliquerait le facteur hecto, qui vaut 10210^2.

4. Quel préfixe décimal correspond à 10−610^{-6} ?

Milli
Centi
Nano
Micro

Micro

Explication

Le préfixe micro correspond à 10−610^{-6}. Milli vaut 10−310^{-3}, tandis que nano vaut 10−910^{-9}.

5. Un récipient contient 2 L2\,\mathrm{L}. Quel volume cela représente-t-il en mètres cubes ?

2×103 m32\times10^3\,\mathrm{m}^3
2×10−3 m32\times10^{-3}\,\mathrm{m}^3
2×10−6 m32\times10^{-6}\,\mathrm{m}^3
2×10−2 m32\times10^{-2}\,\mathrm{m}^3

$$2\times10^{-3}\,\mathrm{m}^3$$

Explication

Un litre équivaut à 10−3 m310^{-3}\,\mathrm{m}^3, donc deux litres représentent 2×10−3 m32\times10^{-3}\,\mathrm{m}^3. L’exposant positif correspondrait à un volume bien plus grand et ne respecte pas cette conversion.

6. Quelle unité dérivée nommée mesure la pression ?

Le coulomb
Le litre
Le hertz
Le pascal

Le pascal

Explication

Le pascal est l’unité dérivée qui mesure la pression. Le coulomb mesure la charge électrique, tandis que le hertz mesure la fréquence.

7. La charge électrique transportée correspond à 5 sA5\,\mathrm{sA}. Quelle charge cela représente-t-il en coulombs ?

5 Pa5\,\mathrm{Pa}
5 C5\,\mathrm{C}
5 L5\,\mathrm{L}
5 Hz5\,\mathrm{Hz}

$$5\,\mathrm{C}$$

Explication

Un coulomb équivaut à une seconde-ampère, donc 5 sA=5 C5\,\mathrm{sA}=5\,\mathrm{C}. Le pascal mesure la pression et n’est pas l’unité de charge électrique.

8. Une masse molaire vaut 250 g·mol⁻¹ dans l’usage courant. Quelle est sa valeur dans l’unité SI correspondante ?

0,0250 kg·mol⁻¹
2,50 kg·mol⁻¹
0,250 kg·mol⁻¹
250 kg·mol⁻¹

0,250 kg·mol⁻¹

Explication

La conversion entre ces unités donne 1000 g·mol⁻¹ pour 1 kg·mol⁻¹, donc 250 g·mol⁻¹ correspondent à 0,250 kg·mol⁻¹. La valeur 250 kg·mol⁻¹ résulte d’une conversion dans le mauvais sens.

9. Une solution a une concentration molaire de 0,20 mol·L⁻¹. Quelle valeur cette concentration a-t-elle en mol·m⁻³ ?

200 mol·m⁻³
0,00020 mol·m⁻³
20 mol·m⁻³
2000 mol·m⁻³

200 mol·m⁻³

Explication

Comme 1 mol·L⁻¹ équivaut à 1000 mol·m⁻³, 0,20 mol·L⁻¹ équivaut à 200 mol·m⁻³. La valeur 0,00020 mol·m⁻³ applique le facteur de conversion dans le mauvais sens.

10. Que désigne la valeur d’une grandeur physique ?

La dimension de la grandeur, exprimée par des unités de base
L’ensemble formé d’un nombre et d’une unité, qui quantifie la grandeur
Le nombre seul, indépendamment de toute unité associée
L’unité choisie pour mesurer la grandeur, sans indication numérique

L’ensemble formé d’un nombre et d’une unité, qui quantifie la grandeur

Explication

La valeur d’une grandeur associe un nombre et une unité afin d’en exprimer la quantité. Le nombre seul ne suffit pas, car il ne précise pas l’unité dans laquelle la grandeur est exprimée.

11. Lorsqu’on présente un résultat expérimental, comment choisir le nombre de chiffres significatifs ?

En arrondissant systématiquement toutes les valeurs à deux chiffres significatifs
En fonction de la précision attendue et de la cohérence avec les autres valeurs utilisées
En gardant tous les chiffres fournis par l’instrument, quels que soient les calculs
En conservant le même nombre de chiffres que dans la mesure la moins précise

En fonction de la précision attendue et de la cohérence avec les autres valeurs utilisées

Explication

Le nombre de chiffres significatifs doit être adapté à la précision recherchée et rester cohérent avec les autres valeurs du calcul. S’aligner systématiquement sur la mesure la moins précise n’est pas la règle générale énoncée.

12. Dans un système donné, qu’est-ce qui caractérise une unité dérivée cohérente ?

Elle combine plusieurs unités dérivées, même si un facteur de conversion doit être ajouté
Elle est une unité de base accompagnée d’un facteur de conversion fixe différent de 1
Elle porte un nom spécial et remplace les unités de base dans toute expression dérivée
Elle est un produit de puissances des unités de base, sans facteur de proportionnalité autre que 1

Elle est un produit de puissances des unités de base, sans facteur de proportionnalité autre que 1

Explication

Une unité dérivée cohérente s’écrit comme un produit de puissances des unités de base, avec un facteur de proportionnalité égal à 1. Une expression qui exige un facteur différent de 1 ne répond pas à cette définition.

13. Une grandeur est définie comme le produit d’une force par une distance. Comment former son unité ?

En multipliant l’unité de force par l’unité de distance
En divisant l’unité de distance par l’unité de force
En additionnant les symboles des unités de force et de distance
En divisant l’unité de force par l’unité de distance

En multipliant l’unité de force par l’unité de distance

Explication

L’unité d’une grandeur définie par multiplication s’obtient en multipliant de la même manière les unités correspondantes. Diviser l’unité de force par celle de distance conviendrait à une grandeur définie par un quotient, non par un produit.

14. Quelle convention permet d’exprimer clairement un quotient d’unités au dénominateur ?

Employer « par » dans le nom ou une barre entre les symboles, sans répéter « et par » devant chaque unité
Remplacer la barre par un signe de multiplication et ajouter « par » après chaque symbole
Placer un point entre les symboles et répéter « et par » devant chaque unité du dénominateur
Écrire les unités du dénominateur côte à côte sans barre et relier leurs noms par « et »

Employer « par » dans le nom ou une barre entre les symboles, sans répéter « et par » devant chaque unité

Explication

Un quotient d’unités peut être formulé avec « par » dans son nom ou avec une barre horizontale ou oblique entre les symboles, sans répéter « et par » pour chaque unité au dénominateur. Répéter cette locution devant chacune des unités est précisément la construction à éviter.

15. À quoi correspond un nœud comme unité de vitesse ?

À un mètre parcouru en une seconde
À un kilomètre parcouru en une heure
À un mille terrestre parcouru en une heure
À un mille marin parcouru en une heure

À un mille marin parcouru en une heure

Explication

Le nœud équivaut à un mille marin par heure et constitue une unité extérieure au SI. Le kilomètre par heure est aussi une unité extérieure au SI, mais il ne définit pas le nœud.

16. Quelles unités sont des unités dérivées de vitesse dans le SI ?

Le kilomètre par heure et le mille marin par heure
Le mille marin par heure et le centimètre par seconde
Le mètre par seconde et le centimètre par seconde
Le kilomètre par heure et le mètre par seconde

Le mètre par seconde et le centimètre par seconde

Explication

Le mètre par seconde et le centimètre par seconde sont des unités dérivées de vitesse du SI. Le kilomètre par heure et le nœud sont des unités extérieures au SI.

17. Comment définit-on l’électron-volt à partir du mouvement d’un électron ?

Comme l’énergie cinétique acquise par un proton au repos soumis à une différence de potentiel d’un volt
Comme l’énergie cinétique acquise par un électron au repos soumis à une différence de potentiel d’un volt
Comme l’énergie potentielle acquise par un électron au repos soumis à une différence de potentiel d’un volt
Comme l’énergie cinétique acquise par un électron en mouvement soumis à une différence de potentiel d’un volt

Comme l’énergie cinétique acquise par un électron au repos soumis à une différence de potentiel d’un volt

Explication

L’électron-volt correspond à l’énergie cinétique acquise par un électron initialement au repos sous une différence de potentiel d’un volt. Un électron déjà en mouvement ne répond pas à la condition initiale de cette définition.

18. Quelle équivalence exprime la relation entre l’électron-volt et le joule ?

1eV=1,6×10−10J1\mathrm{eV} = 1{,}6\times 10^{-10}\mathrm{J}
1eV=1,6×1019J1\mathrm{eV} = 1{,}6\times 10^{19}\mathrm{J}
1eV=1,6×10−19J1\mathrm{eV} = 1{,}6\times 10^{-19}\mathrm{J}
1eV=4,186×10−19J1\mathrm{eV} = 4{,}186\times 10^{-19}\mathrm{J}

$$1\mathrm{eV} = 1{,}6\times 10^{-19}\mathrm{J}$$

Explication

Un électron-volt équivaut à 1,6×10−191{,}6\times 10^{-19} joule. Une valeur positive avec un exposant de 1919 donnerait une énergie immense au lieu de la très petite énergie associée à un électron-volt.

19. Dans quel contexte la tonne d’équivalent pétrole sert-elle à exprimer des énergies ?

En physique des particules, pour décrire l’énergie cinétique acquise par un électron
Dans l’industrie et le commerce, pour comparer diverses sources d’énergie dans une unité commune
Dans les transports, pour convertir une distance parcourue en une vitesse commune
En thermométrie, pour exprimer la chaleur sous la forme d’une température commune

Dans l’industrie et le commerce, pour comparer diverses sources d’énergie dans une unité commune

Explication

La tep sert dans l’industrie et le commerce des matières énergétiques à exprimer la valeur énergétique de sources diverses dans une unité commune. La définition liée à l’énergie cinétique d’un électron correspond à l’électron-volt.

20. Quelle valeur en joules correspond à une tonne d’équivalent pétrole ?

1 tep=1,6×1010 J1\ \mathrm{tep} = 1{,}6 \times 10^{10}\ \mathrm{J}
1 tep=4,186×10−10 J1\ \mathrm{tep} = 4{,}186 \times 10^{-10}\ \mathrm{J}
1 tep=4,186×1010 J1\ \mathrm{tep} = 4{,}186 \times 10^{10}\ \mathrm{J}
1 tep=4,186×1019 J1\ \mathrm{tep} = 4{,}186 \times 10^{19}\ \mathrm{J}

$$1\ \mathrm{tep} = 4{,}186 \times 10^{10}\ \mathrm{J}$$

Explication

Une tep équivaut à 4,186×10104{,}186\times 10^{10} joules. La valeur avec un exposant négatif est beaucoup trop faible et ne correspond pas à l’équivalence énergétique de la tep.

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Quelle grandeur le mètre mesure-t-il ?

La longueur.

Quelle grandeur le kilogramme mesure-t-il ?

La masse.

Quelles grandeurs la seconde mesure-t-elle ?

Le temps et la durée.

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