QCM : Vitesse et distance dans l'univers — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Pourquoi n’entend-on pas le son dans le vide ?

Parce qu’il se transforme immédiatement en chaleur
Parce qu’il ne peut pas se propager sans matière
Parce qu’il se déplace trop vite pour être perçu
Parce qu’il est absorbé par l’absence de lumière

Parce qu’il ne peut pas se propager sans matière

Explication

Le son a besoin d’un milieu matériel pour se propager ; dans le vide, il ne peut donc pas avancer. La vitesse très élevée concerne la lumière, pas le son.

2. À 15 °C, quel ordre de grandeur décrit le mieux la comparaison entre la vitesse de la lumière et celle du son dans l’air ?

Le son est environ 9×10^5 fois plus rapide que la lumière
La lumière est environ 100 fois plus rapide que le son
Le son et la lumière ont des vitesses très proches
La lumière est environ 9×10^5 fois plus rapide que le son

La lumière est environ 9×10^5 fois plus rapide que le son

Explication

La lumière se déplace à environ 300 000 km/s alors que le son est à environ 340 m/s, ce qui donne un rapport d’environ 9×10^5. Les deux vitesses ne sont donc pas du tout proches.

3. Pourquoi observer un objet très lointain revient-il à observer son passé ?

Parce que la lumière met un certain temps à nous parvenir
Parce que l’objet change de place à cause de la gravité
Parce que les objets lointains émettent une lumière plus ancienne
Parce que notre œil reconstitue automatiquement une image ancienne

Parce que la lumière met un certain temps à nous parvenir

Explication

La lumière se propage à vitesse finie ; plus l’objet est éloigné, plus le trajet est long et plus l’image reçue est ancienne. C’est pourquoi on observe un passé.

4. Qu’est-ce qu’une année-lumière ?

La distance moyenne entre la Terre et le Soleil
Le temps mis par la lumière pour traverser la Terre
La distance parcourue par la lumière en une année
Une durée d’une année complète

La distance parcourue par la lumière en une année

Explication

Une année-lumière est une unité de distance, pas de temps. Elle correspond à la longueur parcourue par la lumière pendant une année.

5. Dans un sonar, pourquoi le temps mesuré doit-il être divisé par deux pour calculer la distance ?

Parce que le signal effectue un aller-retour
Parce que le son accélère au retour
Parce que la distance est comptée en kilomètres et en mètres
Parce que la vitesse du son double pendant la mesure

Parce que le signal effectue un aller-retour

Explication

Le sonar envoie une onde qui se réfléchit sur l’obstacle puis revient : le temps total inclut donc l’aller et le retour. Pour obtenir la distance aller simple, on prend la moitié du temps.

6. Un sonar reçoit l’écho après 4 s et la vitesse du son dans l’eau vaut 1480 m/s. Quelle est la distance du fond marin ?

2960 m
5920 m
1480 m
740 m

2960 m

Explication

Le temps aller vaut 2 s puisque le trajet est aller-retour. La distance est donc d = v × t = 1480 × 2 = 2960 m.

7. Quel principe permet à la lumière de rester guidée à l’intérieur d’une fibre optique ?

La diffusion de la lumière dans l’air
La réfraction vers l’extérieur de la fibre
L’absorption partielle par le verre
Les réflexions totales internes

Les réflexions totales internes

Explication

La lumière rebondit à l’intérieur de la fibre par réflexions totales internes, ce qui la maintient dans un trajet en zigzag. Ce n’est pas une simple diffusion.

8. Pourquoi les fibres optiques sont-elles très utilisées en télécommunications ?

Parce qu’elles fonctionnent sans aucun signal lumineux
Parce qu’elles transmettent uniquement des messages vocaux
Parce qu’elles permettent de grands débits sur de longues distances
Parce qu’elles remplacent complètement les satellites

Parce qu’elles permettent de grands débits sur de longues distances

Explication

Les fibres optiques transportent des informations par la lumière, avec de très grands débits et sur de longues distances. Elles jouent un rôle majeur dans les communications modernes.

9. Quelle unité est la plus adaptée pour exprimer une distance à l’échelle du système solaire ?

Le kilomètre uniquement
L’unité astronomique
L’année-lumière
La seconde

L’unité astronomique

Explication

L’unité astronomique sert précisément à mesurer des distances dans le système solaire. L’année-lumière est plutôt adaptée aux distances beaucoup plus grandes dans l’Univers.

10. Que vaut 1 unité astronomique en mètres ?

9,5×10^15 m
1,5×10^8 m
1,5×10^11 m
3,0×10^8 m

1,5×10^11 m

Explication

1 UA correspond à la distance moyenne Terre-Soleil et vaut 1,5×10^11 m. Les autres valeurs correspondent à d’autres ordres de grandeur, comme la vitesse de la lumière ou l’année-lumière.

11. À l’échelle demandée, quelle distance représente 1 cm sur l’affiche du système solaire ?

1 mètre
1 année-lumière
1 UA
1 km

1 UA

Explication

L’échelle indiquée associe 1 cm à 1 unité astronomique. L’unité astronomique sert justement à représenter les distances dans le système solaire.

12. Quelle distance de Jupiter en unités astronomiques est obtenue en divisant 7,80×10^11 m par 1,5×10^11 m ?

0,72 UA
5,2 UA
0,52 UA
52 UA

5,2 UA

Explication

On convertit une distance en UA en divisant la distance au Soleil par 1,5×10^11 m, ce qui donne ici 5,2 UA. La valeur 0,72 UA correspond à Vénus, pas à Jupiter.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 12 flashcards sur Vitesse et distance dans l'univers.

Vitesse de la lumière — définition ?

Distance parcourue par la lumière par seconde.

Vitesse du son — définition ?

Distance parcourue par le son par seconde.

Son dans le vide — propagation ?

Ne se propage pas sans matière.

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Consultez la fiche de révision complète sur Vitesse et distance dans l'univers.

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