Quiz: Introduction à la physique fondamentale — 16 questions

1. Quelle relation exprime l’accélération d’un mobile lorsque sa vitesse varie au cours du temps ?

A. v = d / t

B. a = Δv / Δt

C. E_m = E_c + E_p

D. P = mg

Answer: (B)

Explanation

L’accélération mesure la variation de la vitesse pendant un intervalle de temps, donc elle s’écrit bien a = Δv / Δt. La relation v = d / t définit la vitesse, pas l’accélération.

2. Quelle expression traduit la deuxième loi de Newton pour un corps soumis à une résultante de forces ?

A. U = RI

B. ∑F = ma

C. v = λf

D. F = Gm₁m₂ / r²

Answer: (B)

Explanation

La deuxième loi de Newton relie la résultante des forces à la masse et à l’accélération par ∑F = ma. Les autres propositions appartiennent à l’électricité, à la gravitation ou aux ondes.

3. Quelle formule donne l’énergie cinétique d’un corps de masse m animé d’une vitesse v ?

A. E = hf

B. E_p = mgz

C. E_c = 1/2 mv²

D. F = Gm₁m₂ / r²

Answer: (C)

Explanation

L’énergie cinétique dépend de la masse et du carré de la vitesse, donc E_c = 1/2 mv². La formule E_p = mgz correspond à l’énergie potentielle de pesanteur.

4. Quelle relation décrit la vitesse orbitale d’un corps autour d’une masse M à la distance r ?

A. v = √(GM / r)

B. E_m = E_c + E_p

C. P = UI

D. g = GM / r²

Answer: (A)

Explanation

La vitesse orbitale fournie par le cours est v = √(GM / r). La relation g = GM / r² concerne le champ gravitationnel, pas la vitesse orbitale.

5. Quelle relation relie la charge électrique, l’intensité du courant et le temps ?

A. Q = CU

B. I = Q / t

C. P = UI

D. U = RI

Answer: (B)

Explanation

L’intensité est définie comme un débit de charge, donc I = Q / t. La relation U = RI est la loi d’Ohm, tandis que Q = CU concerne un condensateur.

6. Quelle grandeur caractérise la rapidité d’évolution d’un circuit RC et dépend de R et C ?

A. La constante de temps

B. La tension de seuil

C. La puissance électrique

D. La résistance équivalente

Answer: (A)

Explanation

La constante de temps τ = RC caractérise la vitesse d’évolution d’un circuit RC. La puissance électrique dépend bien de U et I, mais elle ne décrit pas la dynamique du circuit.

7. Quelle relation fondamentale relie la vitesse de propagation, la longueur d’onde et la fréquence d’une onde ?

A. n = v/c

B. T = 1/f

C. v = λf

D. C = 1/f

Answer: (C)

Explanation

La relation fondamentale des ondes est v = λf. La relation T = 1/f donne la période, mais elle ne relie pas directement la vitesse de propagation.

8. Quel phénomène correspond à une modification de la direction de propagation lorsqu’une ouverture est de taille comparable à la longueur d’onde ?

A. L’interférence

B. La diffraction

C. La polarisation

D. La réfraction

Answer: (B)

Explanation

La diffraction apparaît quand la taille de l’ouverture est comparable à la longueur d’onde. L’interférence vient de la superposition d’ondes, tandis que la réfraction concerne le changement de milieu.

9. Quelle expression donne la demi-vie d’un noyau radioactif en fonction de la constante de décroissance λ ?

A. A = λN

B. E = Δmc²

C. N(t) = N₀e^(-λt)

D. t₁/₂ = ln 2 / λ

Answer: (D)

Explanation

La demi-vie est reliée à la constante de décroissance par t₁/₂ = ln 2 / λ. La relation N(t) = N₀e^(-λt) décrit l’évolution du nombre de noyaux, pas la demi-vie elle-même.

10. Quelle relation traduit l’énergie d’un photon en fonction de sa fréquence ?

A. E = hf

B. pH = -log[H₃O⁺]

C. E = Δmc²

D. Q = n(e⁻)F

Answer: (A)

Explanation

Dans le cadre quantique, l’énergie d’un photon est donnée par E = hf. La relation E = Δmc² concerne l’énergie nucléaire liée à une variation de masse.

11. Lors d’une dilution, quelle relation relie la concentration et le volume avant et après l’opération ?

A. CiVi = CfVf

B. Ci + Vi = Cf + Vf

C. Cm,iVi = Cm,fVf

D. n = N × NA

Answer: (A)

Explanation

En dilution, la quantité de soluté se conserve, donc le produit concentration × volume reste constant : CiVi = CfVf. Les autres relations mélangent des grandeurs qui ne sont pas utilisées pour une dilution simple.

12. Quel lien permet de calculer le nombre d’entités chimiques à partir de la quantité de matière ?

A. C = m / V

B. N = n × N_A

C. n = m × M

D. N = C × V

Answer: (B)

Explanation

Le nombre d’entités est relié à la quantité de matière par la constante d’Avogadro : N = nN_A. La relation n = m/M concerne plutôt le calcul de la quantité de matière à partir de la masse.

13. Quelle grandeur décrit l’évolution de l’état d’avancement d’une réaction chimique au cours du temps ?

A. La masse molaire du réactif

B. L’avancement de la réaction

C. La concentration massique

D. Le potentiel hydrogène

Answer: (B)

Explanation

L’avancement, noté x, sert à suivre l’évolution d’une réaction chimique. La masse molaire et la concentration massique sont des grandeurs de composition, pas un paramètre d’évolution.

14. Comment s’appelle la durée nécessaire pour atteindre la moitié de l’avancement final ?

A. Le temps de latence

B. Le temps de demi-réaction

C. Le temps de réaction totale

D. Le temps de dilution

Answer: (B)

Explanation

Le temps de demi-réaction est défini comme le moment où l’avancement atteint la moitié de sa valeur finale. Il ne faut pas le confondre avec une durée totale de réaction.

15. Quelle expression donne le pH à partir de la concentration en ions oxonium ?

A. pH = 10−[H3O+]

B. pH = [H3O+]/10−14

C. pH = −log[H3O+]

D. pH = log[H3O+]

Answer: (C)

Explanation

Le pH est défini par pH = −log[H3O+]. Ainsi, quand la concentration en ions oxonium augmente, le pH diminue.

16. Dans un dosage à l’équivalence, quelle relation stœchiométrique est utilisée entre les quantités de matière des réactifs ?

A. Q = n(e−)F

B. a + b = nA + nB

C. nA = nB uniquement

D. a nA = b nB

Answer: (D)

Explanation

À l’équivalence, les quantités de matière réagissent selon les coefficients stœchiométriques : a nA = b nB. La relation Q = n(e−)F concerne l’électrochimie, pas le dosage acide-base.