Quiz: Unités et grandeurs du SI — 17 questions

1. Quelle puissance de dix correspond au préfixe micro (µ) ?

A. 10⁻²

B. 10⁻⁶

C. 10⁻³

D. 10⁻⁹

Answer: (B)

Explanation

Le préfixe micro (µ) correspond à 10⁻⁶. Il est donc associé à une millionième partie de l’unité.

2. Quelle conversion est correcte pour 3 kilomètres exprimés en mètres ?

A. 3 × 10⁻³ m

B. 3 × 10² m

C. 3 × 10³ m

D. 3 × 10⁶ m

Answer: (C)

Explanation

Le préfixe kilo correspond à 10³, donc 3 kilomètres équivalent à 3 × 10³ mètres. Le préfixe milli, en revanche, correspond à 10⁻³.

3. Quelle unité de base du SI mesure la quantité de matière ?

A. L’ampère

B. La candela

C. Le kelvin

D. La mole

Answer: (D)

Explanation

La mole (mol) est l’unité de base du SI pour la quantité de matière. Le kelvin mesure la température, tandis que l’ampère mesure l’intensité du courant électrique.

4. Quelle association entre grandeur physique et unité de base du SI est correcte ?

A. La température se mesure en ampères

B. Le temps se mesure en secondes

C. La longueur se mesure en kilogrammes

D. La masse se mesure en mètres

Answer: (B)

Explanation

La seconde (s) est l’unité de base du SI pour le temps et la durée. Le kilogramme mesure la masse et le mètre mesure la longueur.

5. La taille d’un enfant qui mesure 1,5 m est de quel ordre de grandeur ?

A. 10⁻³ m

B. 10⁻¹⁰ m

C. 10⁰ m

D. 10³ m

Answer: (C)

Explanation

Une longueur de 1,5 m est de l’ordre de 10⁰ m, c’est-à-dire de l’ordre du mètre. Elle est très différente de la taille atomique, qui est de l’ordre de 10⁻¹⁰ m.

6. Quelle valeur représente la masse approximative d’un atome de carbone parmi les propositions suivantes ?

A. 2 × 10⁻²³ g

B. 2 × 10⁻¹⁰ g

C. 1,4 × 10⁻¹⁰ g

D. 1,4 × 10⁻²³ g

Answer: (A)

Explanation

La masse d’un atome de carbone est d’environ 2 × 10⁻²³ g. La valeur 1,4 × 10⁻¹⁰ m correspond à son diamètre, et non à sa masse.

7. Quelle situation correspond à la définition d’un électron-volt ?

A. L’énergie libérée par un électron soumis à une différence de potentiel d’un joule

B. L’énergie cinétique acquise par un électron au repos soumis à une différence de potentiel d’un volt

C. L’énergie totale contenue dans une tonne de pétrole de référence

D. L’énergie consommée par un appareil fonctionnant sous une tension d’un volt

Answer: (B)

Explanation

L’électron-volt est l’énergie cinétique acquise par un électron initialement au repos lorsqu’il est soumis à une différence de potentiel d’un volt. Cette unité convient notamment aux petites énergies à l’échelle microscopique.

8. Quelle conversion entre l’électron-volt et le joule est correcte ?

A. 1 eV = 1,6 × 10¹⁹ J

B. 1 eV = 10⁻³ J

C. 1 eV = 4,186 × 10¹⁰ J

D. 1 eV = 1,6 × 10⁻¹⁹ J

Answer: (D)

Explanation

La conversion donnée est 1 eV = 1,6 × 10⁻¹⁹ J. L’électron-volt représente donc une très faible énergie lorsqu’elle est exprimée en joules.

9. Pour établir un bilan énergétique comparant plusieurs sources d’énergie, quelle unité est la plus adaptée ?

A. Le mètre par seconde

B. L’électron-volt

C. La tonne d’équivalent pétrole

D. Le centimètre par seconde

Answer: (C)

Explanation

La tonne d’équivalent pétrole sert à exprimer dans une unité commune la valeur énergétique de différentes sources dans l’industrie et le commerce de l’énergie. L’électron-volt est plutôt adapté aux petites énergies d’un électron.

10. Qu’est-ce qui caractérise une unité dérivée ?

A. Elle est nécessairement une unité extérieure au SI

B. Elle ne peut être utilisée que pour mesurer une énergie

C. Elle est construite à partir d’unités correspondant à d’autres grandeurs

D. Elle sert de référence sans dépendre d’autres unités

Answer: (C)

Explanation

Une unité dérivée est obtenue à partir d’unités correspondant à d’autres grandeurs, contrairement à une unité de base. Elle peut par exemple être construite par multiplication ou division d’unités.

11. Quelle affirmation distingue correctement les unités de vitesse citées ?

A. Le nœud appartient au SI, tandis que le mètre par seconde est une unité de base

B. Le kilomètre par heure appartient au SI, tandis que le mètre par seconde est extérieur au SI

C. Le mètre par seconde appartient au SI, tandis que le kilomètre par heure est extérieur au SI mais accepté avec lui

D. Le centimètre par seconde est extérieur au SI, tandis que le kilomètre par heure est l’unité cohérente du SI

Answer: (C)

Explanation

Le mètre par seconde et le centimètre par seconde sont des unités dérivées du SI. Le kilomètre par heure est extérieur au SI, mais son usage est accepté avec ce système.

12. Quelle condition une unité dérivée cohérente doit-elle respecter ?

A. Être définie par une unité extérieure au SI et une unité de base

B. Être toujours exprimée avec un préfixe décimal

C. Contenir nécessairement une unité de temps au dénominateur

D. Être un produit de puissances des unités de base avec un facteur de proportionnalité égal à 1

Answer: (D)

Explanation

Une unité dérivée cohérente est un produit de puissances des unités de base sans facteur de proportionnalité autre que 1. Cette condition la distingue d’une unité dérivée non cohérente.

13. Pourquoi le mètre par seconde est-il distinct du centimètre par seconde dans la classification des unités du SI ?

A. Le mètre par seconde est une unité de base, tandis que le centimètre par seconde est une unité extérieure au SI

B. Le mètre par seconde est l’unité dérivée cohérente de vitesse, tandis que le centimètre par seconde est dérivée mais non cohérente

C. Le centimètre par seconde est cohérent, tandis que le mètre par seconde est seulement accepté avec le SI

D. Les deux unités sont extérieures au SI, mais le mètre par seconde est plus couramment utilisé

Answer: (B)

Explanation

Dans le SI, le mètre par seconde est l’unité dérivée cohérente de vitesse. Le centimètre par seconde est bien une unité dérivée du SI, mais elle n’est pas cohérente.

14. De quoi est formée la valeur d’une grandeur ?

A. D’un nombre et d’une unité

B. D’un nombre sans unité

C. D’une unité et d’une incertitude uniquement

D. D’une dimension et d’un symbole

Answer: (A)

Explanation

La valeur d’une grandeur est l’ensemble formé par un nombre et une unité. Cette association constitue l’expression quantitative de la grandeur.

15. Quelle écriture représente une vitesse en notation scientifique ?

A. v = 2,53 × 10⁵ m·s

B. v = 2,53 + 10⁵ m·s⁻¹

C. v = 2,53 × 10⁵ m·s⁻¹

D. v = 253 × 10⁻⁵ m·s⁻¹

Answer: (C)

Explanation

Une vitesse peut s’écrire v = 2,53 × 10⁵ m·s⁻¹ en notation scientifique. L’exposant négatif sur la seconde traduit la division par le temps.

16. Quelle unité dérivée mesure une pression ?

A. Le litre (L)

B. Le pascal (Pa)

C. Le hertz (Hz)

D. Le coulomb (C)

Answer: (B)

Explanation

Le pascal est l’unité dérivée du SI utilisée pour mesurer une pression. Le coulomb mesure une charge électrique, tandis que le litre mesure un volume et le hertz une fréquence.

17. Quelle relation avec les unités de base est correcte pour le hertz ?

A. 1 Hz = 1 s⁻¹

B. 1 Hz = 1 s·A

C. 1 Hz = 1 s

D. 1 Hz = 1 kg·m⁻¹·s⁻²

Answer: (A)

Explanation

Le hertz est l’unité de fréquence et correspond à l’inverse de la seconde : 1 Hz = s⁻¹. La relation 1 s·A correspond au coulomb, tandis que kg·m⁻¹·s⁻² correspond au pascal.