Ressources · 1ʳᵉ · Enseignement scientifique

Son et musique

Onde sonore, fréquence et hauteur, timbre et spectre, gammes (Pythagore, tempérée), intervalles, instruments (programme d'enseignement scientifique de 1re)

À propos de cette page

Ce QCM sur « Son et musique » en première teste tes connaissances en enseignement scientifique de manière interactive. Les questions, classées par niveau (facile, moyen, difficile), respectent le programme officiel de première. Au programme : L'essentiel, Onde sonore, fréquence et hauteur, Son pur, son composé : timbre et spectre, Les instruments : cordes et tuyaux. À chaque réponse, une explication détaillée t'aide à comprendre tes erreurs et à mémoriser l'essentiel. Idéal pour s'auto-évaluer rapidement, réviser avant un contrôle ou consolider ses acquis. Quiz gratuit conçu par un professeur particulier à Marseille pour progresser en enseignement scientifique en première.

Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !

Les 24 questions du QCM en version texte

Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.

Niveau facile — 8 questions

Un son est une onde :
- A. électromagnétique, qui se propage aussi dans le vide
- B. mécanique, qui nécessite un milieu matériel
- C. lumineuse, qui se propage seulement dans l'air
- D. mécanique, qui se propage mieux dans le vide
Réponse
B. mécanique, qui nécessite un milieu matériel — Le son est une vibration mécanique transmise de proche en proche par la matière : il a besoin d'un milieu (air, eau, solide) et ne se propage pas dans le vide.
La hauteur d'un son (grave ou aigu) est liée :
- A. à son amplitude maximale
- B. à la durée totale du son
- C. au nombre d'harmoniques présents
- D. à sa fréquence fondamentale
Réponse
D. à sa fréquence fondamentale — Plus la fréquence fondamentale est élevée, plus le son est aigu. L'amplitude règle l'intensité, les harmoniques le timbre.
Le domaine des fréquences audibles par l'oreille humaine s'étend environ :
- A. de 20 Hz à 20 kHz
- B. de 2 Hz à 2 kHz
- C. de 200 Hz à 200 kHz
- D. de 20 kHz à 200 kHz
Réponse
A. de 20 Hz à 20 kHz — L'oreille humaine perçoit environ de 20 Hz à 20 kHz ; en dessous, ce sont des infrasons, au-dessus, des ultrasons.
Deux instruments jouent la même note. Ce qui permet de les distinguer est :
- A. la fréquence fondamentale jouée
- B. la hauteur de la note
- C. le timbre, lié au spectre
- D. la célérité du son émis
Réponse
C. le timbre, lié au spectre — Même note signifie même fondamental, donc même hauteur ; c'est le timbre, lié aux amplitudes relatives des harmoniques, qui distingue les instruments.
Les harmoniques d'un son composé de fréquence fondamentale $f_{1}$ ont pour fréquences :
- A. $f_{1} + 100$ Hz, $f_{1} + 200$ Hz…
- B. $\frac{f_{1}}{2}$ , $\frac{f_{1}}{3}$ , $\frac{f_{1}}{4}$ …
- C. $2 f_{1}$ , $3 f_{1}$ , $4 f_{1}$ …
- D. $f_{1}^{2}$ , $f_{1}^{3}$ , $f_{1}^{4}$ …
Réponse
C. $2 f_{1}$ , $3 f_{1}$ , $4 f_{1}$ … — Les harmoniques ont des fréquences multiples entières du fondamental : $f_{n} = n f_{1}$ .
Deux notes forment une octave lorsque le rapport de leurs fréquences vaut :
- A. $\frac{3}{2}$
- B. $2$
- C. $\frac{4}{3}$
- D. $12$
Réponse
B. $2$ — Monter d'une octave double la fréquence : le rapport vaut 2. Les 12 demi-tons de la gamme tempérée sont une subdivision de cette octave.
L'intervalle de quinte correspond à un rapport de fréquences égal à :
- A. $\frac{5}{4}$
- B. $\frac{4}{3}$
- C. $2$
- D. $\frac{3}{2}$
Réponse
D. $\frac{3}{2}$ — La quinte correspond au rapport $\frac{3}{2}$ ; $\frac{4}{3}$ est la quarte et $\frac{5}{4}$ la tierce majeure.
Dans la gamme tempérée, l'octave est divisée en :
- A. 12 demi-tons égaux de rapport $2^{1 / 12}$
- B. 12 demi-tons égaux de rapport $\frac{2}{12}$
- C. 7 intervalles égaux de rapport $\frac{3}{2}$
- D. 5 tons égaux de rapport $\frac{9}{8}$
Réponse
A. 12 demi-tons égaux de rapport $2^{1 / 12}$ — Douze demi-tons égaux forment l'octave : $r^{12} = 2$ , donc $r = 2^{1 / 12} \approx 1, 0595$ . Les rapports se multiplient, ils ne se partagent pas par division.

Niveau moyen — 8 questions

Un son pur a une période de 1,6 ms. Sa fréquence vaut :
- A. 160 Hz
- B. 1,6 kHz
- C. 625 Hz
- D. 6,25 kHz
Réponse
C. 625 Hz — $f = \frac{1}{T} = \frac{1}{1, 6 \times 10^{- 3}} = 625$ Hz. Il faut convertir les millisecondes en secondes avant de calculer.
L'harmonique de rang 4 d'un son de fréquence fondamentale 185 Hz a pour fréquence :
- A. 740 Hz
- B. 189 Hz
- C. 46,25 Hz
- D. 555 Hz
Réponse
A. 740 Hz — $f_{4} = 4 \times 185 = 740$ Hz ; 555 Hz est l'harmonique de rang 3.
La note située une quinte au-dessus d'une note de 270 Hz a pour fréquence :
- A. 202,5 Hz
- B. 405 Hz
- C. 540 Hz
- D. 320 Hz
Réponse
B. 405 Hz — $270 \times \frac{3}{2} = 405$ Hz. 540 Hz serait l'octave ; 202,5 Hz correspond à une quarte au-dessous.
Deux notes ont pour fréquences 210 Hz et 280 Hz. L'intervalle qui les sépare est :
- A. une quinte
- B. une octave
- C. un demi-ton
- D. une quarte
Réponse
D. une quarte — $\frac{280}{210} = \frac{4}{3} \approx 1, 33$ : c'est une quarte.
Une corde de 72 cm émet un son de fréquence fondamentale 98 Hz. Raccourcie à 48 cm, à tension égale, elle émet un son de fréquence :
- A. 65,3 Hz
- B. 147 Hz
- C. 122 Hz
- D. 98 Hz
Réponse
B. 147 Hz — La fréquence est inversement proportionnelle à la longueur : $98 \times \frac{72}{48} = 98 \times 1, 5 = 147$ Hz, une quinte au-dessus. 65,3 Hz correspond à l'erreur de proportionnalité directe.
Dans la gamme tempérée, la note située deux demi-tons au-dessus d'une note de 344 Hz a pour fréquence :
- A. 364,5 Hz
- B. 387,0 Hz
- C. 386,1 Hz
- D. 459,2 Hz
Réponse
C. 386,1 Hz — $344 \times 2^{2 / 12} \approx 344 \times 1, 1225 \approx 386, 1$ Hz. 387,0 Hz correspond au ton de Pythagore ( $\frac{9}{8}$ ), pas au ton tempéré ; 364,5 Hz à un seul demi-ton.
En partant de 224 Hz, deux quintes montantes successives, ramenées dans l'octave $[224 Hz; 448 Hz [$ , donnent :
- A. 504 Hz
- B. 336 Hz
- C. 1 008 Hz
- D. 252 Hz
Réponse
D. 252 Hz — $224 \times \frac{3}{2} = 336$ Hz, puis $336 \times \frac{3}{2} = 504$ Hz, hors de l'octave : $\frac{504}{2} = 252$ Hz.
Le spectre d'un son présente des pics à 275 Hz, 550 Hz et 825 Hz. La période du signal vaut environ :
- A. 3,64 ms
- B. 1,21 ms
- C. 1,82 ms
- D. 0,275 ms
Réponse
A. 3,64 ms — Les pics sont les multiples de 275 Hz, qui est le fondamental : $T = \frac{1}{275} \approx 3, 64 \times 10^{- 3}$ s.

Niveau difficile — 8 questions

Le spectre d'un son périodique présente des pics à 360 Hz, 540 Hz et 720 Hz uniquement. La fréquence du signal est :
- A. 360 Hz, car c'est le premier pic
- B. 540 Hz, pic central du spectre
- C. 180 Hz, dont tous les pics sont multiples
- D. 720 Hz, la fréquence la plus élevée
Réponse
C. 180 Hz, dont tous les pics sont multiples — Les pics sont les harmoniques de rangs 2, 3 et 4 de 180 Hz : le signal se répète toutes les $\frac{1}{180}$ s. Le fondamental est la plus grande fréquence dont tous les pics sont multiples, même s'il est absent du spectre.
Deux sons ont la même fréquence fondamentale mais des spectres différents. Ils ont :
- A. même hauteur et même timbre
- B. même hauteur et des timbres différents
- C. des hauteurs différentes et même timbre
- D. des hauteurs et des timbres différents
Réponse
B. même hauteur et des timbres différents — La hauteur dépend du fondamental, ici identique ; le timbre dépend du spectre, ici différent.
On double l'amplitude d'un son pur de 500 Hz sans changer sa fréquence. Le son perçu est :
- A. plus fort, à la même hauteur
- B. plus aigu d'une octave, même intensité
- C. plus grave d'une octave
- D. plus fort et plus aigu
Réponse
A. plus fort, à la même hauteur — L'amplitude règle l'intensité : le son est plus fort. La fréquence, donc la hauteur, ne change pas.
Un musicien enchaîne deux quintes montantes. Le rapport entre la fréquence de la note d'arrivée et celle de la note de départ vaut :
- A. $3$
- B. $\frac{9}{4}$
- C. $\frac{9}{8}$
- D. $\frac{3}{4}$
Réponse
B. $\frac{9}{4}$ — Enchaîner deux intervalles multiplie les rapports : $\frac{3}{2} \times \frac{3}{2} = \frac{9}{4} = 2, 25$ . Ramenée dans l'octave, la note correspondrait à $\frac{9}{8}$ , mais la question porte sur la note d'arrivée elle-même.
La gamme de Pythagore ne se referme jamais exactement car :
- A. les quintes de Pythagore ne sont pas toutes égales entre elles
- B. l'oreille ne perçoit pas les rapports trop précis
- C. 12 quintes font exactement 7 octaves et un ton
- D. une puissance de 3 ne peut égaler une puissance de 2
Réponse
D. une puissance de 3 ne peut égaler une puissance de 2 — Il faudrait ${(\frac{3}{2})}^{n} = 2^{p}$ , soit $3^{n} = 2^{n + p}$ : un nombre impair ne peut égaler un nombre pair. 12 quintes dépassent 7 octaves d'un comma (≈ 1,0136), pas d'un ton.
Comparée à la quinte de Pythagore, la quinte de la gamme tempérée est :
- A. légèrement plus petite (rapport 1,4983)
- B. un peu plus grande (rapport 1,5017)
- C. exactement égale (rapport 1,5)
- D. nettement plus petite, de rapport 1,3348
Réponse
A. légèrement plus petite (rapport 1,4983) — $2^{7 / 12} \approx 1, 4983 < 1, 5$ : la quinte tempérée est un peu plus petite. 1,3348 est la valeur de la quarte tempérée.
Un son de 612 Hz passe de l'air dans l'eau. Sa fréquence :
- A. augmente, car le son va plus vite
- B. diminue, car l'eau est plus dense
- C. est divisée par environ 4,4
- D. reste égale à 612 Hz
Réponse
D. reste égale à 612 Hz — La fréquence est imposée par la source et ne change pas d'un milieu à l'autre ; c'est la célérité qui change (environ 1 500 m/s dans l'eau).
Dans la gamme tempérée, combien de demi-tons séparent environ une note de fréquence $f$ et une note de fréquence $3 f$ ?
- A. 18
- B. 24
- C. 19
- D. 36
Réponse
C. 19 — Rapport 3 : $n = 12 \times \frac{\log 3}{\log 2} \approx 19, 02$ , soit 19 demi-tons, c'est-à-dire une octave (12) et une quinte (7). 36 correspondrait à trois octaves, de rapport 8.

Bloqué sur ce chapitre ?

Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.

Réserver un 1^er cours → Voir les tarifs

Soutien scolaire à Marseille · Cours particuliers au lycée · Aide aux devoirs

Son et musique

Facile

Moyen

Difficile

Résultat

Les 24 questions du QCM en version texte