63 exercices pour t'entraîner sur Masse, volume et masse volumique en 5ᵉ, du QCM à la démonstration. 20 corrigés en détail ci-dessous. Revoir le cours.
Avec quel instrument mesure-t-on la masse d'un corps ?
B
La masse, c'est-à-dire la quantité de matière, se mesure avec une balance. L'éprouvette graduée (réponse A) sert à mesurer un volume de liquide ; la règle mesure des longueurs ; le thermomètre mesure une température. Garde en tête le bon couple grandeur-instrument : masse → balance, volume → éprouvette.
Quelle est l'unité légale (officielle) de la masse ?
C
L'unité légale de la masse est le kilogramme (kg). Le litre et le centimètre cube (réponses A et D) sont des unités de volume ; le mètre est une unité de longueur. En classe on utilise souvent le gramme (g), qui est lié au kilogramme par .
Yasmine veut mesurer le volume d'un jus d'orange. Quel instrument lui convient le mieux ?
B
Le volume d'un liquide se mesure avec une éprouvette graduée : on verse le liquide et on lit la graduation au bas du ménisque, l'œil à hauteur du liquide. La balance (réponse A) mesurerait la masse, pas le volume. Souviens-toi : volume d'un liquide → éprouvette graduée.
Quelle lettre note-t-on traditionnellement la masse volumique ?
C
La masse volumique se note avec la lettre grecque , qui se lit « rhô ». La lettre désigne la masse, désigne le volume, et est le symbole du gramme. Ne confonds pas (la grandeur) avec (une unité de masse).
Quelle est la formule de la masse volumique ?
B
La masse volumique est le rapport de la masse sur le volume : . C'est la masse d'une unité de volume. Si tu as choisi C, tu as inversé le rapport : c'est la masse divisée par le volume, pas l'inverse. Retiens la formule grâce au triangle : en haut, et en bas.
Parmi ces unités, laquelle convient pour une masse volumique ?
C
Une masse volumique est une masse divisée par un volume, donc son unité combine les deux : le gramme par centimètre cube (g/cm³), ou le kilogramme par mètre cube (kg/m³). Le gramme seul (A) est une masse, le cm³ (B) et le litre (D) sont des volumes. L'unité doit refléter la division .
Quelle est la masse volumique de l'eau, en g/cm³ ? (C'est une valeur à connaître par cœur.)
1 g/cm³
La masse volumique de l'eau vaut , ce qui équivaut à . C'est la valeur pivot du chapitre : d'eau pèse , et d'eau pèse . Elle sert de seuil pour savoir si un corps flotte ou coule.
Un sac de sucre a une masse de . Combien cela fait-il de grammes ?
2000 g
On utilise , donc . Pour passer des kilogrammes aux grammes, on multiplie par 1000. Attention à ne pas répondre 200 : ce serait oublier un zéro dans la conversion.
Une grande bouteille contient d'eau. Combien cela fait-il de millilitres (mL) ?
2000 mL
On utilise , donc . C'est l'une des conversions les plus importantes du chapitre. Erreur fréquente : croire que et répondre 200 — c'est faux, le facteur est bien 1000.
Amine a versé de lait dans un récipient. Combien cela fait-il de litres (L) ?
1,5 L
On utilise , donc pour passer des mL aux L on divise par 1000 : . Quand on passe à une unité plus grande (mL → L), le nombre diminue. La réponse est bien , et non 15 ou 150.
Un solide a un volume de . Combien cela fait-il de millilitres (mL) ?
250 mL
C'est l'égalité magique du chapitre : . Le nombre ne change donc pas : . C'est cette équivalence qui permet de mesurer le volume d'un solide en cm³ en lisant des mL sur une éprouvette graduée.
Un cube a une masse et un volume . Calcule sa masse volumique , en g/cm³.
2 g/cm³
On applique . On divise la masse par le volume : 100 g répartis sur 50 cm³ donnent 2 g pour chaque cm³. Vérifie toujours que la masse est en g et le volume en cm³ avant de diviser.
Un échantillon métallique a une masse et un volume . Calcule sa masse volumique , en g/cm³.
7,8 g/cm³
On applique . Diviser par 10 revient à décaler la virgule d'un rang vers la gauche. La valeur correspond à celle du fer : c'est sans doute du fer.
Quelle est la masse de d'eau ? On rappelle .
250 g
On utilise . Comme la masse volumique de l'eau vaut exactement 1 g/cm³, le nombre de grammes est égal au nombre de cm³ : c'est le cas le plus simple. d'eau pèsent donc .
« La masse d'un objet de 2 kg reste 2 kg, qu'on le pèse au Maroc ou sur la Lune. » Cette affirmation est-elle vraie ou fausse ?
A
La masse mesure la quantité de matière : elle ne change pas selon le lieu. Un objet de 2 kg a une masse de 2 kg partout dans l'univers. C'est le poids (une force) qui, lui, serait plus faible sur la Lune. Ne confonds pas la masse, constante, avec le poids, qui dépend de l'astre.
« . » Cette égalité est-elle vraie ou fausse ?
B
C'est faux : la bonne égalité est , avec trois zéros. L'erreur de croire que le facteur est 100 est l'un des pièges les plus courants du chapitre. Mémorise bien : un litre vaut mille millilitres.
« . » Cette égalité est-elle vraie ou fausse ?
A
C'est vrai : un millilitre et un centimètre cube décrivent exactement le même volume. C'est cette équivalence qui relie le monde des liquides (mL) à celui des solides (cm³) et permet de mesurer le volume d'un solide à l'éprouvette graduée.
« Un gros bloc d'aluminium a une masse volumique plus grande qu'un petit dé du même aluminium. » Vrai ou faux ?
B
C'est faux : la masse volumique ne dépend pas de la quantité de matière. Que tu prennes un dé ou un gros bloc d'aluminium, vaut toujours . La masse volumique est une propriété de la matière, pas de l'objet : c'est son empreinte. Le gros bloc a une masse plus grande, mais aussi un volume plus grand, dans la même proportion.
Pour mesurer le volume d'un caillou, on le plonge dans une éprouvette contenant de l'eau. Comment trouve-t-on le volume du caillou ?
C
Le caillou prend la place d'une partie de l'eau et fait monter le niveau. Son volume est donc la différence : . C'est la méthode du déplacement d'eau. Le volume final seul (A) inclut aussi l'eau de départ ; la somme (D) compterait l'eau en double.
Yasmine remplit une éprouvette graduée jusqu'à d'eau. Elle y plonge un caillou : le niveau monte à . Quel est le volume du caillou ? Explique ta démarche.
Le caillou occupe la place de l'eau qu'il a fait monter. Son volume est la différence entre le niveau final et le niveau initial : Le caillou a donc un volume de .
La méthode du déplacement d'eau repose sur une idée simple : un solide qui ne se dissout pas pousse l'eau et fait monter son niveau d'une quantité exactement égale à son propre volume. Il suffit donc de soustraire. Si tu avais répondu 65, tu aurais oublié de retirer l'eau de départ. Cette technique te servira pour tout solide irrégulier dont on ne peut pas calculer le volume avec une formule de géométrie.
Yasmine calcule la masse volumique d'un objet et trouve . De quelle matière s'agit-il très probablement ?
On connaît la masse volumique d'une matière et le volume d'un objet. Quelle formule donne sa masse ?
On connaît la masse d'un objet et la masse volumique de sa matière. Quelle formule donne son volume ?
Dans une vinaigrette, l'huile () et l'eau () se séparent. Où se place l'huile ?
On dépose un bloc plein d'aluminium () dans un seau d'eau. Que fait-il ?
Pourquoi un glaçon flotte-t-il sur l'eau ?
Karim affirme : « de plumes pèse moins qu' de fer. » Que penser de cette phrase ?
Un objet en aluminium a un volume . Sachant que , calcule sa masse , en grammes.
Un morceau d'aluminium a une masse . Sachant que , calcule son volume , en cm³.
Une casserole contient d'eau. Combien cela fait-il de centimètres cubes (cm³) ?
Un objet en fer a un volume . Sachant que , calcule sa masse , en grammes.
Quelle est la masse, en kilogrammes, de d'eau ? On rappelle .
Amine pèse un petit objet : . Par déplacement d'eau, il trouve son volume : . Calcule sa masse volumique , en g/cm³.
Salma plonge une vis dans une éprouvette : le niveau d'eau passe de à . Quel est le volume de la vis, en cm³ ?
« La masse volumique de l'eau peut s'écrire ou : ce sont les mêmes. » Vrai ou faux ?
« Un corps plein flotte sur l'eau si sa masse volumique est supérieure à . » Vrai ou faux ?
« Deux objets de même masse ont forcément le même volume. » Vrai ou faux ?
« Mesurer la masse volumique d'un échantillon permet d'identifier sa matière. » Vrai ou faux ?
Pour lire correctement le volume d'un liquide dans une éprouvette graduée, comment doit-on procéder ?
Karim dit : « Une grosse bille de fer coule, mais une toute petite bille de fer devrait flotter, car elle est plus légère. » Explique pourquoi son raisonnement est faux.
Salma affirme : « Mon cartable a une masse de ici. Sur la Lune, sa masse ne serait plus que d'environ . » A-t-elle raison ?
Karim tient un gros ballon de plage et un petit boulon en fer. Il dit : « Le ballon est bien plus gros, donc il est plus lourd que le boulon. » Que penser de son raisonnement ?
Salma compare deux métaux. Elle lit : or, ; plomb, . Elle conclut : « est bien plus grand que , donc le plomb est plus dense que l'or. » Où est l'erreur ?
Un cargo est fait d'acier (), pourtant il flotte sur la mer. Quelle explication est correcte ?
Deux échantillons ont le même volume . L'un est en aluminium (), l'autre en fer (). Lequel a la plus grande masse, et de combien ?
Un marchand vend une bague comme « or pur ». Yasmine mesure et . Que peut-elle conclure ?
La masse volumique de l'aluminium vaut . Que vaut-elle en ?
On verse dans un même verre de l'eau (), de l'huile () et un glaçon (). Comment s'organise l'ensemble, de haut en bas ?
Amine remplit d'eau une citerne de . Quelle est la masse de cette eau ? On rappelle .
Salma veut mesurer le volume d'un sucre en morceau par déplacement d'eau, mais elle hésite à le faire avec du sucre en poudre. Pourquoi la méthode du déplacement d'eau ne convient-elle pas au sucre en poudre ?
Un bloc a une masse . Plongé dans une éprouvette, il fait passer le niveau d'eau de à . Calcule sa masse volumique , en g/cm³.
Quel volume d'eau, en cm³, faut-il pour obtenir une masse de ? On rappelle .
Yasmine verse d'eau dans une marmite. Quelle est la masse de cette eau, en grammes ? On rappelle .
Un lingot de fer a une masse . Sachant que , calcule son volume , en cm³.
Un bloc de glace a un volume . Sachant que , calcule sa masse , en grammes.
Karim pèse un boulon : . Plongé dans l'eau, il fait monter le niveau de à . Calcule sa masse volumique , en g/cm³, et déduis-en sa matière.
Yasmine verse d'huile d'olive () dans un bol. Quelle est la masse de cette huile, en grammes ?
« Comme l'acier a une masse volumique supérieure à celle de l'eau, aucun objet en acier ne peut flotter. » Vrai ou faux ?
« Si on coupe un bloc d'aluminium en deux, chaque moitié a une masse volumique deux fois plus petite. » Vrai ou faux ?
« , donc une citerne de d'eau pèse . » Vrai ou faux ?
On dispose de d'aluminium (). Quel volume, en cm³, occupe cette masse d'aluminium ?
Amine fond un cube de fer () dont chaque arête mesure . Le volume d'un cube est . Quelle est la masse du cube, en grammes ?
Au souk, un marchand vend à Yasmine un lingot qu'il jure être en or pur. De retour chez elle, Yasmine pèse le lingot : . Puis, par déplacement d'eau, elle trouve son volume : le niveau passe de à . Détaille la démarche complète qui lui permet de savoir si le marchand a dit vrai. On rappelle .