Physique-Chimie · 4ème · Contrôle Essentiel
Niveau 1 sur 3 · EssentielOptique géométrique — Lentilles et images
Le niveau Essentiel vérifie les bases du chapitre d'optique géométrique de 4e : réflexion et réfraction, lentilles convergentes et divergentes, images réelles et virtuelles, l'œil et ses défauts, la méthode pour construire une image. QCM, appariement, texte à trous, lecture d'un schéma de lentilles et construction à légender, avec une banque de mots et des indices.
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Ce que ce niveau évalue
- Connaître le vocabulaire de l'optique
- Connaître l'œil et ses défauts
- Lire un schéma
- Reconnaître une construction
- Réflexion, réfraction, images réelles et virtuelles reconnues
- L’œil, ses défauts et la façon de les corriger
- La méthode de construction d’une image, mot par mot
- Les éléments d’une construction nommés sur un schéma
Avant de commencer
- Dans un QCM, lis toutes les propositions avant de cocher : une seule est juste.
- Dans un texte à trous, relis la phrase entière avec le mot choisi.
- Sur un schéma de lentille, repère d’abord l’axe, la lentille et le sens de la lumière.
Exercice 1 — Une case par phrase, de la lumière à l'œil
4 pts · 7 minConnaître le vocabulaire de l'optique
Pour chaque phrase, coche la seule réponse juste.
- Indice — Une image projetable sur un écran est toujours renversée.
- Indice — Ordonnance positive → lentille convergente ; négative → divergente.
1.Un rayon de lumière frappe un miroir. Il repart…
0.5 pt- en traversant le miroir
- du même côté, avec le même angle qu’à l’arrivée
- toujours perpendiculairement au miroir
Voir la correction
du même côté, avec le même angle qu’à l’arrivée
C’est la réflexion : la lumière ne traverse pas le miroir, elle est renvoyée, et l’angle de repartir est égal à l’angle d’arriver.
2.La lumière passe de l’air au verre d’une fenêtre en changeant de direction. Ce phénomène est…
0.5 pt- une réflexion
- une réfraction
- une accommodation
Voir la correction
une réfraction
Passer d’un milieu à un autre en changeant de direction à la traversée de la surface qui les sépare, c’est la réfraction.
3.Une lentille plus mince en son centre qu’à ses bords est…
0.5 pt- convergente
- divergente
- un miroir
Voir la correction
divergente
Une lentille divergente est plus mince au centre ; la convergente, elle, est plus épaisse au centre qu’aux bords.
4.Un rayon qui passe par le centre optique d’une lentille…
0.5 pt- ressort en passant par le foyer
- traverse sans être dévié
- revient vers l’objet
Voir la correction
traverse sans être dévié
C’est la propriété du centre optique, et c’est elle qui permet de tracer facilement le premier rayon d’une construction.
5.Une image que l’on peut recevoir sur un écran est…
0.5 pt- réelle et renversée
- virtuelle et droite
- virtuelle et renversée
Voir la correction
réelle et renversée
Les rayons s’y croisent effectivement : l’image est réelle, et une image réelle est renversée.
6.Pour voir l’image donnée par une loupe, il faut…
0.5 pt- la projeter sur un écran
- regarder à travers la lentille
- éloigner l’objet au-delà du foyer
Voir la correction
regarder à travers la lentille
La loupe donne une image virtuelle : aucun écran ne la reçoit, elle se voit seulement à travers la lentille.
7.Dans l’œil, le rôle du diaphragme d’un appareil photo est joué par…
0.5 pt- la rétine
- le cristallin
- l’iris
Voir la correction
l’iris
L’iris règle la quantité de lumière qui entre, comme le diaphragme ; le cristallin joue la lentille, la rétine l’écran.
8.Une ordonnance de lunettes indique une vergence positive. Ces verres corrigent…
0.5 pt- une myopie
- une hypermétropie
- un œil sans défaut
Voir la correction
une hypermétropie
Une vergence positive désigne une lentille convergente, celle qui corrige l’hypermétropie ; la myopie se corrige par une vergence négative.
Les erreurs fréquentes sur cet exercice
- Cocher « une réflexion » pour la lumière qui passe de l’air au verre : elle traverse, c’est une réfraction.
- Croire que l’image d’une loupe est réelle parce qu’on la voit nettement.
Exercice 2 — Un mot pour chaque description
2.5 pts · 5 minConnaître l'œil et ses défauts
Relie chaque mot à sa description par un trait, puis recopie la lettre dans la case.
- ADéfaut de la vision : l’image se forme en avant de la rétine.
- BPartie de l’œil qui joue le rôle de la lentille convergente.
- CImage vue seulement à travers la lentille, là où les prolongements des rayons se croisent.
- DDéformation du cristallin qui change sa vergence pour garder une image nette.
- EDéfaut de la vision : l’image se formerait en arrière de la rétine.
1.Accommodation
0.5 ptVoir la correction
D
Accommoder, c’est déformer le cristallin pour changer sa vergence : l’image reste nette sur la rétine quelle que soit la distance de l’objet.
2.Myopie
0.5 ptVoir la correction
A
Chez le myope, l’image se forme en avant de la rétine ; on la corrige par une lentille divergente.
3.Cristallin
0.5 ptVoir la correction
B
Le cristallin est la lentille convergente de l’œil ; la rétine joue l’écran et l’iris le diaphragme.
4.Hypermétropie
0.5 ptVoir la correction
E
Chez l’hypermétrope, l’image se formerait en arrière de la rétine ; on la corrige par une lentille convergente.
5.Image virtuelle
0.5 ptVoir la correction
C
Aucun vrai rayon ne passe là où elle se forme : seuls les prolongements s’y croisent, et elle ne se voit qu’à travers la lentille.
Les erreurs fréquentes sur cet exercice
- Inverser myopie et hypermétropie : chez le myope, l’image tombe en avant de la rétine.
- Prendre le cristallin pour l’écran de l’œil : c’est la rétine qui reçoit l’image.
Exercice 3 — La construction, pas à pas
4.5 pts · 8 minReconnaître une construction
Complète le texte avec les mots de la banque. Deux mots ne servent pas.
1.On commence par tracer l’ optique.
0.5 ptVoir la correction
axe
L’axe optique est la droite de référence de toute la construction : on le trace en premier.
2.L’objet est représenté par une flèche à l’axe.
0.5 ptVoir la correction
perpendiculaire
L’objet est une flèche dressée perpendiculairement à l’axe, du côté d’où vient la lumière.
3.Le premier rayon passe par le centre optique sans être .
0.5 ptVoir la correction
dévié
C’est la propriété du centre optique : le premier rayon tracé reste une ligne droite.
4.Le second arrive à l’axe, puis repart vers .
0.5 ptVoir la correction
parallèlement
Tout rayon arrivé parallèlement à l’axe ressort en passant par le foyer image .
5.Là où les deux rayons se , on place le sommet de l’image.
0.5 ptVoir la correction
croisent
Leur intersection donne le sommet de l’image ; il ne reste qu’à tracer la flèche jusqu’à l’axe.
6.Un troisième rayon est facultatif : il sert de .
0.5 ptVoir la correction
vérification
Deux rayons suffisent ; un troisième, s’il passe par le même point, confirme le tracé.
7.Si les rayons se croisent réellement, l’image est réelle : on peut la recevoir sur un .
0.5 ptVoir la correction
écran
Là où de vrais rayons se rejoignent, un écran reçoit l’image : elle est réelle.
8.Si seuls leurs se croisent, l’image est virtuelle.
0.5 ptVoir la correction
prolongements
Quand les rayons ne se rejoignent pas après la lentille, on les prolonge vers l’arrière : l’image est virtuelle.
9.Ces prolongements se tracent en .
0.5 ptVoir la correction
pointillés
Les pointillés signalent qu’aucune lumière ne passe réellement par ces traits.
Les erreurs fréquentes sur cet exercice
- Écrire « écartent » au lieu de « croisent » : le sommet de l’image est là où les deux rayons se rejoignent.
- Placer « rétine » dans la phrase sur l’image réelle : on parle ici d’un écran posé derrière la lentille.
Exercice 4 — Lire un schéma de lentilles
4 pts · 8 minLire un schéma
Observe le document 1, puis réponds aux questions.
- Indice — Compare l’épaisseur de chaque lentille en son centre et sur ses bords.
- Indice — La vergence est l’inverse de la distance focale.
Fais glisser pour voir toute la figure.
Les trois lentilles sont coupées par leur milieu et dessinées à la même échelle. Source : Schéma dessiné pour ce contrôle d’après le cours.
1.Lesquelles font converger la lumière ? Réponds par des lettres.
1 ptVoir la correction
A et C
A et C sont plus épaisses au centre qu’aux bords ; B, plus mince au centre, est divergente. 0,5 point par lettre juste.
2.Peut-on fabriquer une loupe avec la lentille B ? Justifie.
1 ptVoir la correction
Non, B est divergente.
B est plus mince au centre : elle écarte les rayons. Or une loupe utilise une lentille convergente.
3.De A et de C, laquelle a la plus grande vergence ?
1 ptVoir la correction
A
A est beaucoup plus bombée que C ; une lentille très bombée a une forte vergence et fait converger vite, une lentille presque plate a une faible vergence.
4.Pour laquelle des deux le foyer image est-il le plus proche de la lentille ? Justifie.
1 ptVoir la correction
A, la plus bombée.
La vergence est l’inverse de la distance focale : la plus grande vergence, celle de A, va avec la distance focale la plus courte, donc le foyer le plus proche.
Les erreurs fréquentes sur cet exercice
- Classer B parmi les convergentes parce qu’elle est large : c’est l’épaisseur au centre qui compte.
- Croire qu’une forte vergence va avec une longue distance focale, alors que l’une est l’inverse de l’autre.
Exercice 5 — Une construction à légender
5 pts · 12 minReconnaître une construction
La construction ci-dessous est terminée. Écris dans les cases 1 à 6 le nom de l’élément montré, puis, dans le cadre du bas, entoure les mots justes pour les questions 7 et 8.
- Indice — Deux mots de la banque ne servent pas.
- Indice — Le foyer image est le point de l’axe par lequel passe, après la lentille, le rayon arrivé parallèlement à l’axe.
Fais glisser pour voir toute la figure.
Les cases de la figure sont les questions. La correction, case par case :
1.Case 1
0.5 ptVoir la correction
axe optique
La droite qui traverse la figure de part en part, perpendiculaire à la lentille et passant par son centre, est l’axe optique.
2.Case 2
0.5 ptVoir la correction
centre optique
Le point central de la lentille, sur l’axe, est le centre optique .
3.Case 3
0.5 ptVoir la correction
foyer image
Le rayon arrivé parallèle à l’axe coupe l’axe en ce point après la lentille : c’est le foyer image .
4.Case 4
0.5 ptVoir la correction
objet
La flèche dressée sur l’axe du côté d’où vient la lumière représente l’objet.
5.Case 5
0.5 ptVoir la correction
image
La flèche qui part de l’axe jusqu’au croisement des deux rayons est l’image.
6.Case 6
0.5 ptVoir la correction
rayon non dévié
Ce rayon passe par le centre optique et garde sa direction : c’est le rayon non dévié.
7.Question 7 — réelle ou virtuelle
0.5 ptVoir la correction
réelle
Les deux rayons se croisent effectivement après la lentille : l’image est réelle.
8.Question 7 — droite ou renversée
0.5 ptVoir la correction
renversée
L’objet pointe vers le haut, l’image vers le bas : elle est renversée, comme toute image réelle.
9.Question 7 — plus grande ou plus petite
0.5 ptVoir la correction
plus grande
L’image descend deux fois plus loin sous l’axe que l’objet ne monte au-dessus : elle est plus grande.
10.Question 8 — l’écran
0.5 ptVoir la correction
oui
De vrais rayons se rejoignent à cet endroit : un écran placé là reçoit l’image.
Les erreurs fréquentes sur cet exercice
- Écrire « foyer image » à la case 2 : le foyer image est de l’autre côté de la lentille, là où le rayon parallèle coupe l’axe.
- Entourer « virtuelle » parce que l’image est sous l’axe : c’est le croisement réel des rayons qui fait une image réelle.
- Entourer « plus petite » sans comparer les hauteurs : l’image mesure le double de l’objet.
Barème — ce que le correcteur regarde
Les lignes chiffrées couvrent les 5 exercices et totalisent 20 points.
Ex.1Le bon choix dans chaque phrase
4 points — 0,5 par case juste
Point perdu si : Deux cases cochées pour une même phrase : la question vaut 0.
Ex.2Chaque mot relié à sa description
2,5 points — 0,5 par liaison juste
Point perdu si : Myopie et hypermétropie inversées.
Ex.3La méthode de construction complétée
4,5 points — 0,5 par blanc
Point perdu si : Un mot intrus de la banque placé dans un blanc.
Ex.4Le schéma des lentilles lu correctement
4 points — 1 par question
Point perdu si : Une réponse sans justification quand elle est demandée : 0,5 sur 1.
Ex.5La construction légendée et l’image décrite
5 points — 0,5 par case et 0,5 par mot entouré
Point perdu si : « Foyer image » écrit à la place du centre optique.
Et maintenant ?
- 17 à 20Niveau supérieur
- Les bases sont solides. Passe au niveau 2 — Standard : tu y calculeras des vergences et tu construiras toi-même une image sur quadrillage.
- 12 à 16Refaire ce niveau
- Relis la correction des exercices où tu as perdu des points. Refais le niveau 1 dans quelques jours en cachant la banque de mots ; au-delà de 16, passe au niveau 2.
- moins de 12Revoir la fiche
- Le niveau 1 est le point de départ : reprends d'abord la fiche de cours et son mémo, en particulier la méthode de construction, puis refais ce contrôle.
Les autres contrôles de ce chapitre
Aucun ne repose une question d'un autre : chacun couvre le chapitre sous un autre angle. À passer quelques jours plus tard, une fois celui-ci corrigé.
Les autres contrôles de physique-chimie 4ème
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- Atomes, molécules et modèle particulaire — contrôle Essentiel
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Programme du cycle 4 — arrêté du 9 novembre 2015, BO spécial n°11 du 26 novembre 2015 · Contrôle rédigé pour ProgresSchool, version 2026.2.