QCM : Atomes et processus nucléaires (9 questions)

Question 1

1. Deux noyaux ont des nombres de neutrons différents, mais chacun possède 8 protons. À quel élément chimique appartiennent-ils ?

À des éléments chimiques distincts

Au même élément chimique

À des éléments déterminés par leur nombre de neutrons

À l’élément ayant le même nombre de nucléons

Explication

Un élément chimique est défini par le nombre $Z$ de protons dans le noyau ; ces deux noyaux appartiennent donc au même élément. Le nombre de neutrons ou le nombre total de nucléons ne définit pas l’élément, et des noyaux différents peuvent être des isotopes du même élément.

Answer

Au même élément chimique

Question 2

2. Lors d’une désintégration radioactive, quelle transformation caractérise la radioactivité ?

Le changement d’état physique d’une substance radioactive

La perte d’électrons par un atome sans changement du noyau

La transmutation naturelle d’un noyau instable en un autre noyau

La transformation spontanée d’un noyau stable en un électron

Explication

La radioactivité correspond à la transmutation naturelle d’un noyau instable en un autre noyau. La perte d’électrons concerne la formation d’ions, un changement d’état ne transforme pas le noyau, et la définition porte sur un noyau initialement instable.

Answer

La transmutation naturelle d’un noyau instable en un autre noyau

Question 3

3. Un échantillon contient 800 noyaux radioactifs au départ. Après une certaine durée, il en contient 400. Quelle durée s’est écoulée ?

La durée nécessaire à la désintégration de tous les noyaux

Deux demi-vies

Une durée correspondant à un quart de demi-vie

Une demi-vie

Explication

La demi-vie est la durée au bout de laquelle la population de noyaux est divisée par deux ; passer de 800 à 400 correspond donc à une demi-vie. Deux demi-vies conduiraient à 200 noyaux, tandis que la demi-vie ne signifie ni une perte d’un quart ni la disparition complète.

Answer

Une demi-vie

Question 4

4. Un noyau contient 11 protons et 12 neutrons. Quel est son nombre de nucléons $A$ ?

23

1

24

11

Explication

Le nombre de nucléons est la somme des protons et des neutrons : $A=Z+N=11+12=23$ . La soustraction inverse l’opération, $11$ omet les neutrons et $24$ ajoute à tort un électron.

Answer

Les étoiles contiennent surtout de l’hydrogène et de l’hélium, tandis que la Terre est principalement composée d’oxygène et de silicium.

Answer

$$Z = 26$$

Answer

Elles dispersent dans l’Univers les éléments qu’elles ont fabriqués.

Answer

Un isotope diffère par son nombre de neutrons, tandis qu’un ion a perdu un ou plusieurs électrons.

Answer

Parce que les noyaux instables se transmutent spontanément en d’autres noyaux.

Question 5

5. Que désigne la répartition des éléments chimiques sur Terre par rapport à celle des étoiles ?

Les étoiles contiennent surtout de l’hydrogène et de l’hélium, tandis que la Terre est principalement composée d’oxygène et de silicium.

Les étoiles et la Terre contiennent principalement les mêmes éléments, dans des proportions comparables.

Les étoiles contiennent surtout de l’oxygène et du silicium, tandis que la Terre est principalement composée d’hydrogène et d’hélium.

Les étoiles contiennent surtout du silicium et de l’hélium, tandis que la Terre est principalement composée d’oxygène et d’hydrogène.

Explication

La répartition des éléments diffère entre ces milieux : l’hydrogène et l’hélium dominent dans les étoiles, alors que l’oxygène et le silicium prédominent sur Terre. L’inversion de ces compositions est incorrecte, car elle attribue à la Terre les éléments dominants des étoiles.

Question 6

6. Quel numéro atomique est associé au fer, présenté comme l’élément le plus stable ?

Z = 26

Z = 28

Z = 24

Z = 30

Explication

Le fer possède le numéro atomique $Z = 26$ et est présenté comme l’élément le plus stable. Le nombre $Z = 28$ correspond à une valeur voisine, mais ne désigne pas le numéro atomique du fer.

Question 7

7. Quel rôle jouent les explosions d’étoiles massives à la fin de leur vie dans l’enrichissement de l’Univers ?

Elles concentrent les éléments produits au cœur des étoiles.

Elles transforment les éléments lourds en noyaux d’hydrogène.

Elles empêchent la formation de nouveaux éléments par fusion.

Elles dispersent dans l’Univers les éléments qu’elles ont fabriqués.

Explication

En explosant à la fin de leur vie, les étoiles massives dispersent dans l’Univers les éléments qu’elles ont fabriqués. La fusion stellaire forme des noyaux plus lourds, mais l’explosion ne les transforme pas en hydrogène.

Question 8

8. En quoi un isotope se distingue-t-il d’un ion ?

Un isotope a perdu des électrons, tandis qu’un ion diffère par son nombre de nucléons.

Un isotope possède un noyau sans neutrons, tandis qu’un ion a gagné des protons.

Un isotope diffère par son nombre de neutrons, tandis qu’un ion a perdu un ou plusieurs électrons.

Un isotope diffère par son nombre de protons, tandis qu’un ion a gagné des neutrons.

Explication

Des isotopes ont le même nombre de protons mais des nombres de nucléons différents, ce qui implique un nombre de neutrons différent. Un ion se caractérise par la perte d’un ou plusieurs électrons, et non par une variation du nombre de neutrons.

Question 9

9. Pourquoi le nombre de noyaux radioactifs d’un échantillon diminue-t-il au cours du temps ?

Parce que les électrons quittent progressivement les noyaux radioactifs.

Parce que les noyaux stables se transforment sous l’effet de la température ambiante.

Parce que les noyaux instables se transmutent spontanément en d’autres noyaux.

Parce que la substance qui entoure les noyaux absorbe leurs nucléons.

Explication

La radioactivité est une transmutation spontanée de noyaux instables, ce qui réduit leur nombre dans l’échantillon au fil du temps. La substance environnante n’est pas la cause de cette décroissance, car la radioactivité en est indépendante.

QCM : Atomes et processus nucléaires (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Deux noyaux ont des nombres de neutrons différents, mais chacun possède 8 protons. À quel élément chimique appartiennent-ils ?

2. Lors d’une désintégration radioactive, quelle transformation caractérise la radioactivité ?

3. Un échantillon contient 800 noyaux radioactifs au départ. Après une certaine durée, il en contient 400. Quelle durée s’est écoulée ?

4. Un noyau contient 11 protons et 12 neutrons. Quel est son nombre de nucléons $A$ ?

5. Que désigne la répartition des éléments chimiques sur Terre par rapport à celle des étoiles ?

6. Quel numéro atomique est associé au fer, présenté comme l’élément le plus stable ?

7. Quel rôle jouent les explosions d’étoiles massives à la fin de leur vie dans l’enrichissement de l’Univers ?

8. En quoi un isotope se distingue-t-il d’un ion ?

9. Pourquoi le nombre de noyaux radioactifs d’un échantillon diminue-t-il au cours du temps ?

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Questions et réponses du QCM

1. Deux noyaux ont des nombres de neutrons différents, mais chacun possède 8 protons. À quel élément chimique appartiennent-ils ?

2. Lors d’une désintégration radioactive, quelle transformation caractérise la radioactivité ?

3. Un échantillon contient 800 noyaux radioactifs au départ. Après une certaine durée, il en contient 400. Quelle durée s’est écoulée ?

4. Un noyau contient 11 protons et 12 neutrons. Quel est son nombre de nucléons AAA ?

5. Que désigne la répartition des éléments chimiques sur Terre par rapport à celle des étoiles ?

6. Quel numéro atomique est associé au fer, présenté comme l’élément le plus stable ?

7. Quel rôle jouent les explosions d’étoiles massives à la fin de leur vie dans l’enrichissement de l’Univers ?

8. En quoi un isotope se distingue-t-il d’un ion ?

9. Pourquoi le nombre de noyaux radioactifs d’un échantillon diminue-t-il au cours du temps ?

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