QCM : Éléments chimiques et radioactivité (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quels éléments constituent l’essentiel de la matière de l’Univers, et quelle part approximative de sa masse représente l’hydrogène ?

L’hydrogène et l’hélium ; l’hydrogène représente environ 75 % de la masse.
L’hydrogène et le carbone ; l’hydrogène représente environ 90 % de la masse.
L’hélium et l’oxygène ; l’hélium représente environ 25 % de la masse.
Le silicium et le magnésium ; le silicium représente environ 75 % de la masse.

L’hydrogène et l’hélium ; l’hydrogène représente environ 75 % de la masse.

Explication

L’Univers est principalement composé d’hydrogène et d’hélium, et l’hydrogène représente environ 75 % de sa masse. Le chiffre d’environ 90 % concerne la proportion d’atomes d’hydrogène, pas sa part de la masse.

2. Un échantillon représente la composition globale de la Terre ; quels éléments devrait-on y trouver en majorité ?

De l’hydrogène, de l’hélium, du fer et du carbone.
Du fer, de l’oxygène, du silicium et du magnésium.
De l’hydrogène, de l’hélium, du carbone et du lithium.
Du carbone, de l’hydrogène, de l’oxygène et de l’azote.

Du fer, de l’oxygène, du silicium et du magnésium.

Explication

La Terre est principalement constituée de fer, d’oxygène, de silicium et de magnésium. Le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote caractérisent plutôt la composition principale des êtres vivants.

3. Lors d’une réaction nucléaire, deux noyaux légers s’unissent pour former un noyau plus lourd en libérant beaucoup d’énergie ; de quel phénomène s’agit-il ?

De la fission nucléaire, qui assemble des noyaux légers en un noyau plus lourd.
De la fusion nucléaire, qui assemble des noyaux légers en un noyau plus lourd.
De la fusion nucléaire, qui divise un noyau lourd en noyaux plus légers.
De la nucléosynthèse primordiale, qui divise un noyau lourd en noyaux plus légers.

De la fusion nucléaire, qui assemble des noyaux légers en un noyau plus lourd.

Explication

La fusion nucléaire unit deux noyaux légers pour former un noyau plus lourd et libérer une grande quantité d’énergie. La fission correspond à la division d’un noyau lourd, et non à son assemblage.

4. Lors de l’explosion d’une étoile massive en supernova, quel processus produit les éléments plus lourds que le fer ?

La fusion de l’hydrogène, qui forme ces éléments au cœur d’une étoile.
La nucléosynthèse explosive, qui forme ces éléments pendant l’explosion.
La nucléosynthèse stellaire, qui forme ces éléments pendant la vie ordinaire de l’étoile.
La nucléosynthèse primordiale, qui forme ces éléments quelques secondes après le Big Bang.

La nucléosynthèse explosive, qui forme ces éléments pendant l’explosion.

Explication

La nucléosynthèse explosive produit les éléments plus lourds que le fer lors de l’explosion d’étoiles massives en supernova. La nucléosynthèse stellaire, elle, forme des éléments jusqu’au fer.

5. Qu’appelle-t-on fission nucléaire ?

La désintégration spontanée d’un noyau instable avec émission d’une particule.
La fusion de deux noyaux légers en un noyau plus lourd.
La transformation d’un noyau lourd en deux noyaux plus légers.
La capture d’un neutron par un noyau sans fragmentation.

La transformation d’un noyau lourd en deux noyaux plus légers.

Explication

La fission nucléaire est la transformation au cours de laquelle un noyau lourd se brise en deux noyaux plus légers. La fusion, contrairement à la fission, unit des noyaux légers pour en former un plus lourd.

6. Lors d’une désintégration nucléaire, quelles grandeurs les lois de Soddy imposent-elles de conserver ?

Le nombre total d’atomes et la masse totale des électrons
Le nombre total de noyaux et leur énergie cinétique totale
Le nombre total de nucléons et le nombre total de charges électriques
Le nombre total de protons et le nombre total de neutrons séparément

Le nombre total de nucléons et le nombre total de charges électriques

Explication

Les lois de Soddy établissent que le nombre de nucléons AA et le nombre de charges électriques ZZ restent conservés au cours d’une réaction nucléaire. La conservation séparée des nombres de protons et de neutrons n’est pas la règle formulée ici, car ces nombres peuvent changer lors d’une désintégration.

7. Quel est le rôle de la demi-vie dans la description d’un échantillon radioactif ?

Préciser le temps pendant lequel chaque noyau individuel demeure stable.
Mesurer le temps nécessaire pour que le nombre de noyaux présents double.
Indiquer le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux présents se désintègrent.
Déterminer le temps nécessaire pour que tous les noyaux présents se désintègrent.

Indiquer le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux présents se désintègrent.

Explication

La demi-vie caractérise la durée au bout de laquelle la moitié des noyaux radioactifs d’un échantillon se sont désintégrés. Contrairement à l’idée d’une durée de vie déterminée pour chaque noyau, une désintégration individuelle est imprévisible et la décroissance d’une population suit une loi statistique.

8. Quelle comparaison entre le carbone 14 et le potassium-argon décrit correctement leur usage en datation radioactive ?

Le carbone 14 et le potassium-argon servent à dater les mêmes objets, mais possèdent des demi-vies identiques.
Le carbone 14 sert à dater des restes organiques, tandis que le potassium-argon sert à dater des roches anciennes.
Le carbone 14 et le potassium-argon servent à dater des restes organiques, mais pas des roches.
Le carbone 14 sert à dater des roches anciennes, tandis que le potassium-argon sert à dater des restes organiques.

Le carbone 14 sert à dater des restes organiques, tandis que le potassium-argon sert à dater des roches anciennes.

Explication

Le carbone 14 est utilisé pour estimer l’âge de restes organiques, alors que le potassium-argon permet notamment de dater des roches anciennes. Leur utilisation se distingue donc par le type de matériau étudié.

9. Pourquoi la composition chimique des planètes gazeuses comme Jupiter et Saturne ressemble-t-elle à celle du Soleil ?

Elles sont principalement constituées de carbone et d’azote.
Elles sont principalement constituées de fer et de silicium.
Elles sont principalement constituées d’oxygène et de magnésium.
Elles sont principalement constituées d’hydrogène et d’hélium.

Elles sont principalement constituées d’hydrogène et d’hélium.

Explication

Le Soleil et les planètes gazeuses ont une composition proche, dominée par l’hydrogène et l’hélium. Le fer et le silicium sont plutôt des éléments majeurs de la Terre.

10. Dans une étoile, quelle transformation nucléaire explique principalement la production d’hélium à partir de l’hydrogène au cours de sa vie ?

La désintégration de noyaux de fer en noyaux d’hélium
La fusion de noyaux d’hydrogène en noyaux d’hélium
La capture de neutrons par des noyaux de lithium
La fission de noyaux d’hélium en noyaux d’hydrogène

La fusion de noyaux d’hydrogène en noyaux d’hélium

Explication

Au cours de la nucléosynthèse stellaire, plusieurs fusions de noyaux d’hydrogène aboutissent à leur conversion en hélium. La fission concerne la division de noyaux lourds et ne décrit donc pas cette production d’hélium.

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Mémorisez les réponses avec 10 flashcards sur Éléments chimiques et radioactivité.

Quels éléments composent principalement l’Univers ?

L’hydrogène et l’hélium.

Quels éléments composent principalement les êtres vivants ?

Le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote.

Qu’est-ce que la fusion nucléaire ?

L’union de deux noyaux légers en un noyau plus lourd, avec libération d’énergie.

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