QCM : Éléments chimiques et réactions nucléaires (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quel élément représente près de 75 % de la masse de matière dans l’Univers ?

L’hélium
Le carbone
L’hydrogène
Le silicium

L’hydrogène

Explication

L’hydrogène est l’élément le plus abondant dans l’Univers et représente près de 75 % de la masse de matière ; l’hélium en représente près de 25 %, tandis que le silicium et le carbone sont cités parmi les éléments terrestres ou biologiques.

2. Une analyse compare les éléments dominants dans un échantillon de roche terrestre et dans des êtres vivants. Quelle répartition correspond à ces deux milieux ?

Terre : carbone, oxygène, hydrogène et azote ; êtres vivants : oxygène, silicium, aluminium et fer
Terre : oxygène, hydrogène, aluminium et fer ; êtres vivants : carbone, oxygène, silicium et azote
Terre : oxygène, silicium, aluminium et fer ; êtres vivants : carbone, oxygène, hydrogène et azote
Terre : oxygène, silicium, carbone et fer ; êtres vivants : carbone, oxygène, hydrogène et silicium

Terre : oxygène, silicium, aluminium et fer ; êtres vivants : carbone, oxygène, hydrogène et azote

Explication

La Terre est principalement constituée d’oxygène, de silicium, d’aluminium et de fer, tandis que les êtres vivants sont constitués de carbone, d’oxygène, d’hydrogène et d’azote. Les autres répartitions inversent les deux ensembles ou remplacent un élément par un élément de l’autre groupe.

3. Un noyau instable se transforme spontanément en un autre noyau. Quel phénomène cette transformation illustre-t-elle ?

La radioactivité
La fusion nucléaire
La fission nucléaire
L’émission lumineuse

La radioactivité

Explication

La radioactivité est le phénomène par lequel des noyaux instables se désintègrent pour former d’autres noyaux. La fusion assemble des noyaux légers, tandis que la fission sépare un noyau lourd en noyaux plus légers.

4. Deux échantillons contiennent des noyaux radioactifs de types différents et de demi-vies différentes. Quelle caractéristique décrit la désintégration de leurs noyaux ?

Elle est aléatoire, évitable et spontanée, et dépend du type de noyau et de sa demi-vie
Elle est aléatoire, inéluctable et spontanée, et dépend du type de noyau et de sa demi-vie
Elle est aléatoire, inéluctable et provoquée, et dépend du type de noyau et de sa demi-vie
Elle est aléatoire, inéluctable et spontanée, et dépend aussi de la température de l’échantillon

Elle est aléatoire, inéluctable et spontanée, et dépend du type de noyau et de sa demi-vie

Explication

La désintégration radioactive est aléatoire, inéluctable et spontanée ; elle dépend du type de noyau radioactif et de sa demi-vie. L’idée d’une désintégration évitable, provoquée ou déterminée par la température contredit ces caractéristiques.

5. Deux noyaux légers réagissent et forment un noyau plus lourd : de quel type de réaction s’agit-il ?

D’une désintégration radioactive
D’une fission nucléaire
D’une fusion nucléaire
D’une émission radioactive

D’une fusion nucléaire

Explication

La fusion réunit deux noyaux légers pour former un noyau plus lourd ; la fission divise un noyau lourd, tandis que la désintégration et l’émission radioactive ne décrivent pas cet assemblage.

6. Dans une étoile, des noyaux d’hydrogène fusionnent. Quel produit et quel effet énergétique caractérisent cette réaction ?

De l’hélium et une faible quantité d’énergie
De l’hélium et une très grande quantité d’énergie
Deux noyaux plus légers et une très grande quantité d’énergie
De l’hydrogène et une très grande quantité d’énergie

De l’hélium et une très grande quantité d’énergie

Explication

Au cœur des étoiles, la fusion de noyaux d’hydrogène forme de l’hélium et libère une très grande quantité d’énergie ; l’hydrogène est le réactif, et la fission produit des noyaux plus légers.

7. Un noyau lourd est frappé par une particule et se casse en deux noyaux plus légers. Comment nomme-t-on cette réaction ?

Une émission radioactive
Une fission nucléaire
Une fusion nucléaire
Une désintégration radioactive

Une fission nucléaire

Explication

La fission est la cassure d’un noyau lourd en deux noyaux plus légers sous l’impact d’une particule ; la fusion assemble des noyaux légers et la désintégration est spontanée.

8. Quel phénomène caractérise un noyau radioactif instable ?

Il peut se désintégrer spontanément en émettant un photon, un neutron ou un noyau léger
Il peut se casser sous l’impact d’une particule en émettant une particule α
Il peut se désintégrer spontanément en émettant une particule α, un électron ou un positon
Il peut fusionner spontanément avec un autre noyau léger en émettant une particule α

Il peut se désintégrer spontanément en émettant une particule α, un électron ou un positon

Explication

Un noyau radioactif est instable et peut se désintégrer spontanément en émettant une particule α, un électron ou un positon ; la fusion assemble des noyaux et la fission est provoquée par un impact.

9. Un graphique montre comment le nombre de noyaux radioactifs d’un échantillon change au fil du temps. Quel phénomène ce graphique représente-t-il ?

Le bilan énergétique nucléaire
La décroissance radioactive
La demi-vie radioactive
La composition isotopique

La décroissance radioactive

Explication

La décroissance radioactive décrit l’évolution du nombre de noyaux radioactifs en fonction du temps ; la demi-vie est une durée, tandis que la composition isotopique concerne la nature des noyaux.

10. Un échantillon contient 800 noyaux radioactifs. Après deux demi-vies, combien en reste-t-il ?

400 noyaux
200 noyaux
798 noyaux
50 noyaux

200 noyaux

Explication

La population est divisée par deux à chaque demi-vie : 800÷2=400800 \div 2 = 400 après une demi-vie, puis 400÷2=200400 \div 2 = 200 après deux. Le résultat de 400 oublie la seconde division.

11. Une équipe médicale veut d’abord repérer une tumeur à l’aide d’images fonctionnelles, puis la traiter en irradiant la tumeur. Quelles applications de la radioactivité répondent à ces deux objectifs ?

La scintigraphie ou la TEP pour l’imagerie, puis la radiothérapie ou la curiethérapie pour le traitement
La datation radioactive pour l’imagerie, puis la scintigraphie pour le traitement
La curiethérapie pour l’imagerie, puis la datation radioactive pour le traitement
La radiothérapie pour l’imagerie, puis la scintigraphie ou la TEP pour le traitement

La scintigraphie ou la TEP pour l’imagerie, puis la radiothérapie ou la curiethérapie pour le traitement

Explication

La scintigraphie et la TEP servent à l’imagerie exploratoire et au diagnostic, tandis que la radiothérapie et la curiethérapie irradient une tumeur. Les distracteurs inversent diagnostic et traitement ou confondent ces usages médicaux avec la datation.

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Quel élément est le plus abondant dans l’Univers ?

L’hydrogène.

Quelle part de la masse de matière l’hydrogène représente-t-il dans l’Univers ?

Près de 75 %.

Quels éléments constituent principalement la Terre ?

L’oxygène, le silicium, l’aluminium et le fer.

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