QCM : Éléments chimiques et transformations nucléaires (14 questions)

Question 1

1. Quelle organisation décrit correctement un atome ?

Un noyau de protons entouré de neutrons et d’électrons

Un noyau de protons et de neutrons entouré d’électrons

Un noyau d’électrons et de neutrons entouré de protons

Un noyau de protons et d’électrons entouré de neutrons

Explication

Un atome possède un noyau composé de protons et de neutrons, avec des électrons autour. Les électrons ne constituent pas le noyau, les neutrons en font partie et les protons ne sont pas autour du noyau.

Answer

Un noyau de protons et de neutrons entouré d’électrons

Question 2

2. Un noyau contient $Z=9$ protons et $N=10$ neutrons. Quel est son nombre de nucléons $A$ ?

9

nucléons

19

nucléons

28

nucléons

1

nucléon

Explication

Le nombre de nucléons est la somme des protons et des neutrons : $A=Z+N=9+10=19$ . La soustraction donne la différence entre les nombres, tandis que $9$ omet les neutrons et $28$ compte deux fois les protons.

Answer

$$19$$ nucléons

Question 3

3. Deux noyaux ont le même nombre de protons, mais des nombres de neutrons différents. Quelle relation les décrit ?

Ce sont des isotopes du même élément

Ce sont des noyaux d’éléments différents ayant des nombres de neutrons différents

Ce sont des ions du même élément différant par leur nombre d’électrons

Ce sont des noyaux de même élément et de même nombre de neutrons

Explication

Des isotopes appartiennent au même élément : ils ont le même nombre de protons et des nombres de neutrons différents. Des neutrons identiques ne caractérisent pas les isotopes, et une différence d’électrons concerne les ions.

Answer

Ce sont des isotopes du même élément

Question 4

4. Un atome possède $12$ protons et $12$ électrons. Pourquoi sa charge électrique totale est-elle nulle ?

Les neutrons apportent une charge négative qui compense celle des protons

Les charges positives des protons compensent les charges négatives des électrons

Les neutrons équilibrent les protons en étant aussi chargés positivement

Les charges positives des protons et négatives des électrons s’ajoutent

Explication

Les protons sont chargés positivement et les électrons négativement; en nombre égal, leurs charges se compensent. Les neutrons sont sans charge, et les charges opposées ne s’ajoutent pas.

Answer

Les charges positives des protons compensent les charges négatives des électrons

Question 5

5. Un échantillon représente la composition générale de l’Univers. Quels éléments y sont majoritaires, et quelle propriété caractérise l’hydrogène ?

L’hydrogène et l’hélium ; l’hydrogène a un proton et Z = 1

Le fer et l’oxygène ; l’hydrogène a un proton et Z = 1

Le carbone et l’azote ; l’hydrogène a six protons et Z = 6

L’hydrogène et l’hélium ; l’hydrogène a deux protons et Z = 2

Explication

L’Univers est constitué majoritairement d’hydrogène et d’hélium, et l’hydrogène possède un seul proton, donc Z = 1. Le fer et l’oxygène caractérisent surtout la Terre, tandis que les autres valeurs de Z ne correspondent pas à l’hydrogène.

Answer

L’hydrogène et l’hélium ; l’hydrogène a un proton et Z = 1

Question 6

6. Une analyse porte sur les éléments qui composent principalement la Terre. Quel groupe doit-elle mettre en évidence ?

Carbone, hydrogène, oxygène et azote

Fer, oxygène, silicium et magnésium

Hydrogène, hélium, oxygène et silicium

Fer, carbone, azote et hélium

Explication

La Terre est principalement constituée de fer, d’oxygène, de silicium et de magnésium. L’hydrogène et l’hélium dominent dans l’Univers, alors que le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote caractérisent les êtres vivants.

Answer

Fer, oxygène, silicium et magnésium

Question 7

7. Un biologiste cherche les éléments indispensables à la vie qui constituent les êtres vivants, résumés par le sigle CHON. Quel groupe doit-il retenir ?

Carbone, hydrogène, oxygène et azote

Fer, oxygène, silicium et magnésium

Carbone, hydrogène, oxygène et hélium

Hydrogène, hélium, carbone et oxygène

Explication

Le sigle CHON désigne le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote, éléments indispensables à la vie. Le groupe fer-oxygène-silicium-magnésium décrit principalement la Terre, et l’hélium ne fait pas partie de CHON.

Answer

Carbone, hydrogène, oxygène et azote

Question 8

8. Après le Big Bang, une succession d’événements conduit à la dispersion de nouveaux éléments dans l’espace. Quel enchaînement décrit cette formation ?

Les particules forment l’hydrogène, qui se disperse en supernovas avant que les étoiles produisent les nouveaux éléments

Les particules forment l’hydrogène, qui forme les premières étoiles ; des réactions nucléaires y créent ensuite des éléments dispersés lors des supernovas

Les étoiles se forment avant l’hydrogène ; les supernovas fabriquent ensuite les particules élémentaires

Les particules forment d’abord les éléments lourds, qui se dispersent puis s’assemblent en hydrogène dans les étoiles

Explication

Les particules élémentaires s’organisent d’abord en atomes d’hydrogène, qui forment les premières étoiles. Des réactions nucléaires créent ensuite de nouveaux éléments, dispersés dans l’espace lors des explosions en supernova ; les autres enchaînements inversent ou déplacent ces étapes.

Answer

Les particules forment l’hydrogène, qui forme les premières étoiles ; des réactions nucléaires y créent ensuite des éléments dispersés lors des supernovas

Question 9

9. Un repère chronologique situe la formation de l’Univers par rapport au Big Bang. Quelle estimation convient ?

Environ 30 milliards d’années, juste après le Big Bang

Environ 13 millions d’années, juste après le Big Bang

Environ 4,5 milliards d’années, juste après le Big Bang

Environ 13 milliards d’années, juste après le Big Bang

Explication

L’Univers s’est formé il y a environ 13 milliards d’années, juste après le Big Bang. Les valeurs en millions d’années ou sensiblement différentes ne correspondent pas à cette estimation.

Answer

Environ 13 milliards d’années, juste après le Big Bang

Question 10

10. Dans une étoile, deux noyaux légers se rapprochent et forment un noyau plus lourd en libérant de l’énergie. De quelle transformation s’agit-il ?

La désintégration radioactive

La fusion nucléaire

Une réaction chimique

La fission nucléaire

Explication

La fusion unit deux noyaux légers pour former un noyau plus lourd et libérer de l’énergie. La fission scinde un noyau lourd, tandis que la désintégration radioactive concerne un noyau instable.

Answer

La fusion nucléaire

Question 11

11. Dans une étoile, des noyaux d’hydrogène de numéro atomique $Z=1$ fusionnent. Quel noyau se forme d’abord dans cette succession de réactions stellaires ?

Un noyau d’oxygène de

Z=8

Un noyau d’hydrogène de

Z=1

Un noyau de fer de

Z=26

Un noyau d’hélium de

Z=2

Explication

La fusion stellaire transforme d’abord des noyaux d’hydrogène en noyaux d’hélium de $Z=2$ , puis produit progressivement des noyaux plus lourds jusqu’au fer. Le fer est l’aboutissement de cette succession, et non son premier produit.

Answer

Un noyau d’hélium de $$Z=2$$

Question 12

12. Un neutron frappe un noyau lourd, qui se divise en deux noyaux plus légers et libère une grande quantité d’énergie. Quelle transformation a eu lieu ?

La formation d’un noyau plus lourd

La désintégration radioactive

La fission nucléaire

La fusion nucléaire

Explication

La fission est la scission d’un noyau lourd en noyaux plus légers sous l’action d’un neutron, avec libération d’énergie. La fusion réunit au contraire deux noyaux légers.

Answer

La fission nucléaire

Question 13

13. Une chercheuse suit un noyau instable dans un échantillon. Peut-elle déterminer à quel instant précis ce noyau se désintégrera ?

Oui, l’instant est donné par la demi-vie de l’échantillon

Non, l’instant de désintégration est aléatoire

Oui, l’instant est fixé par la courbe statistique

Non, car le noyau instable ne se désintègre pas

Explication

La désintégration radioactive est naturelle et aléatoire : on ne peut pas prévoir le moment exact où un noyau donné se désintégrera. Une courbe statistique décrit le comportement d’un grand nombre de noyaux, pas l’instant individuel.

Answer

Non, l’instant de désintégration est aléatoire

Question 14

14. Un échantillon contient initialement $800$ noyaux radioactifs. Combien en reste-t-il après une demi-vie ?

200

noyaux

400

noyaux

800

noyaux

799

noyaux

Explication

Après une demi-vie, il reste la moitié de la population initiale : $800 \div 2 = 400$ noyaux. Garder $800$ ne tient pas compte de la diminution de moitié, et $200$ correspondrait à une division par deux supplémentaire.

Answer

$$400$$ noyaux

QCM : Éléments chimiques et transformations nucléaires (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle organisation décrit correctement un atome ?

2. Un noyau contient $Z=9$ protons et $N=10$ neutrons. Quel est son nombre de nucléons $A$ ?

3. Deux noyaux ont le même nombre de protons, mais des nombres de neutrons différents. Quelle relation les décrit ?

4. Un atome possède $12$ protons et $12$ électrons. Pourquoi sa charge électrique totale est-elle nulle ?

5. Un échantillon représente la composition générale de l’Univers. Quels éléments y sont majoritaires, et quelle propriété caractérise l’hydrogène ?

6. Une analyse porte sur les éléments qui composent principalement la Terre. Quel groupe doit-elle mettre en évidence ?

7. Un biologiste cherche les éléments indispensables à la vie qui constituent les êtres vivants, résumés par le sigle CHON. Quel groupe doit-il retenir ?

8. Après le Big Bang, une succession d’événements conduit à la dispersion de nouveaux éléments dans l’espace. Quel enchaînement décrit cette formation ?

9. Un repère chronologique situe la formation de l’Univers par rapport au Big Bang. Quelle estimation convient ?

10. Dans une étoile, deux noyaux légers se rapprochent et forment un noyau plus lourd en libérant de l’énergie. De quelle transformation s’agit-il ?

11. Dans une étoile, des noyaux d’hydrogène de numéro atomique $Z=1$ fusionnent. Quel noyau se forme d’abord dans cette succession de réactions stellaires ?

12. Un neutron frappe un noyau lourd, qui se divise en deux noyaux plus légers et libère une grande quantité d’énergie. Quelle transformation a eu lieu ?

13. Une chercheuse suit un noyau instable dans un échantillon. Peut-elle déterminer à quel instant précis ce noyau se désintégrera ?

14. Un échantillon contient initialement $800$ noyaux radioactifs. Combien en reste-t-il après une demi-vie ?

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QCM : Éléments chimiques et transformations nucléaires (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle organisation décrit correctement un atome ?

2. Un noyau contient Z=9Z=9Z=9 protons et N=10N=10N=10 neutrons. Quel est son nombre de nucléons AAA ?

3. Deux noyaux ont le même nombre de protons, mais des nombres de neutrons différents. Quelle relation les décrit ?

4. Un atome possède 121212 protons et 121212 électrons. Pourquoi sa charge électrique totale est-elle nulle ?

5. Un échantillon représente la composition générale de l’Univers. Quels éléments y sont majoritaires, et quelle propriété caractérise l’hydrogène ?

6. Une analyse porte sur les éléments qui composent principalement la Terre. Quel groupe doit-elle mettre en évidence ?

7. Un biologiste cherche les éléments indispensables à la vie qui constituent les êtres vivants, résumés par le sigle CHON. Quel groupe doit-il retenir ?

8. Après le Big Bang, une succession d’événements conduit à la dispersion de nouveaux éléments dans l’espace. Quel enchaînement décrit cette formation ?

9. Un repère chronologique situe la formation de l’Univers par rapport au Big Bang. Quelle estimation convient ?

10. Dans une étoile, deux noyaux légers se rapprochent et forment un noyau plus lourd en libérant de l’énergie. De quelle transformation s’agit-il ?

11. Dans une étoile, des noyaux d’hydrogène de numéro atomique Z=1Z=1Z=1 fusionnent. Quel noyau se forme d’abord dans cette succession de réactions stellaires ?

12. Un neutron frappe un noyau lourd, qui se divise en deux noyaux plus légers et libère une grande quantité d’énergie. Quelle transformation a eu lieu ?

13. Une chercheuse suit un noyau instable dans un échantillon. Peut-elle déterminer à quel instant précis ce noyau se désintégrera ?

14. Un échantillon contient initialement 800800800 noyaux radioactifs. Combien en reste-t-il après une demi-vie ?

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2. Un noyau contient $Z=9$ protons et $N=10$ neutrons. Quel est son nombre de nucléons $A$ ?

4. Un atome possède $12$ protons et $12$ électrons. Pourquoi sa charge électrique totale est-elle nulle ?

11. Dans une étoile, des noyaux d’hydrogène de numéro atomique $Z=1$ fusionnent. Quel noyau se forme d’abord dans cette succession de réactions stellaires ?

14. Un échantillon contient initialement $800$ noyaux radioactifs. Combien en reste-t-il après une demi-vie ?