QCM : Matière et datation radioactive (14 questions)

Question 1

1. Un échantillon prélevé dans une météorite contient des molécules organiques. Quelle conclusion cette observation permet-elle de tirer ?

La météorite est surtout composée d’oxygène et de silicium.

De la matière organique existe aussi hors de la Terre.

La matière organique est limitée aux êtres vivants terrestres.

La météorite provient nécessairement d’un organisme vivant.

Explication

La matière organique est également présente ailleurs que sur Terre, notamment dans certaines météorites. La présence de matière organique ne prouve pas une origine vivante, et les deux autres réponses confondent sa répartition avec d’autres notions.

Answer

De la matière organique existe aussi hors de la Terre.

Question 2

2. Une analyse d’échantillon montre que deux éléments constituent la majeure partie de la croûte terrestre. Lesquels devrait-elle révéler ?

L’oxygène et le carbone.

L’oxygène et le silicium.

L’hydrogène et l’hélium.

Le silicium et l’hydrogène.

Explication

La croûte terrestre est principalement composée d’oxygène et de silicium. Le carbone est une substitution erronée, tandis que l’hydrogène et l’hélium sont cités pour leur abondance dans l’Univers.

Answer

L’oxygène et le silicium.

Question 3

3. En comparant la composition de l’Univers, une astronome constate que les atomes les plus légers sont très abondants. Quels éléments correspondent notamment à cette observation ?

L’oxygène et le silicium.

L’hydrogène et l’hélium.

Le carbone et l’oxygène.

Le silicium et le fer.

Explication

L’hydrogène et l’hélium figurent parmi les atomes les plus légers et les plus abondants dans l’Univers. L’oxygène et le silicium caractérisent plutôt la croûte terrestre, et les autres paires ne correspondent pas à cette observation.

Answer

L’hydrogène et l’hélium.

Question 4

4. Un matériau solide présente des atomes disposés selon un motif régulier et ordonné dans l’espace. Comment le classe-t-on ?

Comme un cristal.

Comme un tissu biologique.

Comme un solide amorphe.

Comme un solide stratifié.

Explication

Un cristal est un solide dont les atomes sont organisés de manière régulière et ordonnée dans l’espace. Un solide amorphe n’a pas cet ordre régulier, tandis que la stratification et l’organisation en tissu ne définissent pas un cristal.

Answer

Comme un cristal.

Question 5

5. Un hôpital souhaite utiliser un cristal dans un appareil médical produisant des ultrasons. Quel matériau convient à cette application ?

La vitamine C.

Le carbone.

Le silicium.

Le quartz.

Explication

Les cristaux de quartz sont utilisés dans certains appareils médicaux, notamment les appareils à ultrasons. Le silicium et le carbone sont des éléments pertinents dans d’autres contextes, tandis que la vitamine C est associée à la prévention du scorbut.

Answer

Le quartz.

Question 6

6. Que désigne la désintégration radioactive d’un noyau instable ?

Sa transformation spontanée en un noyau stable, sans émission de particules ni de rayonnements

Son émission spontanée de particules ou de rayonnements sans changement de noyau

Sa transformation spontanée en un autre noyau, avec émission de particules ou de rayonnements

Sa transformation provoquée en un autre noyau, sans émission de particules ni de rayonnements

Explication

La désintégration radioactive transforme spontanément un noyau instable en un autre noyau et s’accompagne d’une émission. La réaction chimique confondue n’est pas une désintégration nucléaire, l’absence d’émission omet une caractéristique, et l’absence de changement de noyau nie la transformation.

Answer

Sa transformation spontanée en un autre noyau, avec émission de particules ou de rayonnements

Question 7

7. Deux isotopes radioactifs différents sont étudiés : quelle relation peut-on prévoir entre leurs demi-vies ?

Leurs demi-vies dépendent de la quantité initiale présente dans chaque échantillon

La demi-vie du plus lourd est nécessairement plus longue que celle de l’autre

Leurs demi-vies sont identiques, car tous les isotopes radioactifs partagent une même durée

Leurs demi-vies peuvent être différentes, car chaque isotope possède la sienne

Explication

Chaque isotope radioactif possède une demi-vie qui lui est propre, donc deux isotopes peuvent avoir des demi-vies différentes. Une durée universelle confond cette propriété avec une constante commune, la masse ne détermine pas ici la relation, et la quantité initiale ne définit pas la demi-vie.

Answer

Leurs demi-vies peuvent être différentes, car chaque isotope possède la sienne

Question 8

8. Un échantillon contient au départ 24 000 noyaux radioactifs. Après une certaine durée, 12 000 se sont désintégrés : quelle durée s’est écoulée ?

Un quart de demi-vie

Deux demi-vies

Une demi-vie

Aucune demi-vie

Explication

La demi-vie est la durée nécessaire pour que la moitié des noyaux présents au départ se désintègrent : ici, 12 000 sur 24 000. Deux demi-vies correspondraient à une fraction désintégrée supérieure à la moitié, tandis qu’un quart ne correspond pas à la définition.

Answer

Une demi-vie

Question 9

9. Une équipe veut estimer l’âge d’un fragment de matière organique à partir d’un isotope radioactif. Quelle démarche convient ?

Mesurer l’isotope stable restant et utiliser sa vitesse de désintégration et sa demi-vie

Mesurer l’isotope radioactif restant et utiliser sa vitesse de désintégration connue et sa demi-vie

Mesurer l’isotope radioactif restant et déduire l’âge sans connaître sa désintégration

Mesurer la masse initiale du fragment et la convertir directement en âge

Explication

La datation radioactive repose sur la quantité d’isotope radioactif restante, interprétée à l’aide de sa vitesse de désintégration connue et de sa demi-vie. Mesurer l’isotope stable confond les isotopes, ignorer la désintégration écarte le principe de datation, et la masse initiale seule ne donne pas l’âge.

Answer

Mesurer l’isotope radioactif restant et utiliser sa vitesse de désintégration connue et sa demi-vie

Question 10

10. Lorsqu’on écrit la désintégration du carbone 14 en conservant les nombres de masse et en augmentant le numéro atomique, quelle équation faut-il retenir ?

^{14}_{6}\mathrm{C} \rightarrow {}^{14}_{5}\mathrm{B} + {}^{0}_{1}\mathrm{e}

^{14}_{7}\mathrm{N} \rightarrow {}^{14}_{6}\mathrm{C} + {}^{0}_{-1}\mathrm{e}

^{14}_{6}\mathrm{C} \rightarrow {}^{14}_{7}\mathrm{N} + {}^{1}_{0}\mathrm{n}

^{14}_{6}\mathrm{C} \rightarrow {}^{14}_{7}\mathrm{N} + {}^{0}_{-1}\mathrm{e}

Explication

Le carbone 14 se désintègre en azote 14 en émettant un électron, ce qui correspond à l’équation donnée. L’inversion des noyaux renverse la transformation, le neutron n’est pas la particule émise, et le bore avec un positron ne représente pas cette désintégration.

Answer

$$^{14}_{6}\mathrm{C} \rightarrow {}^{14}_{7}\mathrm{N} + {}^{0}_{-1}\mathrm{e}$$

Question 11

11. Un fragment de matière organique a été conservé pendant 5 730 ans. Quelle durée correspond à la demi-vie du carbone 14 ?

5 730 ans

11 460 ans

17 190 ans

1 000 ans

Explication

La demi-vie du carbone 14 est de 5 730 ans. 11 460 ans et 17 190 ans correspondent respectivement à deux et trois demi-vies, tandis que 1 000 ans ne correspond pas à la valeur du carbone 14.

Answer

Il diminue, car le carbone 14 se désintègre tandis que le carbone 12 reste stable

Answer

Elle peut prévenir la maladie et contribuer à la guérir.

Answer

Ajouter de l’alcool à 10 %.

Question 12

12. Après la mort d’un organisme, on compare son rapport C14/C12 à celui qu’il avait de son vivant. Quelle évolution observe-t-on, et pourquoi ?

Il augmente, car le carbone 14 se désintègre tandis que le carbone 12 reste stable

Il diminue, car le carbone 12 se désintègre tandis que le carbone 14 reste stable

Il diminue, car la quantité de carbone 12 augmente après la mort

Il diminue, car le carbone 14 se désintègre tandis que le carbone 12 reste stable

Explication

Après la mort, le carbone 14 se désintègre progressivement tandis que le carbone 12 reste stable, ce qui fait diminuer le rapport C14/C12. L’augmentation inverse le sens observé, la désintégration du carbone 12 échange les rôles des isotopes, et l’augmentation du carbone 12 n’est pas le mécanisme décrit.

Question 13

13. Un marin atteint d’une maladie liée à une carence en vitamine C reçoit une boisson qui lui en apporte. Quel effet cette vitamine peut-elle avoir sur le scorbut ?

Elle peut prévenir la maladie et contribuer à la guérir.

Elle peut conserver la boisson sans agir sur la maladie.

Elle peut aggraver la maladie en réduisant la vitamine C.

Elle peut provoquer la maladie en augmentant la carence.

Explication

Le scorbut est causé par une carence en vitamine C, et cette vitamine permet de le prévenir et de le guérir. L’excès de vitamine C inverse la cause, la conservation concerne l’ajout d’alcool, et l’aggravation contredit son rôle bénéfique.

Question 14

14. Pour que la boisson destinée aux marins anglais se conserve mieux, quelle mesure était ajoutée à sa préparation ?

Ajouter du jus de citron à 10 %.

Réduire l’alcool à 5 %.

Ajouter de l’alcool à 20 %.

Ajouter de l’alcool à 10 %.

Explication

L’ajout d’alcool à 10 % permettait de mieux conserver la boisson des marins. Le jus de citron apportait la vitamine C, tandis que les teneurs de 20 % et 5 % ne correspondent pas à la proportion indiquée.

QCM : Matière et datation radioactive (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un échantillon prélevé dans une météorite contient des molécules organiques. Quelle conclusion cette observation permet-elle de tirer ?

2. Une analyse d’échantillon montre que deux éléments constituent la majeure partie de la croûte terrestre. Lesquels devrait-elle révéler ?

3. En comparant la composition de l’Univers, une astronome constate que les atomes les plus légers sont très abondants. Quels éléments correspondent notamment à cette observation ?

4. Un matériau solide présente des atomes disposés selon un motif régulier et ordonné dans l’espace. Comment le classe-t-on ?

5. Un hôpital souhaite utiliser un cristal dans un appareil médical produisant des ultrasons. Quel matériau convient à cette application ?

6. Que désigne la désintégration radioactive d’un noyau instable ?

7. Deux isotopes radioactifs différents sont étudiés : quelle relation peut-on prévoir entre leurs demi-vies ?

8. Un échantillon contient au départ 24 000 noyaux radioactifs. Après une certaine durée, 12 000 se sont désintégrés : quelle durée s’est écoulée ?

9. Une équipe veut estimer l’âge d’un fragment de matière organique à partir d’un isotope radioactif. Quelle démarche convient ?

10. Lorsqu’on écrit la désintégration du carbone 14 en conservant les nombres de masse et en augmentant le numéro atomique, quelle équation faut-il retenir ?

11. Un fragment de matière organique a été conservé pendant 5 730 ans. Quelle durée correspond à la demi-vie du carbone 14 ?

12. Après la mort d’un organisme, on compare son rapport C14/C12 à celui qu’il avait de son vivant. Quelle évolution observe-t-on, et pourquoi ?

13. Un marin atteint d’une maladie liée à une carence en vitamine C reçoit une boisson qui lui en apporte. Quel effet cette vitamine peut-elle avoir sur le scorbut ?

14. Pour que la boisson destinée aux marins anglais se conserve mieux, quelle mesure était ajoutée à sa préparation ?

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