QCM : Matière et datation radioactive (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Laquelle de ces descriptions des isotopes du carbone est exacte ?

Le carbone possède les isotopes ¹²C, ¹³C et ¹⁴C, et les trois sont radioactifs.
Le carbone possède les isotopes ¹²C, ¹³C et ¹⁴C, et seul ¹⁴C est radioactif.
Le carbone possède les isotopes ¹²C, ¹³C et ¹⁴C, et seuls ¹³C et ¹⁴C sont radioactifs.
Le carbone possède les isotopes ¹²C, ¹³C et ¹⁴C, et seul ¹²C est radioactif.

Le carbone possède les isotopes ¹²C, ¹³C et ¹⁴C, et seul ¹⁴C est radioactif.

Explication

Le carbone compte trois isotopes, ¹²C, ¹³C et ¹⁴C, parmi lesquels seul ¹⁴C est radioactif. ¹³C est bien un isotope du carbone, mais il n’est pas radioactif.

2. Quelles caractéristiques permettent de définir la matière ?

Elle possède un volume et est constituée d’atomes, mais n’a pas de masse mesurable.
Elle possède une réalité tangible et une masse, mais pas de volume, et est constituée de molécules.
Elle possède une réalité tangible, une masse et un volume, et est constituée d’atomes.
Elle est constituée d’atomes et possède une masse, mais n’a pas de réalité tangible.

Elle possède une réalité tangible, une masse et un volume, et est constituée d’atomes.

Explication

La matière désigne tout ce qui nous entoure et possède une réalité tangible, une masse et un volume ; elle est constituée d’atomes. L’idée qu’elle puisse ne pas avoir de volume ne correspond pas à cette définition.

3. Quels couples isotopiques sont employés pour dater des échantillons très anciens, notamment des roches ?

Potassium/argon, carbone 14 et thorium/néon
Carbone 14, potassium/argon et hélium/lithium
Potassium/argon, rubidium/strontium et uranium/plomb
Carbone 14, rubidium/strontium et oxygène/hydrogène

Potassium/argon, rubidium/strontium et uranium/plomb

Explication

Les couples potassium/argon, rubidium/strontium et uranium/plomb servent à dater des échantillons anciens comme les roches. Le carbone 14 concerne plutôt des événements datant de moins de 50 000 ans.

4. Pour estimer l’âge d’une roche contenant des isotopes radioactifs, quelle donnée est essentielle à la radiochronologie ?

La masse totale de la roche et la densité de ses minéraux.
La décroissance des isotopes radioactifs et leurs demi-vies.
La température actuelle de la roche et sa profondeur d’enfouissement.
La proportion de minéraux visibles et leur taille moyenne.

La décroissance des isotopes radioactifs et leurs demi-vies.

Explication

La radiochronologie exploite la décroissance des isotopes radioactifs et leurs demi-vies pour dater la matière. La masse et la densité de la roche ne remplacent pas ces informations radiométriques.

5. Sur quel principe repose la radiochronologie pour dater une roche ou un fossile ?

Elle s’appuie sur les changements de température enregistrés par la matière au fil du temps.
Elle s’appuie sur la quantité totale d’atomes stables et leur répartition dans la matière.
Elle s’appuie sur la vitesse de formation des couches minérales autour du fossile ou de la roche.
Elle s’appuie sur la décroissance et les demi-vies des isotopes radioactifs présents dans la matière.

Elle s’appuie sur la décroissance et les demi-vies des isotopes radioactifs présents dans la matière.

Explication

La radiochronologie date une matière en exploitant la décroissance et les demi-vies de ses isotopes radioactifs. La seule quantité d’atomes stables ne constitue pas le principe de cette méthode.

6. Quels éléments sont majoritaires dans la matière vivante ?

Le silicium, le calcium et le fer.
L’oxygène, le silicium et l’aluminium.
Le carbone, le calcium et l’aluminium.
L’oxygène, le carbone et l’hydrogène.

L’oxygène, le carbone et l’hydrogène.

Explication

La matière vivante est principalement constituée d’oxygène, de carbone et d’hydrogène. Le silicium et l’aluminium sont plutôt caractéristiques de la matière minérale.

7. Deux noyaux sont des isotopes d’un même élément lorsqu’ils ont…

le même nombre de protons et des nombres de neutrons différents.
des nombres différents de protons et de neutrons.
le même nombre de neutrons et des nombres de protons différents.
le même nombre de protons et le même nombre de neutrons.

le même nombre de protons et des nombres de neutrons différents.

Explication

Des isotopes d’un même élément ont le même nombre de protons, mais diffèrent par leur nombre de neutrons. Des noyaux ayant le même nombre de neutrons mais des nombres de protons différents ne sont donc pas des isotopes l’un de l’autre.

8. Quelle composition caractérise principalement la matière minérale ?

Elle est notamment riche en silicium, carbone, azote, fer et phosphore.
Elle est notamment riche en carbone, hydrogène, calcium, sodium et potassium.
Elle est notamment riche en oxygène, carbone, hydrogène, azote et phosphore.
Elle est notamment riche en oxygène, silicium, aluminium, calcium et fer.

Elle est notamment riche en oxygène, silicium, aluminium, calcium et fer.

Explication

Les éléments majoritaires de la matière minérale comprennent l’oxygène, le silicium, l’aluminium, le calcium et le fer. La richesse en carbone et en hydrogène caractérise plutôt la matière vivante.

9. Que se passe-t-il pour le carbone 14 d’un organisme après sa mort ?

Son assimilation se poursuit, les échanges de matière s’arrêtent et le ¹⁴C décroît en azote 14.
Son assimilation cesse, les échanges de matière s’arrêtent et le ¹⁴C décroît en azote 14.
Son assimilation cesse, les échanges de matière se poursuivent et le ¹⁴C décroît en oxygène 14.
Son assimilation cesse, les échanges de matière s’arrêtent et le ¹⁴C se transforme en carbone 12.

Son assimilation cesse, les échanges de matière s’arrêtent et le ¹⁴C décroît en azote 14.

Explication

Après la mort, l’organisme cesse d’assimiler du carbone, ses échanges de matière s’arrêtent et le ¹⁴C restant décroît en azote 14. L’assimilation du ¹⁴C par les organismes vivants ne se poursuit donc pas après la mort.

10. Une roche correspond à un événement estimé entre 1 et 300 Ma : quel couple isotopique convient à cette plage de datation ?

Le couple potassium/argon, dont la demi-vie est de 1,31 Ga
Le couple uranium/plomb, dont la demi-vie est de 4,47 Ga
Le carbone 14, dont la demi-vie permet de dater plusieurs milliards d’années
Le couple rubidium/strontium, dont la demi-vie est de 48,8 Ga

Le couple potassium/argon, dont la demi-vie est de 1,31 Ga

Explication

Le potassium/argon sert à dater des événements de 1 à 300 Ma et possède une demi-vie de 1,31 Ga. Le rubidium/strontium a une demi-vie plus longue et sert à dater des événements de plus de 100 Ma.

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Qu’est-ce que la matière ?

Tout ce qui nous entoure et possède une réalité tangible, une masse et un volume.

De quoi la matière est-elle constituée ?

D’atomes.

Quels éléments sont majoritaires dans la matière minérale ?

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

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