QCM : Puissances de dix et atome — 20 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle égalité représente correctement une puissance de dix positive ?

103=3×10=3010^3=3\times10=30
103=10×10×10=1 00010^3=10\times10\times10=1\,000
103=1÷10÷10÷10=0,00110^3=1\div10\div10\div10=0,001
103=10+10+10=3010^3=10+10+10=30

$$10^3=10\times10\times10=1\,000$$

Explication

Un exposant positif indique une multiplication répétée par 10, donc 10310^3 vaut 1 0001\,000. L’addition répétée et la multiplication de l’exposant par 10 ne définissent pas une puissance de dix.

2. Quelle est la valeur de 10−310^{-3} ?

1 0001\,000
−1 000-1\,000
0,0030,003
0,0010,001

$$0,001$$

Explication

Un exposant négatif indique l’inverse de la puissance positive correspondante : 10−3=1103=0,00110^{-3}=\frac{1}{10^3}=0,001. La valeur 1 0001\,000 correspond à 10310^3, sans exposant négatif.

3. Quel résultat obtient-on en calculant 104×10310^4\times10^3 ?

101210^{12}
10−110^{-1}
10710^7
10110^1

$$10^7$$

Explication

Lors d’une multiplication de puissances de dix, les exposants s’additionnent : 4+3=74+3=7. Le produit des exposants, qui donnerait 101210^{12}, correspondrait à une autre règle.

4. Quelle est la valeur de 108103\frac{10^8}{10^3} ?

102410^{24}
101110^{11}
10−510^{-5}
10510^5

$$10^5$$

Explication

Lors d’une division, les exposants se soustraient : 8−3=58-3=5, donc le quotient vaut 10510^5. L’addition des exposants s’applique à une multiplication, pas à cette division.

5. Quel préfixe correspond au facteur 10−610^{-6} ?

Milli, noté m
Micro, noté µ
Nano, noté n
Centi, noté c

Micro, noté µ

Explication

Le préfixe micro, noté µ, correspond à 10−610^{-6}. Milli correspond à 10−310^{-3}, centi à 10−210^{-2} et nano à 10−910^{-9}.

6. Une distance de 33 kilomètres correspond à quelle valeur en mètres ?

30 000 m30\,000\ \text{m}
300 m300\ \text{m}
0,003 m0,003\ \text{m}
3 000 m3\,000\ \text{m}

$$3\,000\ \text{m}$$

Explication

Le préfixe kilo signifie 10310^3, donc 3 km=3×103 m=3 000 m3\ \text{km}=3\times10^3\ \text{m}=3\,000\ \text{m}. Une conversion en mètres multiplie par 1 0001\,000 plutôt que par 100100 ou par une fraction de cette valeur.

7. Laquelle de ces écritures respecte la notation scientifique d’un nombre ?

637×101637\times10^1
0,637×1040,637\times10^4
6,37×1036,37\times10^3
63,7×10263,7\times10^2

$$6,37\times10^3$$

Explication

En notation scientifique, le coefficient doit être compris entre 1 et 10 ; 6,37×1036,37\times10^3 respecte cette condition. Les autres écritures ont un coefficient inférieur à 1 ou supérieur à 10.

8. Quel est l’ordre de grandeur de 7,2×1047,2\times10^4 ?

10410^4
10310^3
7,2×1047,2\times10^4
10510^5

$$10^5$$

Explication

Comme le coefficient 7,27,2 est supérieur à 5, l’ordre de grandeur est 104+1=10510^{4+1}=10^5. La valeur 10410^4 convient lorsque le coefficient est inférieur à 5.

9. Pour convertir une masse exprimée en kilogrammes vers les grammes, quelle opération faut-il effectuer ?

Multiplier par 10310^3
Multiplier par 10−310^{-3}
Diviser par 10310^3
Ajouter 10310^3 à la valeur

Multiplier par $$10^3$$

Explication

Le préfixe « kilo » correspond au facteur 10310^3, donc le passage vers le gramme s’effectue par multiplication. La division par 10310^3 réalise la conversion inverse, des grammes vers les kilogrammes.

10. Quelle relation permet de convertir correctement une longueur exprimée en mètres en une longueur exprimée en kilomètres ?

Diviser par 10210^2
Multiplier par 10310^3
Multiplier par 10−210^{-2}
Diviser par 10310^3

Diviser par $$10^3$$

Explication

Le kilomètre est une unité mille fois plus grande que le mètre, donc la valeur numérique est divisée par 10310^3. Multiplier par 10310^3 correspondrait au passage des kilomètres vers les mètres.

11. Pourquoi le facteur de conversion est-il élevé au cube lors du passage entre unités de volume ?

Parce que les volumes se mesurent en litres
Parce qu’un volume comporte deux dimensions
Parce qu’un volume comporte trois dimensions
Parce que les volumes sont liés à la masse

Parce qu’un volume comporte trois dimensions

Explication

Un volume dépend de trois longueurs, ce qui transforme un facteur linéaire en facteur élevé au cube. Le carré s’applique aux surfaces, qui ne possèdent que deux dimensions.

12. Quelle description caractérise correctement un atome électriquement neutre ?

Un noyau neutre entouré d’électrons négatifs
Un noyau positif entouré d’électrons négatifs
Un noyau négatif entouré d’électrons positifs
Un noyau positif dépourvu de cortège électronique

Un noyau positif entouré d’électrons négatifs

Explication

Un atome neutre comprend un noyau chargé positivement et un cortège d’électrons chargés négativement, dont les charges se compensent. Un noyau neutre ne correspond pas à la structure générale de l’atome.

13. Quelle association entre particule et charge électrique est correcte ?

Proton : +e+e, neutron : −e-e, électron : nulle
Proton : −e-e, neutron : +e+e, électron : nulle
Proton : +e+e, neutron : nulle, électron : −e-e
Proton : nulle, neutron : −e-e, électron : +e+e

Proton : $$+e$$, neutron : nulle, électron : $$-e$$

Explication

Le proton porte la charge positive élémentaire, le neutron est neutre et l’électron porte la charge négative élémentaire. Inverser les charges du proton et de l’électron constitue la confusion principale.

14. Que représente le noyau dans la structure d’un atome ?

L’ensemble des électrons portant une charge négative
La région externe contenant les électrons et les neutrons
Une zone vide entourant le cortège électronique
La région centrale contenant les protons et les neutrons

La région centrale contenant les protons et les neutrons

Explication

Le noyau est la partie centrale de l’atome et contient les nucléons, c’est-à-dire les protons et les neutrons. Les électrons appartiennent au cortège électronique situé autour du noyau.

15. Dans l’écriture conventionnelle ZAX^A_ZX, que représentent respectivement AA et ZZ ?

AA est le nombre d’électrons et ZZ le symbole de l’élément
AA est le nombre de nucléons et ZZ le nombre de protons
AA est le nombre de protons et ZZ le nombre de nucléons
AA est la charge du noyau et ZZ la masse d’un nucléon

$$A$$ est le nombre de nucléons et $$Z$$ le nombre de protons

Explication

Le nombre de masse AA compte tous les nucléons, tandis que le numéro atomique ZZ compte les protons. Le symbole de l’élément est représenté par XX, et non par ZZ.

16. Quelle expression donne une approximation de la masse d’un atome comportant AA nucléons ?

matome≈mnucleˊonAm_{atome}\approx \frac{m_{nucléon}}{A}
matome≈A×mnucleˊonm_{atome}\approx A\times m_{nucléon}
matome≈A+mnucleˊonm_{atome}\approx A+m_{nucléon}
matome≈Z×meˊlectronm_{atome}\approx Z\times m_{électron}

$$m_{atome}\approx A\times m_{nucléon}$$

Explication

La masse de l’atome est approximativement la somme des masses de ses nucléons, soit A×mnucleˊonA\times m_{nucléon}. La masse des électrons est négligeable devant celle des nucléons dans cette approximation.

17. Quel ordre de grandeur caractérise le rayon d’un atome, tandis que celui de son noyau est proche de 10−15 m10^{-15}\,m ?

10−5 m10^{-5}\,m
10−15 m10^{-15}\,m
10−20 m10^{-20}\,m
10−10 m10^{-10}\,m

$$10^{-10}\,m$$

Explication

Le rayon atomique est de l’ordre de 10−10 m10^{-10}\,m, bien supérieur à celui du noyau. La valeur 10−15 m10^{-15}\,m correspond au rayon du noyau et non à celui de l’atome.

18. Comment se forme un ion monoatomique à partir d’un atome ?

Par changement du nombre de nucléons
Par assemblage de plusieurs noyaux
Par modification du nombre de protons
Par perte ou gain d’électrons

Par perte ou gain d’électrons

Explication

Un ion monoatomique provient d’un atome qui a perdu ou gagné des électrons, ce qui modifie sa charge électrique. Une variation du nombre de protons changerait l’élément chimique considéré.

19. Quelle association décrit correctement la formation d’un cation et d’un anion ?

Un cation résulte d’un gain d’électrons et un anion d’une perte d’électrons
Un cation résulte d’une perte d’électrons et un anion d’un gain d’électrons
Un cation et un anion résultent tous deux d’une perte d’électrons
Un cation et un anion résultent tous deux d’un gain d’électrons

Un cation résulte d’une perte d’électrons et un anion d’un gain d’électrons

Explication

La perte d’électrons rend l’ion positif, formant un cation, tandis que le gain d’électrons le rend négatif, formant un anion. Inverser ces mécanismes conduit donc à attribuer une charge incorrecte à chaque ion.

20. Pourquoi un composé ionique est-il électriquement neutre malgré la présence d’ions chargés ?

Parce que les noyaux des ions deviennent électriquement neutres
Parce que les électrons des anions disparaissent dans le composé
Parce que les cations perdent leur charge au contact des anions
Parce que les charges des cations et des anions se compensent

Parce que les charges des cations et des anions se compensent

Explication

Dans un composé ionique, les quantités de charges positives et négatives s’équilibrent, donnant une charge totale nulle. Chaque ion conserve cependant sa charge propre, contrairement à l’idée que les ions deviendraient neutres.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 46 flashcards sur Puissances de dix et atome.

Que représente une puissance de dix positive ?

Une multiplication répétée par 10.

Quelle est la formule d'une puissance de dix négative ?

10−n=110n10^{-n}=\frac{1}{10^n}

Que vaut toute puissance de dix d’exposant zéro ?

100=110^0=1

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