XiV. Évaluation sommative

Questions à choix multiples

1. Parmi les choix suivants, lequel peut émettre des photoélectrons des plus hautes énergies sous des conditions optimales d’irradiation ?

(a) le rayonnement ultraviolet (b) le rayonnement infrarouge

(c) la lumière monochromatique jaune (d) le rayonnement gamma

2. Soit une particule qui se déplace à une vitesse proche de celle de la lumière. Pour réduire de moitié son énergie d’équivalence d’Einstein, la vitesse de la particule doit être réduite...

(a) jusqu’à ½ de sa valeur originale (b) jusqu’à ¼ de sa valeur originale

(c) jusqu’à

1 2

de sa valeur originale

(d) jusqu’à ce que sa masse relative soit réduite de moitié 3. L’antimatière consiste en des atomes qui contiennent...

(a) des protons, des neutrons et des électrons (b) des protons, des neutrons et des positrons (c) des antiprotons, des antineutrons et des positrons (d) des antiprotons, des antineutrons et des électrons 4. Un rayon gamma à haute énergie peut se matérialiser en...

(a) un méson

(b) un électron et un proton (c) un proton et un neutron (d) un électron et un positron

5. Les rayons alpha peuvent être détectés grâce à des traces de brouillard faites dans...

(a) un compteur à scintillation

(b) un tube compteur de Geiger-Müller (c) une chambre à nuages de Wilson (d) un réacteur nucléaire

6. Quelle sorte de rayons sera habituellement produite par le bombardement d’une cible métallique par des rayons cathodiques ?

(a) les rayons alpha (b) les rayons cosmiques (c) les rayons gamma

(d) les rayons X

7. Parmi les choix suivants, lequel est le plus en relation avec la chaleur rayonnante ?

(a) les rayons X

(b) la lumière infrarouge (c) la lumière ultraviolette (d) la lumière jaune

8. Quel principe énonce notre incapacité à mesurer à la fois le moment cinétique et la position en même temps avec une précision illimitée ?

(a) le principe des moindres carrés (b) le principe d’incertitude

(c) le principe d’exclusion de Pauli

(d) le principe de conservation du moment cinétique

9. Si ²¹⁰₈₄

Po

émet une particule bêta (électron) le numéro atomique du noyau qui en résulte sera de...

(a) 82 (b) 83 (c) 84 (d) 85

10. Un des choix suivants ne peut pas être accéléré dans un cyclotron. Identifiez-le.

(a) deutéron (b) neutron (c) électron (d) triton

11. L’énergie d’un électron dans une orbite stationnaire de l’atome d’hydrogène est...

(a) positive (b) négative (c) nulle

12. Quelle source parmi les suivantes donne un spectre d’émission à caractère discret ? (a) une chandelle

(b) une lampe à vapeur de mercure (c) le soleil

(d) une ampoule à incandescence

13. Dans la figure suivante, les niveaux d’énergie des atomes d’hydrogène sont

illustrés ainsi que certaines transitions qui ont été notées A, B, C, D et E. 0ev -0.544ev -0.850ev -1.500ev -3.400ev -13.600ev A B C D E

Les transitions A, B et C représentent respectivement...

(a) les séries de la limite de Lyman, le troisième membre de la série de Balmer et le second membre de la série de Paschen

(b) Les séries de la limite de Lyman, le second membre de la série de Balmer et le second membre de la série de Paschen

(c) Le potentiel d’ionisation de l’hydrogène, le second membre de la série de Balmer et le troisième membre de la série de Paschen

(d) Le premier membre de la série de Lyman, le troisième membre de la série de Balmer et le second membre de la série de Paschen

14. En vous référant au diagramme de niveaux d’énergie présenté à la question ci-dessus, D et E correspondent respectivement à...

(a) La raie d’émission de la série de Lyman et l’absorption à une longueur d’onde plus haute que celle de la série de Paschen.

(b) La raie d’émission de la série de Balmer et l’émission d’une longueur d’onde plus longue que celle des séries de la limite de Lyman.

(c) La raie d’absorption de la série de Balmer et une émission à une longueur d’onde plus courte que celle des séries de la limite de Lyman.

(d) La raie d’absorption de la série de Balmer et le potentiel d’ionisation de l’hy-drogène.

15. Quel énoncé parmi les suivants est vrai en ce qui concerne à la fois les rayons

X et les rayons

α

?

(a) Ils provoquent l’ionisation de l’air lorsqu’ils passent à travers celui-ci.

(b) Ils peuvent être défléchis dans des champs électrique et magnétique.

(c) Ils peuvent être utilisés pour détecter les défauts dans les revêtements métal

-liques.

(d) Ils voyagent à la vitesse de la lumière.

16. Le taux de désintégration d’un échantillon de radionucléides donné est de

10

¹⁷

atomes/s et la période radioactive de cet échantillon est de 1445 années. Le nombre d’atomes qu’il contient est de...

(a) 1,44 x 1017

(b) 1,4 x 1017 (c) 6,57 x 1027

(d) aucune de ces réponses.

17. Dans un réacteur surgénérateur, le carburant utile obtenu à partir de ²³⁸

U

est... (a) 239

Pu

(b) 235

U

(c) 235

Th

(d) ²³³

Ac

18. La relation entre la vie moyenne �et la constante de désintégration �d’un noyau radioactif est...

(a) τ =C /λ

(b) /τ λ =1 (c) _{τ =}0693 /_λ (d) τλ =1

19. Le nombre de masse d’un élément est de 232 et son numéro atomique est de 90. Le produit terminal de cet élément radioactif est un isotope de plomb (de nombre de masse de 208 et de numéro atomique de 82). Le nombre de particules alpha et bêta qui sont émises est de...

(a) _{α =} 4 and =6_β (b) _{α =}6 and =0_β (c) α =6 and =4β

20. Les rayons _g consistent en... (a) des ondes électromagnétiques. (b) des électrons rapides.

(c) des noyaux d’hélium.

(d) des atomes gazeux ionisés séparément.

21. L’émission de rayons _β dans une désintégration radioactive résulte en un élément

fils qui montre un...

(a) changement dans la charge, mais pas dans la masse. (b) changement dans la masse, mais pas dans la charge. (c) un changement à la fois dans la masse et dans la charge. (d) pas de changement de charge ni de changement de masse.

22. Dans la réaction représentée par

4 4 4 2 2 1 A A A A Z

X

Z−

Y

Z−

Y

Z−

K

− − −

→ → →

_{, l’ordre dans}

lequel les désintégrations se produisent est... (a) , ,α g β

(b) , ,_{g α β} (c) β g α, , (d) , ,α β g

23. La principale source de l’énergie solaire est... (a) la combustion

(b) la contraction gravitationnelle (c) la fusion nucléaire

(d) la fission nucléaire

24. Après 60 secondes, la radioactivité d’un élément ne vaut plus que 1/64e de sa valeur originale. La valeur de la période radioactive est de...

(a) 30 s (b) 15 s (c) 10 s (d) 5 s

25. Lorsque l’isotope radioactif 238

Ra

88 se désintègre en séries par l’émission de trois particules alpha et d’une particuleβ , l’isotope qui est finalement formé est...

(a) 220

Ra

84 (b) 215

Ra

88 (c) 272

Ra

86 (d) 226

Ra

83

26. La période radioactive du plomb est de... (a) 1 590 années

(b) 1 590 jours (c) infinie

(d) zéro

27. La période d’un échantillon radioactif dépend de... (a) la nature de la substance.

(b) la pression. (c) la température.

(d) toutes ces réponses sont bonnes.

28. Un positron est émis par un noyau radioactif de numéro atomique 90. Le noyau produit aura un numéro atomique de...

(a) 90 (b) 91 (c) 89 (d) 88

29. Qu’est-ce qu’un curie ?

(a) une mesure du champ électrique (b) une mesure du magnétisme (c) une mesure de la température (d) une mesure de la radioactivité

30. Quel choix parmi les suivants n’est pas un mode de désintégration radioactive ? (a) la désintégration alpha

(b) la fusion

(c) la capture d’électron (d) l’émission de positron

31. Les particules qui peuvent être ajoutées au noyau d’un atome sans en changer les propriétés chimiques sont appelées...

(a) particules alpha. (b) protons.

(c) électrons. (d) neutrons.

32. Quelle est la masse d’un curie de 234

U

λ =8,8×10−14s (a)

3.7 10×

10

g

(b)

2.348 10×

23

g

(c) 20 jours (d) 3.8 20× jours

33. La période du radon radioactif est de 3,8 jours. Le temps au bout duquel 1/20e

de l’échantillon de radon demeurera non désintégré si log₁₀ e = 0,4343 est d’en-viron...

(a) 1,6 jour (b) 16,4 jours (c) 20 jours (d) 3.8 20× jours

34. Le taux de désintégration radioactive d’un élément est de

10

3désintégrations/s après un certain temps. Si la période radioactive de l’élément est de 1 seconde, les taux de désintégration après une seconde et après 3 secondes seront respec-tivement de :

(a) 100 ; 10

(b)

10

³ ;

10

³

(c) 125 ; 500

(d) 500 ; 125

35. Une source radioactive fraîchement préparée a une période radioactive de deux heures. Cette source émet des rayonnements à une intensité qui est 64 fois plus élevée que la dose sécuritaire admissible. Le temps minimal d’après lequel il sera possible de travailler d’une façon sécuritaire avec la source radioactive est de :

(a) 128 heures (b) 24 heures (c) 12 heures (d) 6 heures

36. L’équation A A1 ⁰1

Z

X→

Z₊

Y+

₋

e+υ

_{représente...}

(a) une fission

(b) une fusion

(c) une désintégration _β (d) une désintégration _g

37. Pendant une désintégration β négative... (a) un électron atomique est éjecté.

(b) un électron, qui était déjà présent à l’intérieur du noyau, est éjecté. (c) un neutron dans le noyau se désintègre en émettant un électron.

(d) une partie de l’énergie de liaison du noyau est convertie en un électron.

38. Lorsque 9

Be

4 est bombardé avec une particule

�

, un des produits des trans-mutations nucléaires est 12C

6 . L’autre est : (a) 1

n

0 (b) 2

H

1 (c) 1

H

1 (d) 0e 1 −

39. Dans une réaction nucléaire donnée ainsi He N bX H

q 1 1 14 7 4 2 + → + , le noyau X est : (a) de l’oxygène de masse 16 (b) de l’oxygène de masse 17 (c) de l’azote de masse 16 (d) de l’azote de masse 17

40. L’énergie libérée par la fission d’un noyau de 235U

92 est d’environ... (a) 200 MeV

(b) 200 keV (c) 200 eV (d) 20 eV

41. Si 10 % de la matière radioactive se désintègre en 5 jours, quel sera le pourcen-tage de la quantité de matière originale qui restera après 20 jours ?

(a) 55,6% (b) 65,6% (c) 75,6% (d) 85,6%

42. Dans le processus nucléaire 11 ,

5 11 6C→ B + + + X β X représente un (a) photon (b) neutrino (c) antineutrino (d) neutron

43. Si les noyaux de X et de Y sont fusionnés pour former un noyau de masse M et

que de l’énergie est libérée, alors :

(a) X-Y=M (b) X+Y>M (c) X+Y<M (d) X+Y=M 44. Les noyaux 13 6

C

et 14

7

N

peuvent être décrits comme étant des... (a) isotones

(b) isotopes de carbone (c) isobares

(d) isotopes d’azote

45. Si M représente la masse atomique et que A est le nombre de masse, alors (M-A)/A est nommé...

(a) le coefficient de tassement

(b) le défaut de masse (c) l’énergie de Fermi (d) l’énergie de liaison

46. Lorsque le nombre de nucléons dans le noyau augmente, l’énergie de liaison par nucléon...

(a) augmente en premier, puis diminue ensuite avec l’augmentation du nombre de masse

(b) demeure constante tout comme le nombre de masse (c) diminue continuellement tout comme le nombre de masse (d) augmente continuellement tout comme le nombre de masse

47. L’énergie moyenne de liaison d’un noyau est de... (a) 8 BeV

(b) 8 MeV (c) 8 keV (d) 8 eV

48. Le défaut de masse pour un noyau d’hélium est de 0,0303 u.m.a. En MeV, quelle est l’énergie de liaison par nucléon pour l’hélium ?

(a) 27 (b) 7 (c) 4 (d) d.1

49. Dans les noyaux stables, le nombre de neutrons (N) est lié au nombre de protons Z dans un atome neutre en général comme ceci :

(a) N ≥Z

(b) N=Z (c) N<Z (d) N>Z

50. La fission d’un noyau est obtenue en le bombardant avec...

(a) des électrons (b) des protons (c) des neutrons

(d) des rayons X

51. L’isotope d’uranium le plus facilement fissionnable a une masse atomique

de... (a) 238 (b) 236 (c) 235 (d) 234 52. L’équation

4( )H

4

H

_e

2e 26MeV

2 1 1 ₊

→

++

+

+

+

représente :

(a) une fission

(b) une fusion

(c) une désintégration g

53. À partir des équations suivantes, relevez les réactions de fusion nucléaire pos-sibles. (a)

C H

14

C 4,3MeV

6 1 1 13 6

+ → +

b)

C H

13

N 2MeV

7 1 1 12 6

+ → +

(c)

N H

15

O 7.3MeV

8 1 1 14 7

+ → ++

(d) 235 1 140 94 1 92

U+ n

0

→

54

Xe+ Sr+2( n)

38 0

_200MeV

+ +λ

54. Considérez une réaction nucléaire ²⁰⁰

X→

¹¹⁰

A+

⁹⁰

B+Energie

. Si l’énergie de

liaison par nucléon pour X, A et B est respectivement de 7,4 MeV; 8,2 MeV et

8,2 MeV, quelle est la quantité d’énergie libérée ? (a) 90 MeV

(b) 110 MeV (c) 160 MeV (d) 200 MeV

55. Qu’est-ce qui peut facilement subir une réaction de fission par l’action des neu

-trons lents ? (a) 235U,239Pu (b) 239

P,

234

Th

(c) 238U,232Rn (d)

U

206

Pb

82 238 92

→

56. Une substance radioactive a une période de 60 minutes. Pendant 3 heures, la fraction des atomes qui se seront désintégrés sera de...

(a) 12,5 % (b) 87,5 % (c) 8,5 % (d) 25,1 %

57. L’élément utilisé pour la datation au carbone radioactif pour plus de 5 600 ans est... (a) 14C (b) 234

U

(c) 238

U

(d) 94Po

58. Après deux heures, un seizième de la quantité de départ d’un certain isotope demeure non désintégré. La période radioactive de l’isotope est de...

(a) 15 minutes (b) 30 minutes (c) 45 minutes (d) une heure

59. Si un noyau se sépare en deux parties nucléaires et que ces parties ont leur rap-port de vitesse égal à 2:1, quel sera le raprap-port de leur grandeur nucléaire (rayon nucléaire)?

(a)

2 :1

1/ 3 (b)

2 :1

^{1/ 3}

(c)

3 :1

^{1/ 3}

(d)

1: 3

1/ 2

60. Voici une réaction radioactive :

U

206

Pb

82 238 92

→

λ. Combien de particules α et β sont émises? (a) 10

α

; 6_β (b) 4 protons; 8 neutrons (c) 6 électrons; 8 protons (d) 6 β et 8α

61. Quelle réaction parmi les suivantes est une fusion ?

(a)

H H

4

He

2 2 1 2 1

+ →

(b) n N C 1H 1 14 6 14 7 1 0 + → + (c)

n+ U→

239

Np+β +

−

g

93 236 92 1 0 (d)

H→

3

He+β +

−

g

2 3 1

62. Quelle affirmation parmi les suivantes est vraie ? (a)192Pt 78 a 78 neutrons (b)

Po→

210

Pb+β

− 82 214 84 (c) 238 234 4 92

U_→

90

Th+ He

2 (d)

Tj Pa

4

He

2 234 91 234 90

→ +

63. L’énergie de liaison du deutéron 2

H

1 est de 1,112 MeV par nucléon. Une par-ticule alpha 4

H

2 a une énergie de liaison de 7,074 MeV par nucléon. Alors, dans la réaction 2

H

1 + 2

H

1 4He

2

→ + Q la quantité

Q

d’énergie libérée est de...

(a) 1 MeV (b) 11,9 MeV (c) 23,8 MeV (d) 931 MeV

64. La période radioactive du radium est de 1 620 années et son poids atomique est de 226 kg/kilomole. Le nombre d’atomes qui vont se désintégrer dans un échantillon de 1 g de radium sera de...

(a) 3.61 10× 10

(b) 3.61 10_× 12

(c) 3.11 10× 15

(d) 15

31.1 10×

(e) (Le nombre d’Avogadro N =6.02 10× 26atomes / kilomole)s

65. Un noyau père m

P

n se désintègre en un noyau fils D par l’émission de

α

dans

la direction suivante

4

0

C

. L’indice et l’exposant du noyau fils D devrait être

écrit de la façon suivante...

(a) m

P

n (b) m

P

n 4 + (c) m P n 4 − (d) m D n 4 2 − −

66. Soit

m

_neutron

₌1.0087,m

_proton

₌1.0073,m

_�

₌4.0015

(en unités u.m.a., 1 u.m.a. =931 MeV). L’énergie de liaison du noyau d’hélium est de...

(a) 28,4 MeV (b) 20,8 MeV (c) 27,3 MeV (d) 14,2 MeV

67. Un élément radioactif de 16 g est transporté de Bombay à Delhi en 2 heures. On a constaté que 1 g de l’élément restait (donc non désintégré). La période radioactive de l’élément est de...

(a) 2 heures (b) 1 heure (c) 1/2 heure (d) ¼ heure

68. Le rayonnement des rayons

I

₀ peut être utilisé pour créer une paire électron-positron. Dans ce processus de production de paires, l’énergie des rayons � ne peut pas être inférieure à...

(a) 5,0 MeV (b) 4,02 MeV (c) 15,0 MeV (d) 1,02 MeV

69. La période radioactive de Po est de 140 jours. Si 16 g de Po sont présents, alors combien de temps faudra-t-il pour que 1 g de Po soit présent ?

(a) 10 jours (b) 280 jours (c) 560 jours (d) 840 jours

70. Un échantillon radioactif a une période de 5 jours. Pour désintégrer les 8 micro-curies de départ en 1 microcurie, le nombre de jours requis sera de...

(a) 40 (b) 25 (c) 15 (d) 10

71. L’activité d’un échantillon radioactif diminue jusqu’au tiers de son intensité originale

I

₀ pendant une période de 9 ans. Après 9 années supplémentaires, son activité sera...

(a) la même activité (b)

I

₀/6

(c)

I

₀/4 (d)

I

₀/9

72. Le radon 220 se désintégrera éventuellement en bismuth 212comme ceci :

He Po Rn 4 2 216 84 220 86 → + ; temps de demi-vie = 55s He Pb Po 4 2 212 82 216 84 → + ; temps de demi-vie =0,16 s e Bi Pb 0 1 212 83 212

82 → +− ; temps de demi-vie = 10,6 heures

Si on laisse une masse donnée de radon 220 se désintégrer dans un certain contenant, après cinq minutes, l’élément représentant la masse la plus grande de cet échantillon sera du :

(a) radon (b) polonium (c) plomb (d) bismuth

73. Qu’est-ce que de l’eau lourde ?

(a) de l’eau dans laquelle le savon ne produit pas de mousse (b) un composé d’oxygène lourd et d’hydrogène

(c) un composé de deutérium et d’oxygène (d) de l’eau à

4

⁰

C

74. La masse critique d’une réaction nucléaire est :

(a) la masse initiale pour commencer une fission nucléaire.

(b) la masse minimale pour une réaction en chaîne.

(c) la grosseur d’un cœur de réacteur.

75. La période radioactive pour la désintégration du carbone 14 est d’environ 5 800 ans. Dans un échantillon d’os, on constate que la proportion entre le carbone 14 et le carbone-12 représente ¼ de celle que l’on retrouve à l’air libre. Cet os appartient probablement à une époque datant de x siècles, où la valeur de x est la plus proche de :

(a) 58 (b) 58/2 (c) 3 58×

(d) 2 58_×

76. Un échantillon radioactif contient

5

⁰ atomes et a une période radioactive d’un an. Alors, le temps requis pour que tous les atomes se désintègrent est...

(a)

10

⁶ années (b) une année (c) 10 années (d) ∞

77. Un réacteur rapide n’utilise pas de... (a) refroidissant

(b) système de commande (c) modérateur

(d) niveau nucléaire

78. Lorsque235U

92 subit la fission, 0,1 % de sa masse original se change en énergie.

Combien d’énergie est dégagée si 1 kg de235U

92 subit la fission ? (a) 9 10× 10J (b) 9 10× 11J (c) 9 10× 12J (d) 13 9 10× J

79. La période radioactive de l’isotope 24Ha

11 est de 15 heures. Combien de temps faut-il pour que 7/8e de l’échantillon de cet isotope se désintègre ?

(a) 75 heures (b) 65 heures (c) 55 heures (d) 45 heures

80. La fission de 235

U

permet d’obtenir 200 MeV d’énergie. Un réacteur qui génère une puissance de 100 kW...

(a) 1 000 (b) 2 10 _× 8 (c) 931

(d)

X

₁

to that of X

₂

81. N atomes d’un élément radioactif émettent n particules alpha par seconde. La période radioactive de l’élément est donc de...

(a) n/N sec (b) N/n sec (c)

0.693

sec

N

n

(d)

0.693

sec

n

N

82. Les combinaisons des émissions radioactives ne changeront pas le nombre de masse du noyau radioactif dans...

(a) les désintégrations alpha et bêta. (b) les désintégrations alpha et gamma. (c) les désintégrations alpha, bêta et gamma. (d) les désintégrations bêta et gamma.

83. Les neutrons thermiques sont incidents sur un échantillon d’uranium qui contient à la fois 235U

92 et ₉₂

U

²³⁵. Alors, ...

(a) les deux isotopes vont subir la fission.

(b) aucun des isotopes ne va subir la fission.

(c) seulement ₉₂²³⁵

U

va subir la fission.

84. Si ²⁷

Al

est bombardé avec un neutron, il produit du ²⁸

Al

ainsi qu’un proton. Quelle sera la valeur de Q pour cette réaction ? La masse donnée de ²⁷

Al

=27,98154 uma. (a) 6.79 10−3MeV × (b) 3,16 MeV (c) 6,32 MeV (d) 6,32 eV

85. L’activité d’un échantillon radioactif est mesurée comme étant 9 750 coups par

minute à t=0 et à 975 coups par minutes à t=5 minutes ; à t=0 à 975 coups par

minute. La constante de désintégration par minute est d’environ ... (a) 0,230

(b) 0,461 (c) 0,691 (d) 0,922

86. Les périodes de deux substances radioactives A et B sont respectivement de 20 minutes et de 40 minutes. Au départ, les échantillons de A et de B ont un nombre égal de noyaux. Après 80 minutes, la proportion du nombre de noyau restants de A par rapport à B est de :

(a) 1:16 (b) 4:1 (c) 1:4 (d) 1:1

87. Deux matières radioactives X₁ et X₂ ont des constantes de désintégration

res-pectivement 10λ et λ. Si, au départ, ces matières avaient le même nombre de

noyaux, alors le ratio du nombre de noyaux de X₁ par rapport à celui de X₂ est

de 1/e après un temps de... (a) 1/(10λ)

(b) 1/(11λ) (c) 11/(10_λ) (d) 1/(9λ)

Corrigé de l’évaluation formative 1 1. C 2. A 3. A 4. A 5. B 6. C 7. B 8. A 9. A 10. C 11. D 12. D 13. D 14. A 15. C 16. D 17. B 18. C 19. D 20. B 21. D 22. D 23. B 24. A

XV. références bibliographiques

Voici une liste complète des sources, comme les livres de référence standards dans la discipline. Ces ouvrages sont utilisés pour l’élaboration du présent module. (Note pour l’apprenant : Ces références ne sont pas nécessairement libres de droit.) Au moins 10 sources en style APA.

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-sion.

Douglas D. C. Giancoli Physics for scientists and engineers. Vol. 2. PrenticeHall.

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Godman A and Payne E.M.F, (1981) Longman Dictionary of Scientific Usage. Second impression, ISBN 0 582 52587 X, Commonwealth Printing press Ltd,

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Dans le document Physique nucléaire (Page 98-118)