NE PAS ÉCRIRE SUR LE QUESTIONNAIRE PRETEST SCP LE NUCLÉAIRE, DE L'ÉNERGIE DANS LA MATIÈRE FORME A

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1 NE PAS ÉCRIRE SUR LE QUESTIONNAIRE PRETEST SCP LE NUCLÉAIRE, DE L'ÉNERGIE DANS LA MATIÈRE FORME A Le guide ne doit pas être utilisé. La calculatrice et le tableau périodique fourni avec le guide sont permis. Seuil de réussite 75 % (56 points). Sous-comité de la formation générale de la Montérégie Version corrigée: Équipe sciences LeMoyne d'iberville, septembre 2006.

2 QUESTION 1 (dimension 1) 3 points Associer la (les) lettre(s) correspondant à chaque énoncé. A B C D E F G H I a) Fait partie des alcalino-terreux b) Fait partie des gaz rares c) Fait partie des non-métaux d) Fait partie des alcalins e) Fait partie des actinides f) Est seul dans sa famille chimique g) Fait partie des halogènes h) Fait partie des métaux 2

3 QUESTION 2 (dimension 2.1) 3 points À l'aide des événements historiques suivants, associer le modèle atomique qui découle de chaque découverte. A) La radioactivité vient d'être découverte. On se sert de particules alpha pour bombarder une feuille d'or: la très grande majorité des particules ne sont pas déviées alors que d'autres font volte-face, à partir de cette expérience... réponse: B) Les tubes cathodiques viennent d'être inventés. La trajectoire du rayon est droite alors qu'en approchant un aimant d'un tube cathodique, on observe que la trajectoire du rayon à l'intérieur du tube s'incurve, à partir de cette expérience... réponse: C) On sait que les charges électriques de signes contraires s'attirent. Les électrons doivent donc tourner rapidement autour du noyau pour ne pas être attirés: à partir de cette connaissance... réponse: Bohr émet la théorie où les électrons sont situés autour du noyau sur des niveaux d'énergie déterminés. Chadwick mentionne que le noyau contient des neutrons pour empêcher les forces électriques entre les protons de détruire le noyau. Dalton établit que les corps simples sont formés d'atomes semblables ayant la même masse, tandis que les corps composés sont formés d'atomes différents ayant des masses différentes. Leucippe invente le concept d'atome en disant que la matière est composée de particules indivisibles. Rutherford établit que l'atome est formé d'un petit noyau positif autour duquel se répartissent les électrons, mais entre le noyau et les électrons, c'est le vide. Thompson déduit que les atomes contiennent des particules chargées qu'il appelle électrons. De plus, ces électrons doivent se répartir dans une pâte de charges positives égales en nombre aux électrons. 3

4 QUESTION 3 (dimension 2.2) 3 points À l'aide de votre tableau périodique, donnez les informations demandées sur l'azote et sur le brome. a) Symbole b) Numéro atomique c) Masse atomique d) Nombre de protons e) Nombre d'électrons f) Nombre de neutrons de l isotope le plus abondant g) Numéro de groupe h) Numéro de la période i) Nombre de couches d'électrons j) Nombre d'électrons sur la dernière couche électronique QUESTION 4 (dimension 2.3) 3 points Sachant qu'il y a % de Cl et % de 17 Cl. Calculez la masse atomique de cet élément. réponse: QUESTION 5 (dimension 3.1) 5 points Selon Thompson, l'atome possède des électrons répartis dans une pâte positive. a) Quelle est la nouveauté que ce modèle apporte par rapport au modèle précédent? Vous devez mentionner l'auteur du modèle précédent dans votre réponse. b) Quelle(s) nouveauté(s) apporte le nouveau modèle par rapport à celui de Thompson? Vous devez spécifier l'auteur du nouveau modèle dans votre réponse. 4

5 QUESTION 6 (dimension 3.2) 5 points Parmi les schémas suivants, identifier l'atome neutre d'oxygène et trouver les ions et isotopes de cet atome neutre. A) B) 8 P 10 N 8 P 8 N C) D) 9 P 8 N 8 P 8 N E) 8 P 9 N 5

6 QUESTION 7 (dimension 4.1) 3 points Faire les bonnes associations entre les unités de rayonnement et leur mesure respective. 1- Unité de mesure d'effet physique correspondant à une désintégration par seconde. 2- Unité de mesure de la nocivité de l'exposition aux rayonnements. 3- Unité de mesure de la quantité d'énergie reçue lors d'une dose de rayonnement. 4- Unité de mesure de l'importance de la dose radioactive absorbée par un humain. 5- Unité de mesure d'effet physique indiquant le nombre de désintégrations par seconde d'une source radioactive. 6- Indique l'énergie du rayonnement sans tenir compte des effets biologiques. A) becquerel B) curie C) rem D) gray E) sievert F) rad QUESTION 8 (dimension 4.2) 3 points Quel(s) énoncé(s) explique(nt) correctement le défaut de masse? A) La masse des protons et des électrons pris individuellement est inférieure à la masse du noyau que ceux-ci forment. B) Un grand défaut de masse implique une forte libération d'énergie lors de la formation du noyau. C) Moins l'énergie libérée à la formation du noyau est grande et plus le noyau est stable. D) La masse du noyau est inférieure à la somme des masses individuelles de ses nucléons. E) Plus le défaut de masse est grand et plus le noyau est stable. F) La somme des nucléons dans le noyau est plus petit que la somme des nucléons individuels. réponse 6

7 QUESTION 9 (dimension 5.1) 3 points Pour chacune des situations suivantes, dites de quel type de changement il s'agit, en justifiant votre choix. a) Un bâton de craie est cassé en plusieurs morceaux b) De la craie en présence d'acide chlorhydrique dégage un gaz. c) Du poivre en grain est moulu finement. d) Du radium se change en radon en émettant une particule alpha e) Un clou de fer rouille. f) Un pantalon de jean est décoloré par l'eau de javel. QUESTION 10 (dimension 5.2) 3 points Parmi les énoncés se rapportant à la radioactivité, la fusion ou la fission, dites lesquels sont vrais. A) La radioactivité naturelle se trouve principalement dans les éléments lourds et les isotopes instables de certains éléments. B) La radioactivité est artificielle lorsqu'on bombarde des neutrons avec des noyaux stables. C) Lorsque deux noyaux lourds s'assemblent entre eux, on appelle le phénomène la fusion nucléaire. D) La radioactivité naturelle n'émet que des particules alpha. E) Lorsqu'on casse un noyau par un bombardement avec des neutrons, on appelle le phénomène de la fusion. F) La fission correspond à une cassure d'un noyau lourd suite à un bombardement de neutrons. G) La fusion nucléaire est le phénomène dégageant le plus d'énergie. réponse : 7

8 QUESTION 11 (dimension 5.3) 3 points Vous trouvez un morceau de bois provenant d'un outil primitif. Vous décidez de le dater à l'aide de la technique du carbone 14. Vous mesurez qu'il reste actuellement 0,5 g de carbone 14 alors que l'outil en contenait 4 g à l'origine. En sachant que la demi-vie du carbone 14 est de 5730 ans. Déterminer l'âge du morceau de bois. QUESTION 12 (dimension 5.4) 3 points Dites à quel(s) type(s) de rayonnement les énoncés suivants s'appliquent. Les rayonnements alpha, bêta, gamma et rayons X constituent les réponses possibles. a) Rayonnement formé d'un noyau d'hélium. b) Rayonnements ondulatoires. c) Rayonnement radioactif le plus pénétrant. d) Rayonnement radioactif non dévié par un champ électrique. e) Rayonnements corpusculaires. f) Rayonnements ionisants provenant d'une source radioactive. g) Rayonnement arrêté par la main h) Rayonnement radioactif formé d'un électron. i) Rayonnement ne provenant pas d'une source radioactive. QUESTION 13 (dimension 5.4) 3 points Quel(s) énoncé(s) caractérise(nt) le rayonnement ionisant? A) Arrache les électrons de la matière vivante se trouvant sur son passage. B) L'ionisation de la matière vivante peut causer des cancers. C) Tous les rayonnements du spectre électromagnétique peuvent ioniser la matière. D) L'ionisation modifie le noyau des atomes de la matière vivante. E) Plus l énergie du rayonnement est faible, plus il est ionisant. F) L'ionisation de la matière vivante peut modifier le matériel génétique des organismes vivants. réponse: 8

9 QUESTION 14 (dimension 6) 5 points Dans les deux équations de désintégration nucléaires suivantes, nommer le type de rayonnement. Compléter l'équation et justifier la réponse. a) U Hé : b) Bi Po + : QUESTION 15 (dimension 7.1) 3 points Parmi les énoncés suivants, identifier ceux qui s'appliquent au fonctionnement du réacteur CANDU. A) On utilise l'eau lourde comme élément modérateur et comme élément caloporteur. B) Les barres de cadmium servent d'élément modérateur des neutrons. C) On utilise l'uranium enrichi comme combustible et l'eau lourde comme modérateur. D) On utilise l'eau lourde comme élément modérateur et l'eau ordinaire comme élément caloporteur. E) Les barres de cadmium servent de contrôleur de débit en absorbant des neutrons. F) On utilise l'uranium naturel comme combustible et l'eau lourde comme caloporteur. réponse 9

10 QUESTION 16 (dimension 7.2) 3 points a) Donner un avantage de la fusion pour la production d'électricité. b) Donner un désavantage de la fission pour la production d'électricité. c) Donner une difficulté dans la production d'électricité par la fusion nucléaire. QUESTION 17 (dimension 7.3) 3 points a) Donner un risque lors de l extraction ou du raffinage de l'uranium. b) Donner un risque pour la gestion des déchets. QUESTION 18 (dimension 7.4) 3 points Donner une conséquence positive et une conséquence négative de l'utilisation du nucléaire sur notre santé ou sur notre environnement. a) conséquence positive b) conséquence négative QUESTION 19 (dimension 7.3) 3 points Donner un avantage économique et technologique de l'utilisation du nucléaire pour la société. a) économique b) technologique 10

11 QUESTION 20 (dimension 8.1) 3 points Parmi les énoncés suivants, dites ceux qui s'appliquent à la bombe A et ceux qui s'appliquent à la bombe H. Certains énoncés peuvent s'appliquer aux deux types de bombes. A) fait intervenir des réactions nucléaires. B) fait appel à la fusion de noyaux légers. C) fait appel à la notion de masse critique. D) nécessite de la dynamite pour débuter la réaction. E) fait appel à la fission de noyaux lourds. F) nécessite une très grande température. QUESTION 21 (dimension 8.2) 3 points a) Donner la ressemblance entre les centrales hydroélectriques, thermiques classiques et thermiques nucléaires, b) Donner la différence entre les centrales hydroélectriques, thermiques classiques et thermiques nucléaires. QUESTION 22 (dimension 8.3) 3 points Parmi les énoncés suivants, dites lequel (lesquels) s'applique(nt) à la technologie CANDU, américaine, anglaise et russe. A) Présence d'une enceinte dans toutes les centrales nucléaires. B) Utilise de l'uranium enrichi comme combustible. C) L'élément modérateur est le graphite. D) L'élément caloporteur et modérateur est l'eau lourde. E) L'élément caloporteur est l'eau ordinaire. CANDU Américaine Anglaise Russe 11

12 QUESTION 23 (dimension 8.4) 3 points a) Expliquer le principe de la datation au carbone 14. b) En médecine, on utilise la radioactivité du cobalt 60 pour détruire des tumeurs cancéreuses. Pourquoi faut-il que la source de cobalt soit mobile? c) L'irradiation des aliments peut présenter certains avantages. L'aliment irradié émet-il des radiations? Pourquoi? 12