QCM : Matière et transformations — 25 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle démarche permet d’exploiter correctement une question scientifique du CRPE ?

Identifier les notions, analyser le raisonnement de l’élève, puis construire le raisonnement correct
Observer l’expérience décrite, relever les erreurs, puis proposer une nouvelle manipulation
Mémoriser la définition demandée, choisir une réponse, puis justifier par un exemple
Repérer les données numériques, appliquer une formule, puis vérifier rapidement le résultat

Identifier les notions, analyser le raisonnement de l’élève, puis construire le raisonnement correct

Explication

La démarche attendue articule l’identification des notions, l’analyse du raisonnement de l’élève et la construction du raisonnement correct. Relever les erreurs ou proposer une manipulation peut être utile, mais ne constitue pas l’ensemble de la démarche requise.

2. Quelle caractéristique correspond à la seconde épreuve d’admissibilité du CRPE ?

Elle dure quatre heures, possède un coefficient de 3 et porte sur trois domaines d’enseignement
Elle dure cinq heures, possède un coefficient de 3 et porte sur quatre domaines d’enseignement
Elle dure trois heures, possède un coefficient de 4 et porte sur deux domaines d’enseignement
Elle dure quatre heures, possède un coefficient de 2 et porte sur un domaine d’enseignement

Elle dure quatre heures, possède un coefficient de 3 et porte sur trois domaines d’enseignement

Explication

Cette épreuve dure quatre heures, compte pour un coefficient de 3 et concerne trois domaines choisis parmi plusieurs domaines de l’école primaire. Les autres propositions modifient au moins une de ces caractéristiques.

3. Comment évolue la masse volumique de l’eau pure entre 0 ∘C0\,^{\circ}\mathrm{C} et environ 5 ∘C5\,^{\circ}\mathrm{C} ?

Elle diminue et atteint environ 1000 kg/m31000\,\mathrm{kg/m^3} vers 0 ∘C0\,^{\circ}\mathrm{C}
Elle augmente et atteint environ 1000 kg/m31000\,\mathrm{kg/m^3} vers 5 ∘C5\,^{\circ}\mathrm{C}
Elle augmente puis redescend avant d’atteindre sa valeur maximale vers 3 ∘C3\,^{\circ}\mathrm{C}
Elle reste constante et vaut environ 1000 kg/m31000\,\mathrm{kg/m^3} sur toute cette plage

Elle augmente et atteint environ $$1000\,\mathrm{kg/m^3}$$ vers $$5\,^{\circ}\mathrm{C}$$

Explication

Entre 0 ∘C0\,^{\circ}\mathrm{C} et environ 5 ∘C5\,^{\circ}\mathrm{C}, la masse volumique de l’eau pure augmente jusqu’à environ 1000 kg/m31000\,\mathrm{kg/m^3}. La diminution progressive concerne l’eau chauffée au-dessus de 5 ∘C5\,^{\circ}\mathrm{C}.

4. Que devient la masse volumique de l’eau pure lorsqu’elle est chauffée de 5 ∘C5\,^{\circ}\mathrm{C} à 30 ∘C30\,^{\circ}\mathrm{C} ?

Elle augmente progressivement, car les molécules deviennent plus rapprochées
Elle diminue d’abord puis augmente, avec un minimum situé vers 15 ∘C15\,^{\circ}\mathrm{C}
Elle reste proche de la même valeur, car le chauffage ne modifie pas le volume
Elle diminue progressivement, car l’eau se dilate légèrement en chauffant

Elle diminue progressivement, car l’eau se dilate légèrement en chauffant

Explication

Au-dessus de 5 ∘C5\,^{\circ}\mathrm{C} et jusqu’à 30 ∘C30\,^{\circ}\mathrm{C}, l’eau se dilate légèrement quand elle est chauffée, ce qui entraîne une diminution de sa masse volumique. L’augmentation de masse volumique caractérise la plage comprise entre 0 ∘C0\,^{\circ}\mathrm{C} et environ 5 ∘C5\,^{\circ}\mathrm{C}.

5. Une eau de surface initialement à 12 ∘C12\,^{\circ}\mathrm{C} se refroidit à 8 ∘C8\,^{\circ}\mathrm{C}. Quel mouvement est attendu ?

Sa masse volumique augmente, donc l’eau devient plus dense et descend
Sa masse volumique augmente, mais l’eau reste en surface grâce au refroidissement
Sa masse volumique diminue, donc l’eau devient moins dense et remonte
Sa masse volumique reste constante, donc l’eau demeure à la même profondeur

Sa masse volumique augmente, donc l’eau devient plus dense et descend

Explication

Entre 12 ∘C12\,^{\circ}\mathrm{C} et 8 ∘C8\,^{\circ}\mathrm{C}, le refroidissement se produit au-dessus de 5 ∘C5\,^{\circ}\mathrm{C} : la masse volumique augmente et l’eau descend. Le comportement de maintien en surface concerne l’eau refroidie en dessous de 5 ∘C5\,^{\circ}\mathrm{C}.

6. Pourquoi une couche d’eau de surface refroidie de 4 ∘C4\,^{\circ}\mathrm{C} à 2 ∘C2\,^{\circ}\mathrm{C} reste-t-elle en surface ?

Sa masse volumique reste stable, elle ne peut donc pas se déplacer verticalement
Sa masse volumique diminue, elle devient moins dense et ne descend pas
Sa masse volumique augmente, elle devient plus dense et descend rapidement
Sa température augmente, elle devient plus légère et remonte vers la surface

Sa masse volumique diminue, elle devient moins dense et ne descend pas

Explication

En dessous d’environ 5 ∘C5\,^{\circ}\mathrm{C}, le refroidissement diminue la masse volumique de l’eau : elle devient moins dense et reste en surface. La descente correspond au refroidissement d’une eau dont la température est initialement supérieure à 5 ∘C5\,^{\circ}\mathrm{C}.

7. Quelle fonction technique remplissent les panneaux photovoltaïques sur un module installé en pleine mer ?

Fournir l’énergie électrique nécessaire à l’autonomie du module
Transmettre vers la terre les données mesurées par le module
Stocker les données recueillies avant leur envoi vers la terre
Mesurer la température de l’eau à intervalles réguliers

Fournir l’énergie électrique nécessaire à l’autonomie du module

Explication

Les panneaux photovoltaïques transforment l’énergie lumineuse du Soleil en énergie électrique et répondent ainsi à la contrainte d’autonomie énergétique. La transmission des données relève des antennes, et non des panneaux.

8. Quel est le rôle des antennes installées sur le module ?

Mesurer directement la température de l’eau environnante
Transmettre les données recueillies vers une station à terre
Transformer l’énergie lumineuse reçue en énergie électrique
Alimenter le module lorsque la lumière solaire est insuffisante

Transmettre les données recueillies vers une station à terre

Explication

Les antennes servent à transmettre les données récoltées vers une station à terre, en temps réel ou à intervalles réguliers. La transformation de l’énergie lumineuse en électricité est assurée par les panneaux photovoltaïques.

9. Quelle transformation d’énergie est réalisée par un panneau photovoltaïque ?

L’énergie électrique du module est transformée en énergie lumineuse
L’énergie mécanique des vagues est transformée en énergie électrique
L’énergie lumineuse du Soleil est transformée en énergie électrique
L’énergie thermique de l’eau est transformée en énergie mécanique

L’énergie lumineuse du Soleil est transformée en énergie électrique

Explication

Un panneau photovoltaïque convertit l’énergie lumineuse solaire en énergie électrique utilisable par le module. Les antennes assurent la communication des données, mais ne réalisent pas cette conversion énergétique.

10. Quelle propriété permet de reconnaître un solide parmi les états macroscopiques de la matière ?

Il occupe tout l’espace disponible dans le récipient.
Il possède une forme propre et peut être saisi avec les doigts.
Il adopte la forme du récipient tout en gardant un volume propre.
Il présente une surface libre horizontale au repos.

Il possède une forme propre et peut être saisi avec les doigts.

Explication

Un solide conserve sa forme propre et peut être pris avec les doigts. La surface libre horizontale et l’adaptation au récipient caractérisent plutôt un liquide.

11. Un liquide est versé successivement dans deux récipients de formes différentes. Quelle propriété est observée dans les deux cas ?

Il conserve une forme propre indépendante du récipient utilisé.
Il occupe tout l’espace intérieur disponible dans chaque récipient.
Il devient saisissable avec les doigts après avoir été versé.
Il conserve son volume propre malgré le changement de forme du récipient.

Il conserve son volume propre malgré le changement de forme du récipient.

Explication

Un liquide change de forme selon son récipient, mais conserve un volume propre. Occuper tout l’espace disponible est une propriété caractéristique d’un gaz.

12. Un gaz est introduit dans un récipient fermé plus grand que le précédent. Que fait-il ?

Il garde la forme et le volume qu’il avait dans le récipient précédent.
Il prend une forme propre que l’on peut saisir avec les doigts.
Il se rassemble au fond en conservant une surface libre horizontale.
Il se répartit dans tout l’espace disponible du nouveau récipient.

Il se répartit dans tout l’espace disponible du nouveau récipient.

Explication

Un gaz occupe tout l’espace qui lui est mis à disposition. La conservation d’une forme ou d’un volume propre correspond respectivement à d’autres états de la matière.

13. Laquelle de ces descriptions correspond à la matière ?

Tout ce qui possède une masse et occupe un espace.
Tout ce qui est visible et possède une forme rigide.
Tout ce qui remplit un récipient sans avoir de volume propre.
Tout ce qui peut être touché mais ne possède pas de masse.

Tout ce qui possède une masse et occupe un espace.

Explication

La matière est définie par deux critères : elle possède une masse et occupe un espace. La visibilité ou la rigidité ne sont pas nécessaires pour la définir.

14. Pourquoi un atome neutre possède-t-il autant de protons que d’électrons ?

Les électrons ont une masse égale à celle des protons chargés positivement.
Les neutrons compensent les charges positives des protons dans le noyau.
Les charges positives des protons compensent les charges négatives des électrons.
Les protons et les électrons occupent des régions identiques de l’atome.

Les charges positives des protons compensent les charges négatives des électrons.

Explication

La neutralité électrique résulte de l’égalité entre le nombre de charges positives et négatives. Les neutrons ne portent pas de charge électrique et ne compensent donc pas les protons.

15. Quelle affirmation compare correctement la masse et la charge d’un proton et d’un électron ?

Le proton est beaucoup plus massif et chargé positivement, tandis que l’électron est plus léger et chargé négativement.
Le proton et l’électron ont des charges opposées, mais leurs masses sont pratiquement identiques.
Le proton et l’électron ont des masses proches, mais leurs charges sont toutes deux positives.
Le proton est plus léger et chargé négativement, tandis que l’électron est plus massif et chargé positivement.

Le proton est beaucoup plus massif et chargé positivement, tandis que l’électron est plus léger et chargé négativement.

Explication

La masse du proton est d’environ 1,7×10−27 kg1{,}7 \times 10^{-27}\ \text{kg}, contre 9,1×10−31 kg9{,}1 \times 10^{-31}\ \text{kg} pour l’électron, et leurs charges sont opposées. Les masses des deux particules sont donc très différentes.

16. Comment distingue-t-on un corps pur d’un mélange selon sa composition chimique ?

Un corps pur est toujours solide, tandis qu’un mélange est généralement liquide.
Un corps pur contient plusieurs espèces chimiques, tandis qu’un mélange n’en contient qu’une.
Un corps pur contient une seule espèce chimique, tandis qu’un mélange en contient plusieurs.
Un corps pur contient plusieurs éléments chimiques, tandis qu’un mélange n’en contient qu’un.

Un corps pur contient une seule espèce chimique, tandis qu’un mélange en contient plusieurs.

Explication

La distinction repose sur le nombre d’espèces chimiques présentes : une seule dans un corps pur et plusieurs dans un mélange. L’état physique ne suffit pas à établir cette distinction.

17. De l’eau salée limpide est observée à l’œil nu. Comment peut-on la classer ?

Comme un corps pur, car le liquide présente un aspect uniforme.
Comme un mélange hétérogène, car toute solution contient plusieurs espèces chimiques.
Comme un corps simple, car le sel dissous forme une seule substance visible.
Comme un mélange homogène, car ses constituants ne sont pas distinguables à l’œil nu.

Comme un mélange homogène, car ses constituants ne sont pas distinguables à l’œil nu.

Explication

Un mélange homogène présente plusieurs constituants qui ne sont pas distinguables à l’œil nu, comme l’eau salée limpide. La présence de plusieurs espèces chimiques empêche de le classer comme corps pur.

18. Que se produit-il lorsqu’on dissout du sel de cuisine NaCl\text{NaCl} dans l’eau ?

Les ions de sel s’assemblent en nouvelles molécules qui occupent une phase séparée.
Le sel fond sous l’effet de l’eau et devient un liquide distinct au fond du récipient.
Les ions Na+\text{Na}^+ et Cl−\text{Cl}^- se dispersent entre les molécules d’eau et forment un mélange homogène.
Les molécules de sel restent regroupées, tandis que l’eau se transforme en corps pur.

Les ions $$\text{Na}^+$$ et $$\text{Cl}^-$$ se dispersent entre les molécules d’eau et forment un mélange homogène.

Explication

La dissolution sépare et disperse les ions Na+\text{Na}^+ et Cl−\text{Cl}^- parmi les molécules d’eau, ce qui produit un mélange homogène. Il ne s’agit pas d’une fusion, qui correspondrait au passage d’un solide à l’état liquide par chauffage.

19. Lequel de ces phénomènes correspond à un changement d’état de la matière ?

La fusion d’un solide en liquide
La dispersion d’un soluté dans l’eau
La séparation d’un solide par filtration
La formation de bulles dans une boisson

La fusion d’un solide en liquide

Explication

La fusion, la solidification et la vaporisation sont des exemples de changements d’état. La dispersion d’un soluté décrit une dissolution, tandis que la filtration et le dégagement de bulles relèvent d’autres phénomènes.

20. Une cuillère de sucre disparaît visuellement dans un verre d’eau sans devenir liquide elle-même : quel phénomène décrit cette situation ?

Une vaporisation du sucre dans le verre
Une solidification du sucre dissous
Une dissolution du sucre dans l’eau
Une fusion du sucre sous l’effet de l’eau

Une dissolution du sucre dans l’eau

Explication

La dissolution disperse le sucre dans l’eau sans changer l’état du sucre. La fusion, elle, ferait passer une substance solide à l’état liquide sous l’effet d’un changement d’état.

21. Pourquoi les aliments cuisent-ils plus rapidement dans un autocuiseur fermé que dans une casserole chauffée dans les mêmes conditions ?

La vapeur produite refroidit les aliments pendant la cuisson
La pression réduite abaisse la température d’ébullition de l’eau
La pression accrue élève la température d’ébullition de l’eau
La fermeture transforme directement l’eau liquide en vapeur

La pression accrue élève la température d’ébullition de l’eau

Explication

Dans un autocuiseur fermé, la pression augmente et l’eau bout à une température plus élevée, ce qui accélère la cuisson. La fermeture ne provoque pas une baisse de pression ni un refroidissement des aliments.

22. De la buée apparaît sur une vitre froide après une douche chaude : quelle transformation explique ce phénomène ?

L’eau liquide se solidifie en cristaux sur la vitre
L’eau de la vitre se dissout dans l’air ambiant
La vapeur d’eau se vaporise au contact de la vitre
La vapeur d’eau se condense en gouttelettes liquides

La vapeur d’eau se condense en gouttelettes liquides

Explication

La vapeur d’eau rencontre la surface froide et se condense en fines gouttelettes liquides, formant la buée. Le givre correspondrait à un dépôt de glace et non à des gouttelettes liquides.

23. Quelle méthode permet de dessaler du sable destiné à un aquarium d’eau douce ?

Le laisser reposer afin que le sel remonte à la surface
Le filtrer d’abord, puis laisser le sel sécher sur le sable
Le chauffer fortement afin de faire fondre les grains de sable
Le rincer plusieurs fois, puis filtrer l’eau salée

Le rincer plusieurs fois, puis filtrer l’eau salée

Explication

Les rinçages à l’eau douce éliminent le sel dissous, puis la filtration sépare le sable de l’eau salée. La filtration seule ne retire pas le sel dissous du sable.

24. Pourquoi un mélange de glace pilée et de sel peut-il rester liquide à environ −15 ∘C-15\,^{\circ}\mathrm{C} ?

Le mélange produit de la chaleur en fondant rapidement
Le sel abaisse la température de fusion de la glace
Le sel augmente la température de fusion de la glace
La glace empêche le sel de se dissoudre dans l’eau

Le sel abaisse la température de fusion de la glace

Explication

Le sel abaisse la température de fusion de la glace, permettant au mélange salé de rester liquide à une température très basse. L’eau pure gèle à une température plus élevée, et la glace ne bloque pas la dissolution du sel.

25. Comment se forme le givre sur la paroi extérieure d’un récipient très froid ?

La buée liquide s’écoule puis gèle au bas du récipient
La vapeur d’eau de l’air se transforme directement en glace
L’eau liquide de l’air se vaporise puis refroidit la paroi
Le sel dissous dans l’air se dépose sous forme de cristaux

La vapeur d’eau de l’air se transforme directement en glace

Explication

La vapeur d’eau rencontre une paroi très froide et se transforme en glace, ce qui forme le givre. La buée désigne plutôt des gouttelettes liquides issues de la condensation sur une surface froide.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 49 flashcards sur Matière et transformations.

Quelles étapes pour exploiter une question scientifique au CRPE ?

Identifier les notions, analyser le raisonnement de l'élève, construire le raisonnement correct.

Combien de temps dure la seconde épreuve d’admissibilité du CRPE ?

Elle dure 4 heures.

Quel coefficient a la seconde épreuve d’admissibilité du CRPE ?

Elle a un coefficient de 3.

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Approfondir avec la fiche

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