Modèle : Examen Epreuve de physique-chimie (pages 1 a 6 sur 8) — Centre de formation des inspecteurs de l'enseignement (CFIE) 2020
En bref
Ce document est une ancienne épreuve écrite du concours de Epreuve de physique-chimie (pages 1 a 6 sur 8) organisé par Centre de formation des inspecteurs de l'enseignement (CFIE) (2020), publiée sur Wadifa Info en consultation et téléchargement PDF gratuits, avec une correction proposée.
- Organisme
- Centre de formation des inspecteurs de l'enseignement (CFIE)
- Grade
- Epreuve de physique-chimie (pages 1 a 6 sur 8)
- Spécialité
- الفيزياء والكيمياء
- Année
- 2020
- Pages
- 6
- Langue des questions
- français
- Correction
- correction proposée disponible sur cette page
📝 Texte des questions (extrait automatiquement des pages scannées)
Ce texte est extrait automatiquement des images de l'épreuve et peut contenir des erreurs de lecture — les images ci-dessus font foi.
| ابد EE bu و dy يب 1 CEE met À | Eh gone + PA حير La at PE eat JS né عمباراة الدخول إلى مسالك التكوين بمركز تكوين مفتشي التعليم مسلك تكوين المفتشين التربويين للتعليم الثانوي التاهيلي من الدرجة الأولى دورة 28 29 نونبر 2020 ِ JS في المعارف المرتبطة يمواد التعليم الثانوي التاهيلي > التخصص: الفيزياء والكيمياء مدة الإنجاز: 3 ساعات المعامل: 3 Sujet L Cette épreuve est constituée d'une partie de Physique et d’une partie de Chimie. Chaque partie est constituée de sous parties totalement indépendantes. 2. L'épreuve comporte : - 27items : questions à choix multiples (QCM) ; - fiterms : questions ouvertes, Pour les QCM, fe candidat est invité à préciser sur sa copie seulement la lettre correspondante à la proposition vraie, Eu eas de non réponse ou de réponse fausse, la note attribuée est zéro (fi. 3. L'épreuve est notée sur 6€ points : - Physique (40 puints) ; - Chimie (20 points). 4. Les caleulatrices électroniques non programmables sont autorisées. 5. Si au cours de l'épreuve, un candidat repère ce qui lui semble être une erreur d’énoncé, il le signal sur sa copie et poursuit sa composition en indiquant clairement les raisons des initiatives quil est amené à prendre. الجممجدد 7ت re نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو wadifa-info.com ed فافزلل Mécanique (20 points) Partie 1 : Mouvement d’une bille sur un rail circulaire Une petite bille assimilée à un point matériel كم , peut glisser le long d'un rail ayant la forme d'un demi-cercle ra de centre Oct dé rayon, placé dans un plan vertical. 7 Le rail est supposé fixe par rapport au référentiel terrestre | --]------- اتاد 000 (ج) galiléen. ب On repère la position de la bille M à un instant par م l'abscisse angulaire (1) = (OM, OM) : 8 (6) 1 À l'instantr, =0, la bille est lancée du point Af, avec une M \ L vitesse را (figure ci-contre). = VE Données : m=100g ; g=10ms" 1, Le vecteur accélération & de la bille a pour expression en coordonnées polaires : A)ä=-RÔE+RÔOE, +) B)ä=RÔE-RÔE, C)a=-RÔE, $ D) 2-7015 +RÔ&, 2. On suppose que la bille glisse sans frottement sur le rail. 2.1. L'équation différentielle vérifiée par l'abscisse angulaire 0 est: A) ÿ+ sin =0 : B)ô +£ sine =0 : C)ô+ اس -0 : D) باق 08 =0 2.2. On suppose que la norme f’, du vecteur vitesse à l'état initial est suffisamment faible pour que la condition 0)( >> دما soit satisfaite à chaque instant. L'abscisse angulaire 4(r) a pour expression : A) 0)0- LES بعل 0 B) 4(1)= Je .cos بقل R R VRe 7 ©0000 Ja Sin مكل $ D) 4(1)= LR بق Re R ل 8 R 3 En réalité la bille subit au cours de son mouvement une force de frottement fluide ÿ 27 , où À est une constante positive et 5 le vecteur vitess® de la bille à l'instant r. La condition (1) <<trad est satisfaite à chaque instant. 3.1. L'équation différentielle vérifiée par l'abscisse angulaire ب رع : 0-مع+فية+ة (ه ÿ:2 ÿ+£9=0 ; ©) 8 2 ا ; +20 ; +=6+2 920 : À, £ R ) اا 7 77 0 ; D) 3+ 99-0 wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو Le muet AN | الرضة الها Les dy ا ا مشي كشي ات عير ] -س- À 108 1C 004 #1 cu pu ST . de la bille soit pseudo-périodique 3.2. La condition que doit vérifier À pour que le mouvement est: 5 بات JE . د بار 171 ل( 4<, Fe : B)4< 2m JE : © > ل ه( R SE di { "écrit sous la forme 13.3, Dans le cas où la condition sur À est vérifiée, l’élongation 200.5 Ë حت 4e T.sin(Q1). . or Établir les expressions de 4 ,r et @ en fonction de paramètres utiles parmi : “ … د ع et 4. | 3,4. L'allure de la courbe représentative des variations de la fonction 9(f) est donnée ci-dessous : trad) 020 | > ou |}... ee +. L os الاج يري 08 اسم م: ا أه 0 0 Ne 9 P\ Lim) EA ا La valeur de 4 est : (22346510 ; B) 1=3,465 Nam; © A=0,34Nsm :; D) 423,410? Nom! Partie 2 : Mouvement d'une particule chargée dans un champ électromagnétique À l'instant f =0, une particule de masse m et de charge و positive est immobile dans le vide en un point 0 origine du repère (0,8, &,,8,)considéré galiléen. On établit à cet instant un champ Magnétique constant B= 83, et un champ électrique uniforme دع E&,. On posera : w= ge et r=E - 8 m Bo 1. Etablir les équations différentielles régissant le MOUVEmeNt de و particule, 2: Trouver les équations paramétriques x(r), (0 €t لق de la trajectoire. 3. Représenter l'allure de la trajectoire, wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو ex لبي 4 ur TES LE ل 00 مرك ENT ملتني دنع Ten ass رخن الس WP } بهو amener El 7 7 DS وتنم لوالرونث 5 : - 7 و pour expression : 4. La norme de la vitesse de la particule à l'instant 4 = Fr P A) تسعدر رو :مكل Cvu)s2ko; D) عا me le a pour expression ; 5. La particule a un mouvement cycloïdal, dont fa longueur L Re 7 pression; A)L=2R : B)L=4R : C)L=6R : D)L= Électricité (11 points) Partie 1 : Capacité d’un condensateur cylindrique RE Soit un condensateur cylindrique, constitué de deux cylindres 1 ا conducteurs et concentriques de hauteur €. Le cylindre intérieur de CES « rayon À, porte la charge positive +0 et son potentiel est M et le NE cylindre extérieure de rayon À, porte la charge-Q et son potentiel est É ! ï À 1. L'expression de l'intensité du champ éléctrique crée en un point i | ! 17 A entre les deux armatures du condensateur à ما distance r de l'axe À à HR du cylindre est : : 4 { as, y pes AE ا RS 4r£s,r l 2rr,ri i Ÿ %1 7 ل جه 56 QE=—2— ; بكدة ne زر يي 25 4 ارج ًَ 2. La capacité © de ce condensateur & pour expression : Lg, 277 A) ل 2ح : B)C=— a : C)C= Eréot : D)C=27s,0n (&) è (à) ا« R; LA k, Partie 2 : Dipôle RC en régime transitoire On considére le circuit ci-contre. On note 5, l'intensité _ du courant dans le conducteur ohmique de résistance, LR [ 4 l'intensité dans le condensateur de capacité €, À, K l'intensité dans le conducteur ohmique de résistance £ @) E 1 نت la tension aux bornes du condensateur. Ï R/2 C|u L Interrupteur est ouvert depuis très longtemps. | À l’instants, =0, pris pour origine des temps, on ferme و l'interrupteur X . 1. Préciser i, 4, وأ Elu aux instants suivants : ل ا juste avant la fermeture de l'interrupteur ; * 1=0", juste après la fermeture de l'intérrupleur ; * quand ١ tend vers l'infini. wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو 18 8 A LUE EE hA دسجو À ! . ورارية الترية الولسة نتن be لخدي ور JA ولتحكين = 1 لم توي nie de 7 ai ed Juan, 2, La tension u(r) a pour expression : , E Li à # E. À 2£U-6 À) ; D) uf)=<(1+2e #Æ مدو دودرم 7) à مودو و ; CMOS EE A ) 3. Tracer l'allure de u(r). Jptique (9 points) Partie 1 : Détermination de ما distance focale d'une lentille mince | | On dispose d'une lentille convergente de centre optique © dont on cherche à mesurer la distance focale f'. On utilise la méthode de Bessel qui consiste, à partir d’un objet 4 | (réel) et d'un écran distant de D=1nr, à trouver les deux positions de la lentille qui donnent une image 4! (réelle) dans le plan de l'écran, On mesure la distance qui sépare les deux positions de la lentille donnant une image réelle nette, et on trouve d 50 Onnote: p=04 et دام 1. Rappeler la relation entre p,p'et f'. 2. La valeur de f'est : A)f'=122%5Sem ; B)f'=1550em : C) f'=17,75em ; D) f'-=18,75cm Partie 2 : Lunette de Galilée Une lunerte de Galilée est constituée d'un objectif, assimiluble à une lentille mince convergente ما de distance focale image f = 50cm كن d'un oculaire, assimilsile à une lentille divergente با de distance focale image f =-Sem . On désigne respectivement Par 0 et0,,par FF ,EBt@E, les centres optiques, les foyers objet et nage des lentilles Let ير 1. La lunette est réglée à l'infini. La distance entre les centres des deux lentilles est alors : سحو له : B)OO,=45em : C)O0,=50em :; D) 00, - 15cm 2. On considère désormais un objet 4 à l'infini, hors de l'axe optique. ne ct fa marche d'un faisceau lumineux parallèle incident, faisant avec l'axe optique un 2.2, La valeur du grossissement angulaire de la lunette est : A)G=S : B)G-=-75 ; ©0020 : D)G=3s 2.3. On observe Un phare de hauteur 4=10m situé â une distance 4 = 2,017: . L'angle &' sous quel le voit-on à travers la lunette est : مداه © مرجم ري ةمد له D) ور 8.10-'ه wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو x RTL f sd السلكة Late negslumtran ٠ Laÿ وزارة النربية راتكن الي 4 معد رودو 53 كل ا |] AA a, لتاقت تاه ae NE au 1. Nombres quantiques : ا 0 et mi, Choisir l'affirmation vraie : A) Si £=1 ب l'électron est dans une orbitale 4. B) Si 2ح m, peut être égal à 2. C) Pour un électron 4 , »1, peut avoir la valeur 3. D) Si €=2 , la sous-couche correspondante peut recevoir au plus 10 électrons. 2. Configuration électronique Donner lu configuration électronique des espèces suivantes, en explicitant l'organisation de la couche externe (ou couche de valence) sous la forme de cases quantiques. a. azote ,N b.iode 7 3, Géométrie moléculaire (Modèle V.S.E,.P,R) Données: 1H; ,F : ين Déterminer la géométrie des espèces sivantes (le symbole souligné est celui de l'atome central) : a. SF, b. H,5° 4. Représentation de Lewis La représentation de Lewis de lion SO est : = > = © دج À © D O—S—0 AR ج_ O—=S— — = © en نكا gg PTS je = 5 ا وا le] id 5. Stéréoisomérie Données LT 4 CS fs Cl 3 Xe | Parmi les molécules suivantes, lesquelles peuvent exisler sous deux ou plusieurs formes stéréoisomères ? Quel est le nombre de ces stéréoisomères ? le symbole souligné est celui de l'atome central). a. CH,CI, b. XCLE, wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو
✅ Correction proposée
Il s'agit d'une correction proposée, rédigée par l'équipe wadifa-info pour vous aider à comprendre la méthode — ce n'est pas un corrigé officiel de l'administration organisatrice.
Ce modèle est l'épreuve de connaissances liées aux matières du secondaire qualifiant — spécialité physique-chimie du concours d'accès à la filière de formation des inspecteurs pédagogiques du secondaire qualifiant (Centre de formation des inspecteurs de l'enseignement), session des 28-29 novembre 2020. Durée : 3 heures, coefficient 3, notée sur 60 (physique 40, chimie 20) ; 27 QCM et 14 questions ouvertes. Le scan disponible s'arrête à la page 6 sur 8 : la fin de la partie chimie (pages 7 et 8) manque. Voici une correction proposée de tout ce qui figure sur les six pages.
💡 Barème des QCM : réponse fausse = 0, pas de points négatifs. Ne laissez donc aucun QCM sans réponse, mais vérifiez chaque choix par un contrôle rapide (dimension, cas limite).
PHYSIQUE
Mécanique (20 points)
Partie 1 : Mouvement d'une bille sur un rail circulaire
1. Réponse A : a = −Rθ̇² er + Rθ̈ eθ.
OM = R er avec R constant ; dérivée : v = Rθ̇ eθ ; puis a = Rθ̈ eθ + Rθ̇ (deθ/dt) avec deθ/dt = −θ̇ er.
2.1. Réponse B : θ̈ + (g/R) sin θ = 0.
Forces : poids et réaction normale (sans frottement, portée par er). Projection du PFD sur eθ : mRθ̈ = −mg sin θ (le poids ramène la bille vers la position basse M0).
2.2. Réponse C : θ(t) = V0/√(Rg) · sin(√(g/R) t).
Pour θ ≪ 1 rad : θ̈ + ω0²θ = 0, ω0 = √(g/R). Solution θ = θm sin(ω0t + φ). Conditions initiales : θ(0) = 0 ⇒ φ = 0 ; θ̇(0) = V0/R ⇒ θmω0 = V0/R ⇒ θm = V0/(R√(g/R)) = V0/√(Rg).
3.1. Réponse D : θ̈ + (λ/m) θ̇ + (g/R) θ = 0.
La force f = −λv = −λRθ̇ eθ s'ajoute sur eθ : mRθ̈ = −mgθ − λRθ̇ ; on divise par mR.
3.2. Réponse B : λ < 2m√(g/R).
Équation caractéristique r² + (λ/m) r + g/R = 0 ; régime pseudo-périodique si Δ < 0 : (λ/m)² < 4g/R.
3.3. Avec les racines r = −λ/(2m) ± iΩ :
- τ = 2m/λ (constante de temps de l'amortissement) ;
- Ω = √(g/R − λ²/(4m²)) (pseudo-pulsation) ;
- θ(0) = 0 est vérifié ; θ̇(0) = AΩ = V0/R ⇒ A = V0/(RΩ) = V0 / (R√(g/R − λ²/4m²)).
3.4. Réponse A : λ ≈ 34,65 N·s·m−1.
Sur la courbe, les maximums successifs valent 0,20 (t ≈ 1 ms), 0,10 (t ≈ 5 ms), 0,05 (t ≈ 9 ms) : pseudo-période T = 4 ms et l'amplitude est divisée par 2 à chaque période. Donc e−T/τ = 1/2 ⇒ τ = T/ln 2. Avec τ = 2m/λ : λ = 2m ln2 / T = 2 × 0,100 × 0,693 / (4×10−3) ≈ 34,66 N·s·m−1.
Partie 2 : Particule chargée dans un champ électromagnétique
1. Équations différentielles. PFD : m dv/dt = q(E + v ∧ B), avec E = E ey, B = B ez. Or v ∧ B = (Bẏ, −Bẋ, 0). Avec ω = qB/m et E/B = Rω (donc qE/m = ω·E/B = Rω²) :
ẍ = ω ẏ ÿ = R ω² − ω ẋ z̈ = 0
2. Équations paramétriques. Conditions initiales : particule immobile en O.
- z̈ = 0, ż(0) = 0, z(0) = 0 ⇒ z(t) = 0 : mouvement plan dans (O, x, y).
- Intégration de ẍ = ωẏ : ẋ = ωy (constante nulle car ẋ(0) = 0 et y(0) = 0).
- Report dans la 2e équation : ÿ + ω²y = Rω² ⇒ y = R + C cos ωt + D sin ωt ; y(0) = 0 ⇒ C = −R ; ẏ(0) = 0 ⇒ D = 0. Donc y(t) = R(1 − cos ωt).
- ẋ = ωR(1 − cos ωt) ⇒ x(t) = R(ωt − sin ωt).
3. Allure de la trajectoire : c'est une cycloïde dans le plan (Oxy) : le point décrit la trajectoire d'un point d'un cercle de rayon R roulant sans glisser sur l'axe Ox. Arches successives d'ordonnée comprise entre 0 et 2R, avec des points de rebroussement sur l'axe Ox en x = 2πkR (vitesse nulle), et sommets (y = 2R) en x = (2k+1)πR. La particule dérive globalement selon +Ox (direction de E ∧ B), à la vitesse moyenne E/B.
4. Réponse C : v(t1) = 2Rω.
ẋ = Rω(1 − cos ωt), ẏ = Rω sin ωt. À t1 = π/ω : ẋ = 2Rω, ẏ = 0.
5. Réponse D : L = 8R.
v = Rω√(2 − 2cos ωt) = 2Rω|sin(ωt/2)| ; sur un cycle (0 à 2π/ω) : L = ∫ 2Rω sin(ωt/2) dt = 2Rω × [−(2/ω) cos(ωt/2)]02π/ω = 8R.
Électricité (11 points)
Partie 1 : Condensateur cylindrique
1. Réponse B : E = Q/(2πε0 r ℓ).
Théorème de Gauss sur un cylindre coaxial de rayon r (R1 < r < R2) et de hauteur ℓ (effets de bord négligés) : E · 2πrℓ = Q/ε0.
2. Réponse C : C = 2πε0ℓ / ln(R2/R1).
V1 − V2 = ∫R1R2 E dr = (Q/(2πε0ℓ)) ln(R2/R1), et C = Q/(V1 − V2).
Partie 2 : Dipôle RC en régime transitoire
Le générateur E alimente R en série ; le condensateur C (tension u) et la branche « K + R/2 » sont en parallèle. Loi des nœuds : i = i1 + i2.
1.
| Instant | i | i1 | i2 | u |
|---|---|---|---|---|
| t = 0− (K ouvert depuis longtemps, régime permanent) | 0 | 0 | 0 | E |
| t = 0+ (u continue) | (E − u)/R = 0 | −2E/R | u/(R/2) = 2E/R | E |
| t → ∞ (condensateur = circuit ouvert) | E/(R + R/2) = 2E/(3R) | 0 | 2E/(3R) | (R/2)·i = E/3 |
À t = 0+, i1 < 0 : le condensateur se décharge partiellement dans R/2.
2. Réponse A : u(t) = (E/3)(1 + 2e−3t/(RC)).
i1 = C du/dt, i2 = 2u/R, i = (E − u)/R. La loi des nœuds donne (E − u)/R = C du/dt + 2u/R, soit RC du/dt + 3u = E. Constante de temps τ = RC/3 (le condensateur « voit » R ∥ R/2 = R/3). Solution : u = E/3 + (E − E/3) e−t/τ.
3. Allure de u(t) : exponentielle décroissante partant de u(0) = E (tangente à l'origine de pente −2E/(RC), qui coupe l'asymptote en t = τ = RC/3) vers l'asymptote horizontale u = E/3 ; régime permanent atteint au bout de ≈ 5τ.
Optique (9 points)
Partie 1 : Méthode de Bessel
1. Relation de conjugaison (origine au centre optique, grandeurs algébriques) : 1/p' − 1/p = 1/f'.
2. Réponse D : f' = 18,75 cm.
Avec D = p' − p = 1 m, la relation donne p² + Dp + Df' = 0 ; deux positions existent si D > 4f', séparées de d = √(D² − 4Df'). D'où f' = (D² − d²)/(4D) = (100² − 50²)/(4×100) = 7500/400 = 18,75 cm.
Partie 2 : Lunette de Galilée
1. Réponse B : O1O2 = 45 cm.
Réglée à l'infini (afocale), le foyer image de l'objectif coïncide avec le foyer objet de l'oculaire : F'1 = F2. Donc O1O2 = f'1 + f'2 = 50 − 5 = 45 cm.
2.1. Marche du faisceau (à tracer) : le faisceau parallèle incident, incliné de α, converge après L1 vers un point B1 du plan focal image de L1 (situé sur le rayon passant par O1, non dévié). Ce plan est aussi le plan focal objet de L2 (F'1 = F2), placé derrière l'oculaire divergent : B1 est un objet virtuel pour L2. Le faisceau émerge donc parallèle, dans la direction du rayon passant par O2 et B1, sous un angle α' > α, du même côté que α : image droite à l'infini.
2.2. Réponse C : G = α'/α = f'1/|f'2| = 50/5 = 10.
2.3. Réponse A : α' = 5×10−2 rad.
α ≈ h/d = 10/2000 = 5×10−3 rad ; α' = Gα = 10 × 5×10−3 = 5×10−2 rad.
CHIMIE (20 points)
Structure de la matière (3,5 points)
1. Réponse D : si ℓ = 2, la sous-couche peut recevoir au plus 10 électrons (mℓ prend 5 valeurs, 2 électrons par orbitale).
A faux (ℓ = 1 : orbitale p) ; B faux (n = 2 ⇒ ℓ ≤ 1 ⇒ |mℓ| ≤ 1) ; C faux (électron d : ℓ = 2 ⇒ |mℓ| ≤ 2).
2. Configurations électroniques
- a. Azote (Z = 7) : 1s² 2s² 2p³. Couche de valence : 2s [↑↓] ; 2p [↑][↑][↑] (règle de Hund : trois électrons célibataires de spins parallèles).
- b. Iode (Z = 53) : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁵, soit [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁵. Couche de valence : 5s [↑↓] ; 5p [↑↓][↑↓][↑] (un électron célibataire).
3. Géométrie (VSEPR)
- a. SF2 : S (6 électrons de valence) forme 2 liaisons et porte 2 doublets non liants : AX2E2 ⇒ molécule coudée (angle inférieur à 109,5°).
- b. H3S+ : S+ (5 électrons de valence) forme 3 liaisons et garde 1 doublet non liant : AX3E1 ⇒ pyramide à base triangulaire (comme NH3 ou H3O+).
4. Réponse C : S porte un doublet non liant, une double liaison S=O et deux liaisons simples S–O, les deux O simplement liés portant chacun une charge −.
Vérification des charges formelles : S : 6 − 2 − 4 = 0 ; O doublement lié : 6 − 4 − 2 = 0 ; chaque O simplement lié : 6 − 6 − 1 = −1. Total −2 ; 26 électrons de valence (6 + 3×6 + 2) = 13 doublets. A et B n'indiquent qu'une charge 2− globale, sans les charges formelles portées par les atomes ; D attribue à S une charge 2+ et une charge supplémentaire, ce qui ne correspond ni aux charges formelles ni à la charge totale −2.
5. Stéréoisomérie
- a. CH2Cl2 : carbone tétraédrique AX4 ; dans un tétraèdre toutes les positions sont équivalentes et le carbone porte deux paires de substituants identiques (pas de carbone asymétrique) : une seule forme, pas de stéréoisomères.
- b. XeCl2F2 : Xe (8 électrons de valence) forme 4 liaisons et garde 2 doublets non liants : AX4E2 ⇒ géométrie plan carré (doublets en trans). Deux arrangements des ligands : cis (les deux F adjacents) et trans (les deux F opposés). Cette espèce existe donc sous 2 stéréoisomères.
Les pages 7 et 8 de l'épreuve (suite de la partie chimie) ne figurent pas dans ce modèle ; leurs questions ne sont donc pas corrigées ici.
Questions fréquentes sur ce sujet
Ce sujet est-il téléchargeable gratuitement ?
Le corrigé est-il inclus ?
Quel organisme et quel grade concerne ce sujet ?
De quelle session s'agit-il et dans quelle langue ?
Où trouver d'autres sujets du même concours ?
Vous préparez ce concours ?
Modèles similaires
Source : sujets des sessions précédentes des concours de recrutement — document archivé tel que reçu ; l'avis officiel du concours fait foi.
}