Fizică 2015

Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2015 Proba E. d) Fizică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ  Se acordă 10 puncte din oficiu.  Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. A. MECANICĂ Model Se consideră acceleraţia gravitaţională g  10 m/s . 2 I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Conform principiului acţiunii și reacțiunii, forţa de acţiune şi forţa de reacţiune: a. acţionează împreună asupra aceluiaşi corp b. acţionează în sens contrar mişcării c. sunt egale în modul şi au acelaşi sens d. sunt egale în modul şi au sensuri contrare (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia legii lui Hooke este: E  S0 1 F  0 F l a.   b.   c.   d.   (3p) F  0 E S0 S0 l0 3. Simbolurile fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin produsul a  t este: a. m  s 1 b. m  s-3 c. m-1  s d. m-3  s (3p) 4. O locomotivă cu puterea de 360kW tractează un tren cu o viteză constantă de 10m/s . Forţa dezvoltată de locomotivă are valoarea: a. 10 N b. 3,6  103 N c. 104 N d. 3,6  104 N (3p) 5. Graficul din figura alăturată redă dependenţa forţei de tracţiune care acţionează asupra unui corp de coordonata x la care se află corpul. Forţa de tracţiune acţionează pe direcţia şi în sensul deplasării corpului. Lucrul mecanic efectuat de această forţă în timpul deplasării pe primii 2cm are valoarea: a. 10 J b. 1J c. 0,1J d. 0,05 J (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Pentru sistemul de corpuri din figură se cunosc masele corpurilor m1  m2  1kg, unghiul planului înclinat   37 (sin  0,6;cos  0,8) şi coeficientul de frecare la alunecare   0,2 , acelaşi pentru ambele corpuri şi suprafeţe. Sistemul de corpuri este lăsat liber din repaus. a. Reprezentaţi forţele care acţionează asupra fiecărui corp. b. Calculați valoarea forței de frecare dintre corpul de masă m2 și planul înclinat. c. Determinaţi valoarea acceleraţiei corpurilor. d. Determinaţi intervalul de timp în care corpul de masă m1 parcurge distanţa d  0,75 m , dacă sistemul s-ar deplasa cu viteza constantă v  0,5 m/s . III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un corp de masă m  1kg este lansat din punctul A cu viteza v1  2 m/s şi se deplasează cu frecare pe o suprafaţă orizontală AB care se continuă cu o suprafaţă curbă pe care mişcarea se face fără frecare, ca în figura alăturată. După parcurgerea distanţei d  AB  2 m , viteza v1 corpului în punctul B este v 2  . Energia potenţială gravitaţională 2 se consideră nulă la nivelul suprafeţei orizontale AB . Calculaţi: a. energia cinetică a corpului în poziţia iniţială A ; b. înălţimea maximă h până la care ajunge corpul; c. lucrul mecanic efectuat de forţa de frecare în timpul deplasării corpului din A în B; d. valoarea coeficientului de frecare la alunecare pe porţiunea orizontală. Probă scrisă la Fizică Pagina 1 din 4 A. Mecanică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2015 Proba E. d) Fizică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ  Se acordă 10 puncte din oficiu.  Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ Model J Se consideră: numărul lui Avogadro N A  6,02  1023 mol1 , constanta gazelor ideale R  8,31 . Între parametrii mol  K de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relaţia: p  V  RT . I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Un gaz ideal, închis într-o butelie, este încălzit. În timpul acestei transformări: a. volumul gazului creşte b. presiunea gazului scade c. variaţia temperaturii gazului este nulă d. presiunea gazului creşte (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, relaţia de definiţie a capacităţii calorice a unui corp este: Q Q Q Q a. C  b. C  c. C  d. C  (3p)   T m  T T R  T 3. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manuale de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin produsul   R  T   1 este: a. Pa b. J c. mol d. kg (3p) 4. Un mol de gaz ideal este supus unei transformări în cursul căreia volumul rămâne constant, iar temperatura acestuia se modifică de la t1  37C la T2  290K . Căldura molară la volum constant a gazului este CV  3R . Căldura schimbată de gaz cu exteriorul în cursul acestei transformări este egală cu: a. Q  664,8 J b. Q  498,6 J c. Q  498,6 J d. Q  664,8 J (3p) 5. O cantitate de gaz ideal este supusă procesului termodinamic 1-2-3, reprezentat în coordonate p  T în figura alăturată. Relaţia dintre volumele ocupate de gaz în stările 1, 2 şi 3 este: a. V1  V2  V3 b. V3  V1  V2 c. V1  V2  V3 d. V3  V2  V1 (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Într-un cilindru orizontal cu piston mobil este închisă o masă m  4,2 g de gaz ideal diatomic    28g/mol . Iniţial gazul se află la presiunea p1  105 Pa şi ocupă volumul V1  5 L . Gazul se răceşte la presiune constantă până în starea 2, în care volumul său este V2  4 L . Se blochează pistonul, iar gazul este încălzit până în starea 3, în care temperatura ajunge la valoarea iniţială. Determinaţi: a. cantitatea de gaz din cilindru; b. densitatea gazului în starea 3; c. variaţia presiunii gazului în transformarea 2-3; d. lucrul mecanic schimbat de gaz cu exteriorul în transformarea 1-2. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un gaz ideal aflat iniţial în starea 1, în care presiunea este p1  105 Pa , iar volumul V1  2 L , parcurge procesul termodinamic 1-2-3, reprezentat în coordonate p-V în figura alăturată. În cursul transformării 2-3 temperatura gazului rămâne constantă. Căldura molară izocoră a gazului este CV  2,5R . Se consideră ln1,5  0,4 . Determinaţi: a. volumul gazului în starea 3; b. lucrul mecanic efectuat de gaz în transformarea 1-2; c. variaţia energiei interne a gazului în transformarea 1-2-3; d. căldura schimbată de gaz cu mediului exterior în transformarea 2-3. Probă scrisă la Fizică Pagina 2 din 4 B. Elemente de termodinamică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2015 Proba E. d) Fizică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ  Se acordă 10 puncte din oficiu.  Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Model I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Dacă la bornele unei baterii se conectează un conductor ideal (cu rezistenţă electrică nulă), atunci: a. prin baterie nu trece curent electric b. tensiunea la bornele bateriei este egală cu tensiunea electromotoare c. tensiunea la bornele bateriei este nulă d. puterea debitată de sursă pe circuitul exterior este maximă (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, mărimea fizică care poate fi exprimată prin produsul I  t reprezintă: a. sarcina electrică b. tensiunea electrică c. puterea electrică d. intensitatea curentului electric (3p) 3. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a energiei electrice este: kW a. W b. J c. d. kW (3p) h 4. Dependenţa rezistenţei electrice a unui conductor liniar de lungimea acestuia este reprezentată în graficul alăturat. Aria secţiunii transversale a conductorului este S  3 mm2 . Rezistivitatea electrică a materialului din care este confecţionat conductorul are valoarea: a. 2,1 106   m b. 2,8  107   m c. 4,2  107   m d. 4,2  106   m (3p) 5. Rezistenţa electrică a unui fir conductor la temperatura t0  0C este R0  12  . Coeficientul de temperatură al rezistivităţii conductorului are valoarea   4,5  103 grad1 . La temperatura t  50C , rezistenţa electrică a conductorului este: a. 12,3  b. 14,7  c. 27,0  d. 39,0  (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Se cunosc: E  24 V , r  2  , R2  20  , R3  30  . Valoarea intensităţii indicate de ampermetrul ideal (cu rezistenţă internă nulă) este I2  0,6 A . Rezistenţa electrică a conductoarelor de legătură se neglijează. Determinaţi: a. tensiunea electrică la bornele rezistorului R3; b. intensitatea curentului electric care trece prin rezistorul R1 ; c. rezistenţa electrică a rezistorului R1 ; d. tensiunea electrică dintre punctele A şi B. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Două baterii identice sunt grupate în serie la bornele unui consumator de rezistenţă electrică R  14  . Rezistenţa interioară a unei baterii este r  0,5  . Intensitatea curentului care trece prin consumator are valoarea I  0,4 A . Determinaţi: a. energia electrică consumată de către consumator în t  15 minute de funcţionare; b. puterea electrică disipată pe circuitul interior al unei baterii; c. tensiunea electromotoare a unei baterii; d. randamentul circuitului electric. Probă scrisă la Fizică Pagina 3 din 4 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2015 Proba E. d) Fizică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ  Se acordă 10 puncte din oficiu.  Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. D. OPTICĂ Model 34 Se consideră: viteza luminii în vid c  3  10 m/s , constanta Planck h  6,6  10 J  s . 8 I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. În cazul efectului fotoelectric extern: a. Emisia fotoelectronilor se produce pentru orice lungime de undă a radiaţiilor electromagnetice incidente b. Numărul electronilor emişi creşte cu creşterea fluxului radiaţiei electromagnetice incidente, la frecvenţă constantă c. Energia cinetică a fotoelectronilor emişi creşte liniar cu fluxul radiaţiei electromagnetice incidente, la frecvenţă constantă d. Intervalul de timp t dintre momentul iluminării şi cel al emisiei electronilor este t  1 s (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, frecvenţa de prag pentru producerea efectului fotoelectric extern este dată de relaţia: L h c  a.  0  b.  0  c.  0  d.  0  (3p) h L  c 3. Dioptria reprezintă convergenţa unei lentile cu distanţa focală de: a. 1 m-1 b. 1cm-1 c. 1cm d. 1m (3p) 4 4. Dacă indicele de refracţie al apei este n  , atunci viteza de propagare a luminii în apă are valoarea...