Fizică 2018

Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2018 Proba E. d) Fizică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar • 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 Varianta 2 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. În mişcarea rectilinie încetinită a unui mobil: a. viteza este orientată în sensul acceleraţiei; b. viteza este orientată în sens contrar acceleraţiei; c. acceleraţia este orientată în sens contrar forţei rezultante; d. acceleraţia este nulă; (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia matematică a forţei elastice este: a. Fe = −kx b. Fe = kx c. Fe = − µN d. Fe = µN (3p) 3. Unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin produsul dintre forţă şi viteză este: a. J ⋅ s b. J c. W ⋅ s d. W (3p) 4. Lucrul mecanic efectuat de greutatea unui corp cu masa de 10kg în timpul ridicării lui de pe sol până la înălțimea de 50 cm are valoarea: a. 100 J b. 50 J c. −50 J d. −100 J (3p) 5. În graficul alăturat este reprezentată dependenţa de timp a vitezei unui automobil. Viteza medie a automobilului în primele zece secunde ale mişcării are valoarea: a. 2,5 m/s b. 5m/s c. 7,5 m/s d. 10 m/s (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un corp cu masa m = 1kg se deplasează cu frecare, cu viteza constantă v = 2 m/s , pe o suprafaţă orizontală, sub acţiunea unei forţe orizontale F = 2N . Ulterior corpul urcă pe un plan înclinat sub acţiunea unei forţe orizontale F1 = 20 N , ca în figura alăturată. Planul înclinat formează unghiul α = 45° cu suprafaţa orizontală, iar coeficientul de frecare la alunecare dintre corp și planul înclinat are valoarea µ = 0,2 . a. Determinaţi distanţa parcursă de corp pe suprafaţa orizontală în timpul ∆t = 0,25 s . b. Calculaţi valoarea coeficientului de frecare la alunecare dintre corp și suprafaţa orizontală. c. Calculaţi valoarea acceleraţiei corpului în timpul urcării pe planul înclinat sub acţiunea forţei orizontale F1 . d. Determinaţi valoarea pe care ar trebui să o aibă forţa orizontală F1 , astfel încât corpul să coboare cu viteză constantă pe planul înclinat. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un corp cu masa m = 1kg este lansat cu viteza v 0 = 3 m/s de-a lungul unei suprafeţe orizontale pe care se deplasează cu frecare. După ce corpul a parcurs distanţa d = 2 m , el lovește capătul liber al unui resort orizontal nedeformat, pe care îl comprimă cu x = 8cm . Celălalt capăt al resortului este fixat de un perete vertical și imobil. Deplasarea corpului se face cu frecare atât înainte, cât și după lovirea resortului. Coeficientul de frecare la alunecare dintre corp și suprafaţa orizontală este µ = 0,2 , iar frecarea cu aerul se neglijează. a. Calculaţi energia cinetică a corpului în momentul lansării. b. Calculaţi valoarea vitezei corpului în momentul atingerii resortului. c. Calculaţi lucrul mecanic efectuat de forţa elastică pe parcursul comprimării resortului. d. Determinaţi valoarea impulsului mecanic al corpului la revenirea lui în poziţia în care a atins resortul. Probă scrisă la Fizică 1 A. Mecanică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2018 Proba E. d) Fizică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar • 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 Varianta 2 −1 Se consideră: numărul lui Avogadro N A = 6,02 ⋅ 10 mol , constanta gazelor ideale R = 8,31 J ⋅ mol−1 ⋅ K −1 . 23 Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relaţia: p ⋅ V = νRT . I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură din S.I. a mărimii pV µ exprimate prin raportul este: RT a. J ⋅ mol ⋅ K -1 b. J ⋅ mol-1 ⋅ K c. kg d. kg ⋅ m3 (3p)  J  2. Căldura necesară pentru a încălzi o bucată de plumb având masa m = 500 g  c plumb = 125  cu  kg ⋅ K  ∆t = 20°C este egală cu: a. 2500 kJ b. 1250 kJ c. 2500 J d. 1250 J (3p) 3. O cantitate dată de gaz ideal se destinde adiabatic dintr-o stare în care temperatura este T1 , până într-o stare în care temperatura devine T2 . Lucrul mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior poate fi exprimat prin: a. L = ν CV (T2 − T1 ) b. L = ν CV (T1 − T2 ) c. L = ν Cp (T1 − T2 ) d. L = ν Cp (T2 − T1 ) (3p) 4. Densitatea unei cantităţi date de gaz ideal creşte într-o: a. răcire izobară b. încălzire izobară c. destindere izotermă d. încălzire izocoră (3p) 5. Un gaz ideal parcurge succesiunea de transformări reprezentate în coordonate p − V în figura alăturată. Transformarea în care gazul primeşte căldură, fără să efectueze lucru mecanic este: a. 1-2 b. 2-3 c. 3-4 d. 4-1 (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal cu secţiunea S = 831 cm2 şi lungimea L = 60 cm , închis la ambele capete, este împărţit în două compartimente, A şi B, printr-un piston subţire, care se poate mişca fără frecări. Iniţial, în cele două compartimente se află cantităţi egale de azot ( µ = 28 g mol) la presiunea p0 = 105 N m2 şi la temperatura t = 27°C . Se introduce în compartimentul A azot la temperatura t = 27°C până când presiunea azotului din compartimentul B devine p = 3 ⋅ 105 N m2 . Calculaţi: a. volumul iniţial al compartimentului A; b. cantitatea de azot din compartimentul B; c. distanţa x pe care se deplasează pistonul; d. masa de azot care s-a introdus suplimentar în compartimentul A. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte)  2  O cantitate ν = 0,24 mol  ≅ mol  de gaz ideal monoatomic (CV = 1,5R )  8,31  evoluează după ciclul termodinamic A − B − C − D − A reprezentat în coordonate p − T în graficul alăturat. În starea A temperatura gazului este TA = 300 K , în starea B TB = 3TA , iar în starea D TD = TB . a. Reprezentați ciclul termodinamic în coordonate p − V . b. Determinați variația energiei interne a gazului în procesul A − B . c. Calculați lucrul mecanic total schimbat de gaz cu mediul exterior într-un ciclu. d. Determinați randamentul unui motor termic ce ar funcționa după ciclul termodinamic considerat. Probă scrisă la Fizică 2 B. Elemente de termodinamică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2018 Proba E. d) Fizică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar • 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 Varianta 2 I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Tensiunea la bornele unei surse cu tensiunea electromotoare E şi rezistenţa interioară r , la bornele căreia este conectat un rezistor de rezistenţă R , se poate exprima prin relaţia: ER Er E Er a. b. c. d. (3p) R+r R+r R(R + r ) R 2. Una dintre mărimile caracteristice inscripţionate pe acumulatorul unui telefon mobil este exprimată în miliamperi-oră, (mAh). Mărimea exprimată în această unitate de măsură este echivalentă cu o: a. energie electrică b. putere electrică c. tensiune electrică d. sarcină electrică (3p) 3. Un fierbător are puterea nominală de 2 kW. Energia consumată de fierbător într-un interval de timp ∆t = 5min este: a. 600 kJ b. 100 kJ c. 60 kJ d. 10 kJ (3p) 4. Rezistenţa unui conductor liniar, omogen, de lungime ℓ = 100 m , cu aria secţiunii transversale de 1 mm2 , ( ) confecţionat din aluminiu ρ Al = 2,75 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m , are valoarea: a. 275 Ω b. 27,5 Ω c. 2,75 Ω d. 0,275 Ω (3p) 5. La bornele unei surse este legat un reostat a cărui rezistenţă variază între 2 Ω şi 8 Ω . În graficul din figura alăturată este reprezentată puterea pe reostat în funcţie de rezistenţa acestuia. Rezistenţa interioară a sursei are valoarea: a. 2 Ω b. 4 Ω c. 10 Ω d. 16 Ω (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Se consideră circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată. Reostatul AD are rezistenţa electrică totală RAD = 180 Ω . Punctele B şi C împart reostatul AD în trei părţi egale. Se cunosc: E1 = 7 V , E2 = 6 V , r1 = 2 Ω , r2 = 3 Ω , R1 = 64 Ω , R2 = 56 Ω . a. Calculaţi rezistenţa echivalentă a circuitului exterior generatoarelor când cursorul M este în punctul B; b. Comutatorul k este pus în poziţia b., iar cursorul M este în punctul B. Calculaţi intensitatea curentului prin generatorul E1 . c. Comutatorul k este pus în poziţia a., iar cursorul este în punctul C. Calculaţi tensiunea la bornele generatorului E1 . d. Comutatorul k este pus în poziţia a., iar cursorul este în punctul C. Calculaţi tensiunea la bornele rezistorului R2 . III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Pe soclul becului B1 sunt înscrise valorile 9 V; 0,3 A , iar pe soclul becului B2 sunt înscrise valorile 6 V; 0,2 A . Toate cele trei becuri funcţionează la parametri nominali. Rezistenţa interioară a generatorului este r = 3 Ω . Calculaţi: a. puterea nominală a becului B1 ; b. rezistenţa electrică a becului B3 în condiţii de funcţionare la parametri nominali; c. puterea totală dezvoltată de generator; d. energia consumată în total de cele 3 becuri în timp de 10 minute. Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2018 Proba E. d) Fizică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar • 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 Varianta 2 −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, creşterea energiei radiaţiei electromagnetice incidente pe suprafaţa metalului în unitatea de timp, cu menținerea constantă a frecvenței, duce la: a. creşterea numărului de electroni emiși în unitatea de timp; b. scăderea numărului de electroni emiși în unitatea de timp; c. creşterea vitezei radiaţiei electromagnetice incidente pe suprafaţa fotocatodului; d. scăderea vitezei radiaţiei electromagnetice incidente pe suprafaţa fotocatodului; (3p) 2. Simbolurile fiind cele utilizate în manualele de fizică, convergenţa unui sistem optic centrat obţinut prin alipirea a două lentile subţiri este dată de relaţia: a. C = C1 ⋅ C2 b. C = C1 /C2 c. C = C1 + C2 d. C = C1 − C2 (3p) 3. Simbolurile fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I....