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 Model 2 Se consideră acceleraţia gravitaţională g = 10 m/s . I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Notaţiile fiind cele folosite în manualele de fizică, expresia modulului rezultantei a două forțe concurente perpendiculare una pe cealaltă este: a. R = F12 − F22 b. R = F1 + F2 c. R = F1 − F2 d. R = F12 + F22 (3p) 2. Notațiile fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia care are aceeași unitate de măsură ca și efortul unitar este: a. E ⋅ ∆ℓ ⋅ ℓ −01 b. F ⋅ E −1 ⋅ S −1 c. F ⋅ ∆ℓ −1 ⋅ ℓ 0 d. F ⋅ E −1 ⋅ ℓ 0 (3p) 3. Un corp este lansat de-a lungul unui plan înclinat, considerat suficient de lung, de la baza acestuia. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependența de timp a modulului vitezei corpului din momentul lansării şi până în momentul revenirii în punctul din care a fost lansat. Momentul de timp t ′ la care corpul revine în punctul de lansare este: a. t ′ = 5 s b. t ′ = 7 s c. t ′ = 8 s d. t ′ = 9 s (3p) 4. Un corp cu masa m = 100 kg este ridicat uniform, de pe sol până la înălțimea h = 30 m , într-un interval de timp ∆t = 2 min. Puterea dezvoltată pentru ridicarea corpului este egală cu: a. 4000 W b. 1500 W c. 600 W d. 250 W (3p) 5. Impulsul unui punct material cu masa m se dublează în cursul mișcării sale. Energia cinetică a punctului material: a. crește de 2 ori b. crește de 4 ori c. crește de 6 ori d. crește de 8 ori (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un muncitor împinge un corp cu masa M = 85 kg cu o forță constantă, a cărei direcție formează unghiul α (sin α = 0,6 ) cu orizontala, ca în figura alăturată. Mișcarea se face cu frecare, coeficientul de frecare la alunecare dintre corp și suprafață fiind µ = 0,2 . Corpul se deplasează cu viteza constantă v = 0,5 m/s . a. Determinați distanța parcursă de corp în ∆t = 10 s. b. Reprezentați forțele care acționează asupra lăzii.  c. Calculați valoarea forței F exercitate de muncitor, pentru deplasarea uniformă a corpului. d. După ∆t = 10 s muncitorul modifică direcția de acțiune a forței, după o direcție paralelă cu suprafața orizontală și continuă să împingă corpul cu o forţă având modulul F ′ = 255N . Calculați timpul după care viteza corpului devine v ′ = 1,5m/s . III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un aerostat urcă vertical cu viteza constantă v 0 = 5,0m/s . În momentul în care ajunge la înălțimea H din aerostat cade o piatră cu masa m = 50 g . Piatra atinge suprafața solului cu viteza v = 25 m/s și, după impactul cu solul, care durează ∆t = 1,0 ms , piatra se înalță la h = 80 cm , pe aceeași verticală. Neglijând interacțiunea cu aerul, determinați: a. înălțimea H de la care cade piatra; b. intervalul de timp ∆t c în care piatra ajunge la suprafața solului, măsurat din momentul în care ea cade din aerostat; c. lucrul mecanic efectuat de greutatea pietrei, din momentul în care aceasta cade din aerostat și până în momentul în care atinge înălțimea h ; d. valoarea forței rezultante medii exercitate asupra pietrei în timpul impactului cu solul. 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 Model −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. O cantitate dată de gaz ideal este supusă unei transformări adiabatice în decursul căreia volumul gazului scade. De-a lungul acestei transformări: a. energia internă a gazului scade b. energia internă a gazului crește c. presiunea gazului scade d. gazul nu schimbă lucrul mecanic cu exteriorul (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia căldurii schimbate de gaz cu exteriorul în decursul unei transformări izobare este: a. Q = ν R ∆T b. Q = ν RT c. Q = ν Cp ∆T d. Q = ν CV T (3p) 3. Unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin produsul dintre masa molară şi căldura specifică a unei substanţe este: a. J ⋅ kg -1 b. J ⋅ K -1 c. J ⋅ kg −1 ⋅ K −1 d. J ⋅ mol −1 ⋅ K −1 (3p) 4. În decursul unui ciclu Carnot gazul efectuează lucrul mecanic L = 2000 J , iar modulul căldurii cedate în exterior este Qc = 6000 J . Raportul dintre temperatura sursei reci şi a sursei calde are valoarea: a. 0,25 b. 0,50 c. 0,66 d. 0,75 (3p) 5. O cantitate dată de gaz ideal este supusă procesului termodinamic 1-2 în care densitatea ρ variază în funcție de presiunea p conform graficului reprezentat în figura alăturată. În cursul acestei transformări: a. temperatura gazului este constantă b. presiunea gazului variază direct proporțional cu temperatura acestuia c. presiunea gazului variază direct proporțional cu volumul acestuia d. lucrul mecanic efectuat de gaz este nul. (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un pompier folosește pentru respirație o butelie de volum V = 8,31 L . Butelia este încărcată cu M = 2,9 kg de aer ( µ = 29 g/mol ) , considerat gaz ideal, la temperatura t = 20°C . Pe durata stingerii unui incendiu pompierul efectuează, în medie, N = 25 respirații/minut. La o respiraţie pompierul inspiră o cantitate de aer al cărei volum este V0 = 1,5 L , la presiunea normală p0 = 1,0 ⋅ 105 Pa şi temperatura t = 20°C . Aerul din butelie poate fi utilizat dacă presiunea acestuia este mai mare decât p0 . Aerul poate fi considerat un amestec de oxigen şi azot, iar cantitatea de oxigen reprezintă 21% din cantitatea totală de aer. Determinaţi: a. presiunea aerului din butelie după încărcare; b. masa oxigenului ( µ1 = 32 g/mol ) din butelie; c. masa aerului rămas în butelie după un timp τ = 29,3 min ; d. timpul cât poate fi folosită butelia de către pompier. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte)  1  O cantitate ν = 0,12 mol  ≅ mol  de gaz ideal evoluează după procesul  8,31  termodinamic ciclic ABCA reprezentat în coordonate p −T în figura alăturată. Se cunosc: CV = 1,5 R și ln 2 ≅ 0,7. a. Reprezentați procesul termodinamic ciclic ABCA în coordonate p − V . b. Calculați variația energiei interne a gazului în transformarea C → A. c. Calculați lucrul mecanic total schimbat de gaz cu mediul exterior într-un ciclu. d. Calculați randamentul motorului termic ce ar funcționa după procesul termodinamic ciclic ABCA . 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 Model I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Dacă la bornele unui generator electric este conectat un voltmetru ideal (cu rezistență internă infinită), atunci: a. tensiunea la bornele generatorului este nulă b. tensiunea indicată de voltmetru este egală cu tensiunea electromotoare a generatorului c. intensitatea curentului electric care străbate generatorul este maximă d. puterea electrică transferată de generator voltmetrului este maximă (3p) 2. Expresia sarcinii electrice care traversează în timpul ∆t secțiunea transversală a unui conductor străbătut de un curent electric de intensitate I este: a. I ⋅ ∆t b. I ⋅ ∆t −1 c. I 2 ⋅ ∆t d. I −1 ⋅ ∆t (3p) 3. Simbolurile mărimilor fizice și ale unităților de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii exprimate prin produsul R ⋅ S ⋅ ℓ −1 este: a. Ω ⋅ m -1 b. m 2 c. Ω ⋅ m d. Ω (3p) 4. Un generator de t.e.m. continuă alimentează un consumator a cărui rezistență electrică poate fi modificată. În graficul din figura alăturată este reprezentată variația puterii electrice disipate de consumator în funcție de valoarea rezistenţei electrice a consumatorului. Valoarea tensiunii electromotoare a generatorului este: a. 48 V b. 24 V c. 16 V d. 12 V (3p) 5. La bornele unui generator a cărui tensiune electromotoare este E = 4,5 V se conectează un consumator de rezistență electrică R = 21 Ω . Intensitatea curentului electric prin circuit este I = 0,2 A . Dacă se înlocuiește rezistorul cu un conductor cu rezistenţă neglijabilă, noua valoare a intensității curentului electric din circuit este: a. 15 A b. 9 A c. 3 A d. 2 A (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Se consideră circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată. Se cunosc: E1 = 9 V, r1 = 2 Ω , r2 = 1Ω , R1 = 39 Ω , R2 = 5 Ω , R3 = 8 Ω şi R 4 = 24 Ω . Intensitatea curentului electric indicată de ampermetrul ideal (R A ≅ 0 Ω ) are valoarea I A = 0,6 A și are sensul indicat în figură. Rezistența electrică a conductoarelor de legătură se neglijează. Determinați: a. tensiunea electrică la bornele sursei de tensiune electromotoare E 1 ; b. rezistența electrică echivalentă a grupării formate din rezistoarele R2 , R3 , și R4 ; c. intensitatea curentului electric care trece prin rezistorul de rezistență R3 ; d. valoarea tensiunii electromotoare E 2 . III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Pe soclul unui bec sunt inscripţionate valorile nominale U = 9 V şi I = 2 A . Pentru a asigura funcţionarea becului la parametrii nominali, acesta este alimentat de două baterii, ca în circuitul reprezentat în figura alăturată. Se cunosc: tensiunea electromotoare E2 = 12 V , intensitatea curentului I2 = 1,5 A şi rezistenţa interioară r1 = 1 Ω . a. Calculaţi energia consumată de bec în 10 minute de funcţionare. b. Calculaţi puterea disipată în interiorul bateriei cu tensiunea electromotoare E 2 . c. Determinaţi valoarea tensiunii electromotoare E 1 . d. Se deconectează atât becul cât şi bateria cu E 1 . La bornele bateriei cu E 2 se conectează un rezistor cu rezistenţa electrică R = 10 Ω . Calculaţi puterea disipată pe rezistor. 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 Model 8 −34 Se consider...