Fizică 2019

Ministerul Educației Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2019 Proba E. d) Proba scrisă la 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 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 mișcarea rectilinie uniformă, viteza mobilului: a. crește b. scade c. este constantă d. variază (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, constanta elastică a unui fir elastic este: ES0 S Eℓ0 ES0 ℓ 0 a. k = b. k = 0 c. k = d. k = (3p) ℓ0 Eℓ0 S0 2 3. Simbolurile mărimilor fizice și unităților de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii fizice exprimate prin produsul m ⋅ a este: a. W b. J c. kg d. N (3p) 4. Un corp cu masa m = 200 g, considerat punctiform, este lăsat să cadă de la înălțimea H = 24m. Considerând că forțele de rezistență sunt neglijabile, energia cinetică a corpului în momentul atingerii solului este: a. 12J b. 24 J c. 48 J d. 60 J (3p) 5. În graficul alăturat este reprezentată dependența de timp a accelerației unui automobil în primele 15 s de la începutul mișcării sale. Știind că automobilul a pornit din stare de repaus, viteza acestuia la momentul t = 15 s este: a. 40m/s b. 30m/s c. 20m/s d. 15m/s (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată o ladă cu masa m = 40kg aflată în repaus pe o suprafață orizontală. De ladă este legat un resort elastic, cu masa neglijabilă, având constanta elastică k = 800N m și lungimea ℓ 0 = 30cm în stare nedeformată. La capătul resortului acționează o forță F = 40N care alungește resortul fără să scoată lada din stare de repaus. a. Calculați forța de apăsare normală a lăzii pe suprafața pe care se află. b. Calculați lungimea resortului elastic deformat sub acțiunea forței F . c. Dacă valoarea forței care acționează la capătul resortului elastic devine F ' = 220N , lada se deplasează. Coeficientul de frecare la alunecarea lăzii pe suprafața orizontală este µ = 0,5. Calculați valoarea forței de frecare la alunecare. d. Calculați accelerația cutiei în condițiile punctului c. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un corp având masa m = 0,5 kg este aruncat vertical în sus, cu viteza iniţială v 0 = 4 m/s , de pe un pod situat la înălţimea H = 40 m față de sol. Interacțiunea corpului cu aerul este neglijabilă. Considerând energia potenţială gravitaţională nulă la nivelul solului, calculaţi: a. energia potențială gravitațională a corpului în starea inițială; b. energia cinetică a corpului în momentul în care are viteza v 0 = 4 m/s ; c. înălţimea maximă, măsurată faţă de nivelul podului, la care ajunge corpul; d. lucrul mecanic efectuat de greutatea corpului în timpul mișcării acestuia de la nivelul podului până la atingerea solului. Probă scrisă la Fizică 1 A. Mecanică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educației Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2019 Proba E. d) Proba scrisă la 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 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 = ν RT . I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Un gaz ideal aflat la temperatura de 10o C este încălzit cu 27 o C . Temperatura finală la care ajunge gazul în urma acestei încălziri are valoarea: a. 300K b. 310K c. 400K d. 410K (3p) 2. Simbolurile utilizate fiind cele din manualele de fizică, expresia matematică a relaţiei Robert-Mayer este: a. C p = Cv + R b. C p = Cv − R c. c p = R − cv d. c p = cv − R (3p) 3. Unitatea de măsură în S.I. a căldurii specifice este: a. J ⋅ mol −1 ⋅ K −1 b. J ⋅ mol −1 c. J ⋅ K −1 d. J ⋅ kg-1 ⋅ K −1 (3p) 4. O cantitate ν = 2mol de gaz ideal monoatomic, având căldura molară la volum constant Cv = 1,5R , se află la temperatura T = 250 K . Energia internă a gazului are valoarea: a. 4155 J b. 6232,5 J c. 8310 J d. 10387,5 J (3p) 5. O cantitate constantă de gaz ideal parcurge transformarea ciclică reprezentată în figura alăturată, în coordonate presiune-volum. Cea mai mică temperatură a gazului este atinsă în starea: a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O butelie cu volumul V1 = 24,93 L conține ν 1 = 2mol de oxigen cu masa molară µ1 = 32g/mol , la temperatura T1 = 300 K . O altă butelie cu volumul V2 = 16,62 L conține heliu cu masa molară µ 2 = 4g/mol la temperatura T2 = 400 K şi presiunea p2 = 105 Pa . Cele două butelii sunt conectate print-un tub cu volumul neglijabil prevăzut cu un robinet, iniţial închis. Considerați că cele două gaze au un comportament de gaz ideal și că pe timpul conectării buteliilor nu există scăpări de gaze. a. Calculaţi masa de oxigen din prima butelie. b. Calculaţi cantitatea de heliu din a doua butelie. c. Calculaţi densitatea heliului din a doua butelie. d. Se răcește heliul până la temperatura T1 = 300 K , apoi se deschide robinetul şi cele două gaze se amestecă. Calculaţi presiunea amestecului de gaze. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate ν = 2mol de gaz ideal având căldura molară la volum constant Cv = 2R , parcurge transformarea 1 → 2 → 3 reprezentată în figura alăturată. Temperatura gazului în starea 1 are valoarea T1 = 250K . Transformarea 2 → 3 are loc la temperatură constantă. Consideraţi că ln2 = 0,7 . a. Reprezentaţi grafic transformarea 1 → 2 → 3 în coordonate V − T . b. Calculaţi căldura primită de gaz în transformarea 1 → 2 . c. Calculaţi lucrul mecanic efectuat de gaz în transformarea 2 → 3 . d. Calculaţi variaţia energiei interne a gazului pe parcursul transformării 1 → 2 → 3 . Probă scrisă la Fizică 2 B. Elemente de termodinamică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educației Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2019 Proba E. d) Proba scrisă la 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 Varianta 2 I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Dacă se dublează temperatura absolută a unui conductor metalic conectat la o sursă de tensiune constantă şi se neglijează modificarea dimensiunilor conductorului cu temperatura: a. rezistenţa acestuia se dublează b. rezistivitatea acestuia se dublează c. intensitatea curentului electric prin conductor scade d. intensitatea curentului electric prin conductor creşte (3p) 2. Rezistenţa electrică a unui conductor electric liniar, care are lungimea ℓ , aria secţiunii transversale S şi rezistivitatea electrică ρ poate fi exprimată prin relaţia: ρℓ Sρ S ρ a. R = b. R = c. R = d. R = (3p) S ℓ ρℓ Sℓ 3. Simbolurile fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a rezistivităţii electrice este: a. Ω b. Ω ⋅ m c. V d. V ⋅ m (3p) 4. Un circuit electric simplu este format dintr-un consumator cu rezistenţa electrică R = 90 Ω alimentat de la o baterie cu tensiunea electromotoare E = 12V şi rezistenţa electrică internă r = 30 Ω . Randamentul circuitului are valoarea: a. 25 % b. 50 % c. 75 % d. 100% (3p) 5. Un circuit electric simplu este compus dintr-o sursă având tensiunea electromotoare constantă şi un consumator cu rezistenţa electrică variabilă. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependenţa I = f (U ) , a intensităţii curentului electric din circuit în funcţie de tensiunea electrică de la bornele sursei. Intensitatea curentului electric de scurtcircuit al sursei are valoarea: a. 2 A b. 6 A c. 12A d. 72A (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) În circuitul electric din figura alăturată rezistoarele montate în circuit au rezistenţele electrice R1 = 20 Ω , R2 = 40 Ω , R3 = 30 Ω , iar generatoarele electrice sunt identice și au fiecare tensiunea electromotoare E = 12 V , respectiv rezistenţa electrică interioară r = 2 Ω . Consideraţi că rezistenţa electrică a conductoarelor de legătură este neglijabilă. Calculaţi: a. tensiunea electromotoare echivalentă a grupării formate din cele două generatoare; b. rezistenţa electrică a circuitului exterior; c. intensitatea curentului electric care străbate generatoarele; d. tensiunea electrică de la bornele rezistorului R3 . III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un bec având parametrii nominali Ub = 12 V şi Ib = 1 A este legat în serie cu un rezistor având rezistenţa electrică R1 = 9 Ω . Gruparea astfel formată este conectată la bornele unei baterii cu tensiunea electromotoare E = 24 V și rezistența interioară r . Becul funcționează la parametrii nominali. Neglijând rezistența electrică a conductoarelor de legătură, calculaţi: a. puterea electrică a becului; b. energia electrică consumată de bec în timp de un minut; c. puterea electrică furnizată de baterie circuitului exterior; d. căderea de tensiune electrică în interiorul bateriei. Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educației Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2019 Proba E. d) Proba scrisă la 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 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. Imaginea unui obiect real într-o oglindă plană este: a. reală și răsturnată b. virtuală și dreaptă c. reală și dreaptă d. virtuală și răsturnată (3p) 2. Un sistem optic centrat este alcătuit din două lentile convergente cu distanțele focale f1 și respectiv f2 . Dacă cele două lentile sunt alipite, atunci convergența sistemului de lentile este: ff f +f 1 1 a. C = 1 2 b. C = 1 2 c. C = f1 + f2 d. C = + (3p) f1 + f2 2 f1 f2 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii fizice exprimate prin produsul hν este: a. J b. V c. W d. A (3p) 4. Frecvența minimă a radiației care produce efect fotoelectric extern pe un metal este ν 0 = 1,25 ⋅ 10 Hz . 15 Lucrul mecanic de extracție a electronilor din metal este: a. 8,25 ⋅ 10 −19 J b. 6,6 ⋅...