Fizică 2021

Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2021 Proba E. d) FIZICĂ Filiera tehnologică – profilul tehnic și profilul resurse naturale și protecția mediului • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă zece puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de trei ore. A. MECANICĂ Varianta 1 Se consideră accelerația gravitațională g = 10m/s 2 . I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Dacă un corp se deplasează cu viteză constantă pe un drum orizontal rectiliniu, atunci: a. energia potențială gravitațională scade în timp; b. accelerația corpului crește în timp; c. rezultanta tuturor forțelor care acționează asupra corpului este nulă; d. energia cinetică a corpului crește în timp. (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, relația de definiție a vitezei medii în mișcarea rectilinie este: x F t a. v m = d  t b. v m = c. v m = d. v m = (3p) t t x 3. Unitatea de măsură a mărimii exprimate prin produsul a  d dintre accelerație și deplasare este: a. m/s b. N  m c. W d. m2 /s2 (3p) 4. Un fir elastic are constanta elastică k = 50 N/m . Sub acțiunea unei forțe deformatoare F = 5 N , firul se alungește cu: a. 10 cm b. 5 cm c. 4 cm d. 1 cm (3p) 5. Un corp se deplasează rectiliniu, în lungul axei Ox, sub acțiunea unei forțe orientate pe direcția și în sensul mișcării. Modulul forței depinde de coordonata la care se află corpul conform graficului din figura alăturată. Lucrul mecanic efectuat de forță la deplasarea corpului între coordonatele 2 m și 5 m este: a. 90 J b. 72 J c. 54 J d. 18 J (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Sistemul mecanic din figura alăturată este alcătuit din două corpuri A și B, legate prin intermediul unui fir inextensibil și de masă neglijabilă. Masa corpului A este mA = 0,3 kg . Firul este trecut peste un scripete fără frecări și lipsit de inerție. La momentul inițial corpurile se află în repaus. După ce sistemul este lăsat liber, se constată că accelerația corpului A este orientată în jos și are valoarea a = 5 m/s2 . a. Calculați valoarea vitezei corpului A la t = 0,5 s din momentul în care sistemul este lăsat A B liber. b. Reprezentați toate forțele care se exercită asupra corpului A. c. Determinați valoarea tensiunii din fir. d. Determinați valoarea masei mB a corpului B. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un corp având masa m = 1,0 kg se află inițial în repaus la baza unui plan înclinat cu unghiul  = 30 față de orizontală. Frecarea dintre corp și planul înclinat este neglijabilă. Asupra corpului acționează o forță de tracțiune constantă F = 40 N , orientată în lungul planului înclinat, ca în figura alăturată. După ce corpul parcurge distanța d = 20 cm , acțiunea forței F încetează, iar corpul continuă să urce pe plan. Planul înclinat este suficient de lung, astfel încât corpul nu F părăsește suprafața planului înclinat. Energia potențială m gravitațională se consideră nulă la baza planului înclinat. Determinați:  a. lucrul mecanic efectuat de greutate în timpul urcării corpului, pe planul înclinat, pe distanța d = 20 cm ; b. energia cinetică a corpului în momentul în care acțiunea forței de tracțiune încetează; c. înălțimea h1 la care se află corpul față de baza planului înclinat în momentul în care, în timpul coborârii, energia cinetică a corpului este egală cu energia potențială gravitațională din acel moment; d. valoarea vitezei corpului în momentul în care revine la baza planului înclinat. Probă scrisă la Fizică 1 A. Mecanică  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2021 Proba E. d) FIZICĂ Filiera tehnologică – profilul tehnic și profilul resurse naturale și protecția mediului • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă zece puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de trei ore. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ Varianta 1 J Se consideră: numărul lui Avogadro N A = 6,02  1023 mol −1 , constanta gazelor ideale R = 8,31 . Între mol  K parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p  V = RT . I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Într-o transformare adiabatică a unei cantități constante de gaz: a. gazul nu schimbă căldură cu exteriorul; b. variația energiei interne a gazului este întotdeauna pozitivă; c. gazul nu schimbă lucru mecanic cu exteriorul; d. căldura primită de gaz se transformă integral în lucru mecanic. (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia variației energiei interne a unui gaz ideal într-o transformare este: a. RT b. −RT c. CP T d. CV T (3p) 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii   fizice exprimate prin raportul este: V a. kg/m3 b. m-3 c. kg d. m3 /kmol (3p) 4. O cantitate  = 2 mol de gaz ideal, a cărui căldură molară la volum constant este CV = 1,5R , este supusă unui proces în cursul căruia volumul gazului este constant, iar temperatura gazului se modifică de la T1 = 300 K la T2 = 500K . Căldura schimbată de gaz cu exteriorul de-a lungul procesului este: a. 1249 J b. 2493 J c. 4986 J d. 7479 J (3p) 5. O cantitate constantă de gaz ideal este supusă procesului termodinamic 1-2 în care presiunea variază în funcție de volum conform graficului reprezentat în figura alăturată. În cursul acestei transformări: a. temperatura gazului scade; b. densitatea gazului crește; c. presiunea gazului scade; d. temperatura gazului crește. (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O masă m = 70 g de azot (  = 28g/mol) este închisă etanș într-un cilindru orizontal cu ajutorul unui piston, inițial blocat, ca în figura alăturată. În această stare azotul are temperatura t1 = 7C , iar presiunea acestuia este p1 = 1,4  105 Pa . Celălalt capăt al recipientului este deschis către aerul din exterior, a cărui presiune este constantă și egală cu p0 = 105 Pa . a. Calculați numărul de molecule de azot. b. Determinați densitatea azotului din cilindru. c. Pistonul se deblochează și se deplasează fără frecare în interiorul cilindrului în timp ce azotul este încălzit lent. În starea finală temperatura azotului este t2 = 27C , iar pistonul se află în echilibru. Determinați presiunea azotului în starea finală. d. Determinați raportul dintre volumul azotului în starea finală și volumul inițial al azotului. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate constantă de gaz ideal poliatomic (CV = 3R ) parcurge procesul termodinamic 1-2-3, reprezentat în coordonate p-V ca în figura alăturată. În transformarea 1-2 temperatura rămâne constantă, iar în transformarea 2-3 presiunea este constantă. Se cunosc: p1 = 105 Pa , V1 = 4 L , V2 = 0,5 V1 , V3 = 2  V1 , iar ln 2  0,7 . Determinați: a. presiunea gazului în starea 2; b. căldura schimbată de gaz cu exteriorul în cursul transformării 1-2; c. energia internă a gazului în starea 3; d. lucrul mecanic total schimbat de gaz cu exteriorul în cursul transformării 1-2-3. Probă scrisă la Fizică 2 B. Elemente de termodinamică  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2021 Proba E. d) FIZICĂ Filiera tehnologică – profilul tehnic și profilul resurse naturale și protecția mediului • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă zece puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de trei ore. C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Varianta 1 I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. La bornele unei baterii cu rezistența interioară r și tensiunea electromotoare E este conectat un consumator cu rezistența electrică R . Bateria va transmite consumatorului puterea maximă dacă este îndeplinită condiția: a. R = r b. R = 0,25  r c. R = r d. R = 4  r (3p) 2. Rezistivitatea electrică a materialului din care este confecționat un rezistor metalic: a. scade întotdeauna cu creșterea temperaturii la care se află rezistorul; b. este independentă de valoarea temperaturii la care se află rezistorul; c. depinde de lungimea firului din care este confecționat rezistorul; d. depinde de natura materialului. (3p) 3. Simbolurile mărimilor fizice și ale unităților de măsură fiind cele utilizate în manuale de fizică, unitatea de U măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin  t este: R a. J b. C c. A d. W (3p) 4. La bornele unei baterii cu tensiunea electromotoare constantă se conectează un consumator a cărui rezistență electrică este variabilă. În figura alăturată este reprezentată dependența tensiunii la bornele bateriei de intensitatea care trece prin aceasta. Tensiunea electromotoare a bateriei este: a. 9,0 V b. 7,7 V c. 3,0 V d. 2,2V (3p) 5. Aria secțiunii transversale a unui conductor liniar de lungime  = 5 m este S = 1mm . Rezistivitatea 2 electrică a materialului din care este confecționat conductorul are valoarea  = 10−7   m . Rezistența electrică a conductorului are valoarea: a. R = 20  b. R = 5  c. R = 2  d. R = 0,5  (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Se consideră circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată. Se cunosc: E = 20 V , r = 2  , R1 = 20  . Intensitățile curenților electrici indicate de ampermetrele ideale A 1 și A 2 (RA1 = RA2  0 ) sunt I A1 = 0,4 A , respectiv I A 2 = 0,6 A . Determinați: a. tensiunea electrică la bornele generatorului; b. tensiunea electrică la bornele rezistorului R1 ; c. valoarea rezistenței electrice R2 ; d. valoarea rezistenței electrice R3 . III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Două consumatoare, având rezistențele electrice R1 = 18  , respectiv R2 = 12  , sunt legate în paralel. Gruparea astfel formată este conectată la bornele unui generator de tensiune electromotoare E = 40 V și rezistență interioară diferită de zero. Puterea electrică consumată de consumatorul de rezistență electrică R1 este P1 = 72 W . a. Desenați schema electrică a circuitului. b. Calculați intensitatea curentului electric care străbate consumatorul de rezistență electrică R1 . c. Determinați energia electrică consumată de ambele consumatoare, împreună, în t = 5 minute de funcționare. d. Determinați puterea dispată pe rezistența interioară a generatorului. Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2021 Proba E. d) FIZICĂ Filiera tehnologică – profilul tehnic și profilul resurse naturale și protecția mediului • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă zece puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de trei ore. D. OPTICĂ Varianta 1 Se consideră: viteza luminii în vid c = 3  10 8 m/s , constanta Planck h = 6,6  10 −34 J  s . I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. La trecerea luminii printr-o lentilă, razele care formează imaginea: a. sunt deviate ca urmare a reflexiei luminii; b. sunt deviate ca urmare a refracției luminii; c. suferă efect fotoelectric extern; d. nu...