Fizică 2022

Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2022 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 Simulare 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 coboară rectiliniu o pantă, astfel încât modulul vitezei corpului este constant în timp, atunci: a. energia potențială gravitațională a corpului este constantă 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, relaţia de definiţie 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, în S.I., a produsului dintre accelerația unui corp și distanța parcursă a  d este: a. m/s b. N  m c. W d. m2 /s2 (3p) 4. Un corp cade liber de la înălțimea h = 3,2 m măsurată față de nivelul solului. Frecările se consideră neglijabile. Viteza corpului în momentul în care acesta atinge solul are valoarea: a. 8 m/s b. 6 m/s c. 5 m/s d. 3 m/s (3p) 5. Un corp se află în repaus pe o suprafață orizontală, în originea unei axe orizontale Ox. Asupra corpului acționează pe direcția axei Ox o forță rezultantă al cărei modul variază în funcție de coordonata corpului ca în graficul alăturat. Valoarea lucrului mecanic efectuat de forța rezultantă între punctele de coordonată x1 = 2m și x2 = 5m este: a. 90 J b. 54 J c. 36 J d. 18 J (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Sistemul din figura alăturată este format din două corpuri cu masele m1 = 2,5 kg şi m2 = 0,1kg . Corpurile sunt legate printr-un fir inextensibil de masă neglijabilă, trecut peste un scripete lipsit de frecare şi de inerţie. Unghiul format de planul înclinat cu orizontala este   37 ( sin = 0,6) . Lăsat liber sistemul se deplasează cu viteză constantă. a. Reprezentaţi toate forţele care acţionează asupra corpului de masă m1 . b. Calculaţi valoarea tensiunii din firul care leagă cele două corpuri. c. Determinaţi modulul forţei de frecare la alunecare dintre corpul de masă m1 şi planul înclinat. d. Calculaţi coeficientul de frecare la alunecare dintre corpul de masă m1 şi planul înclinat. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un corp de masă m = 0,5 kg este lansat, din punctul A, cu viteza inițială orizontală v 0 = 6 m/s de-a lungul unei suprafețe orizontale, ca în figura alăturată. După ce corpul parcurge distanța AB = d = 1 m , acesta ajunge în punctul B cu viteza v B = 5 m/s și își continuă mișcarea pe suprafața curbă care are secțiunea BC de forma unui sfert de cerc, de rază OB = OC = R = 0,8 m . Din punctul C corpul urcă vertical. Se neglijează frecările pe suprafața BC și rezistența la înaintare datorată aerului. Determinați: a. energia cinetică inițială a corpului; b. coeficientul de frecare dintre corp și suprafața orizontală AB; c. lucrul mecanic efectuat de greutate de-a lungul suprafeței BC; d. înălțimea maximă, față de nivelul suprafeței orizontale, la care ajunge corpul. Probă scrisă la Fizică 1 A. Mecanică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2022 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 Simulare 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. Mărimea fizică numeric egală cu căldura necesară pentru a modifica temperatura unității de masă cu un Kelvin este: a. capacitatea calorică b. căldura specifică c. căldura molară d. caloria (3p) 2. Un sistem termodinamic închis primește o cantitate de căldură de 600 J, iar energia sa internă crește cu 400 J. Lucrul mecanic schimbat de sistem cu mediul exterior are valoarea: a. 800 J b. 400 J c. 200 J d. -800 J (3p) 3. O cantitate dată de gaz ideal este încălzită la volum constant astfel încât raportul temperaturilor este Tfinal = 4 . Raportul dintre presiunea gazului în starea finală și cea în starea inițială este egal cu: Tinitial a. 0,25 b. 0,75 c. 1 d. 4 (3p) 4. O cantitate constantă de gaz ideal suferă succesiunea de transformări reprezentate în coordonate V − T în figura alăturată. Stările în care densitatea gazului este aceeași sunt: a. 1 și 4 b. 1 și 2 c. 3 și 4 d. 3 și 1 (3p) 5. Unitatea de măsură în S.I. a raportului dintre energia internă și cantitatea de substanță este: a. J/mol b. K c. N  m d. kmol (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal, de volum V1 = 16,62 L , conține azot ( 1 = 28 g/mol) la temperatura T = 300 K . Cilindrul este închis cu un piston mobil, etanș, având aria suprafeței S = 831 cm2 . Pistonul se poate deplasa fără frecare. În exterior se află aer la presiunea p0 = 1 105 Pa . Cilindrul este conectat cu o incintă de volum V2 = 8,31 L prin intermediul unui tub de volum neglijabil prevăzut cu un robinet R, inițial închis. Incinta conține m2 = 8 g de heliu ( 2 = 4 g/mol) , la temperatura T = 300 K . Robinetul se deschide lent. În timpul procesului temperatura este menținută constantă. Gazele sunt considerate ideale. Determinați: a. masa de azot din cilindru; b. presiunea la care se află inițial heliul; c. volumul total ocupat de amestecul de gaze după deschiderea robinetului și atingerea stării de echilibru; d. masa molară medie a amestecului. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate constantă de gaz ideal diatomic (Cv = 2,5R ) efectuează procesul ciclic 1 − 2 − 3 − 4 − 1 reprezentat în coordonate p − V în figura alăturată. În starea 1 gazul ocupă volumul V1 = 4 L și se află la presiunea p1 = 1 105 Pa , iar presiunea gazului în starea 2 este p2 = 3 p1 . Transformarea 3 − 4 este izotermă. Se cunoaște ln3  1,1. a. Calculați energia internă a gazului în starea 2. b. Calculați căldura primită de gaz în transformarea 2 → 3 . c. Calculați valoarea lucrului mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior în transformarea 3 → 4 . d. Reprezentați transformarea ciclică în coordonate V − T . Probă scrisă la Fizică 2 B. Elemente de termodinamică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2022 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 Simulare I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. La legarea în serie a patru rezistoare electrice identice, puterea disipată de sursă în circuitul exterior este P = 160 W . În acest caz, puterea disipată pe un singur rezistor din grupare este: a. 125 W b. 62,5 W c. 52,5 W d. 40 W (3p) 2. În cazul unui conductor metalic parcurs de curent electric, conducția electrică este asigurată de: a. electroni şi ioni b. ioni negativi c. ioni pozitivi d. electroni (3p) 3. Rezistenţa unui conductor liniar, omogen, de lungime = 50m , cu aria secţiunii transversale de 0,5 mm2 , ( ) confecţionat din aluminiu Al = 2,75  10−8   m , are valoarea: a. 0,275  b. 2,75  c. 27,5  d. 275  (3p) 4. Un rezistor cu rezistența variabilă este conectat la bornele unei baterii având tensiunea electromotoare E = 60 V . În figura alăturată este reprezentată dependența intensității curentului prin rezistor de valoarea rezistenței acestuia. Valoarea rezistenței interioare a bateriei este: a. r = 5  b. r = 10  c. r = 12  d. r = 30  (3p) 5. Știind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a E2 mărimii fizice descrisă prin raportul este: 4r a. W b. J c. A d. V (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Sursa are tensiunea electromotoare E = 20 V și rezistența interioară r = 4  . Valorile rezistențelor sunt: R1 = 6  , R2 = 12  și R3 = 18  , iar ampermetrul este considerat ideal ( RA  0 ) . Determinați: a. rezistența echivalentă a circuitului exterior sursei când întrerupătorul K este deschis; b. valoarea tensiunii de la bornele sursei când întrerupătorul K este deschis; c. valoarea lui Rx dacă, la închiderea întrerupătorului, rezistența echivalentă a circuitului exterior sursei devine Re = 12  ; d. valoarea tensiunii la bornele rezistorului Rx în condițiile punctului c.. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Cele două rezistoare au rezistențele electrice R1 = R2 = 40  , iar rezistența interioară a bateriei este r = 10  . Atunci când întrerupătorul K este deschis, ampermetrul ideal ( RA  0 ) indică I0 = 0,6 A , iar când întrerupătorul este închis ampermetrul indică I1 = 0,5 A . Determinați: a. puterea disipată de rezistorul R1 când întrerupătorul este deschis; b. energia dezvoltată de rezistorul R2 în t = 320 s dacă întrerupătorul este închis; c. puterea dezvoltată pe circuitul exterior bateriei atunci când întrerupătorul este închis; d. randamentul circuitului dacă întrerupătorul este deschis. Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2022 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 Simulare 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. Două radiaţii luminoase au frecvențele  1 = 0,5  1015 Hz şi  2 = 5  1014 Hz . Raportul frecvențelor celor două 1 radiaţii este egal cu: 2 a. 0,1 b. 1 c. 10 d. 100 (3p) 2. Imaginea unui obiect real într-o oglindă plană este: a. reală şi dreaptă b. reală şi răsturnată c. virtuală şi dreaptă d. virtuală şi răsturnată (3p) 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, energia  unui foton poate fi calculată cu relaţia: a.  = h b.  = h c.  = hc d.  = hm (...