Fizică 2023

Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2023 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 7 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. Lucrul mecanic efectuat de greutate la deplasarea unui corp între două puncte date depinde de: a. viteza corpului b. forma traiectoriei c. lungimea drumului parcurs de corp d. diferența de nivel dintre cele două puncte (3p) 2. Un corp având masa m se află în punctul A, la înălțimea h deasupra nivelului la care energia potențială gravitațională este considerată nulă. Energia potențială gravitațională a corpului aflat în punctul A este: mgh mgh a. − b. c. mgh d. −mgh (3p) 2 2 3. Simbolurile unităților de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a puterii mecanice este: a. kg b. J c. W d. N (3p) 4. Un resort elastic are constanta elastică k = 100N/m și lungimea în stare nedeformată 0 = 20cm . Forța deformatoare care menține resortul alungit cu  = 20cm este egală cu: a. 10N b. 20N c. 30N d. 40N (3p) 5. Un corp se mișcă de-a lungul axei Ox. Forța rezultantă care acționează asupra F(N) acestuia își păstrează orientarea, dar are modulul variabil în funcție de coordonata la care se află corpul, conform graficului alăturat. Lucrul mecanic efectuat de forță 4 în timpul deplasării corpului din punctul de coordonată x = 3 m până în punctul de coordonată x = 6 m este: 0 3 6 x(m) a. 6 J b. 12 J c. 18 J d. 24 J (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Asupra unui corp având masa m = 2kg aflat pe un plan înclinat cu unghiul →   37 față de orizontală ( sin = 0,6;cos = 0,8) acționează o forță F paralelă cu planul înclinat, ca în figura alăturată. Dacă modulul forței este F = 20N , corpul urcă cu viteză constantă în lungul planului înclinat. a. Reprezentați toate forțele care acționează asupra corpului care urcă pe planul înclinat cu viteză contantă. b. Calculați valoarea forței de frecare la alunecare dintre corp și planul înclinat. c. Determinați coeficientul de frecare la alunecare dintre corp și planul înclinat. → d. Calculați modulul forței F sub acțiunea căreia corpul ar coborî cu viteză constantă pe planul înclinat. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O ladă cu masa m = 50kg este deplasată pe o suprafață orizontală prin intermediul unui cablu inextensibil de masă neglijabilă, acționat de un motor, ca în figura alăturată. Coeficientul de frecare la alunecare dintre ladă și suprafața orizontală este μ = 0, 2 . La momentul t0 = 0s lada începe să se deplaseze, pornind din repaus (v0 = 0 m/s) . Accelerația imprimată lăzii este constantă și are valoarea a = 0,2 m/s . Calculați: 2 a. energia cinetică a lăzii la momentul t1 = 8s ; b. lucrul mecanic efectuat de forța de frecare pe distanța d = 6,4 m ; c. tensiunea din cablul de tracțiune; d. lucrul mecanic efectuat de forța de tensiune care acționează asupra lăzii între momentele t0 = 0s și t1 = 8s . Probă scrisă la Fizică 1 A. Mecanică Filiera tehnologică – profilul tehnic și profilul resurse naturale și protecția mediului  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2023 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 7 Se consideră: numărul lui Avogadro N A = 6,02  10 mol , constanta gazelor ideale R = 8,31 J  mol−1  K −1 . 23 −1 Între 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. Temperatura T = 300 K , exprimată în grade Celsius, are aproximativ valoarea: a. 27C b. 30C c. 300C d. 327C (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, principiul întâi al termodinamicii poate fi exprimat prin relația: a. U = Q − L b. U = Q + L c. U = Q − L d. U = Q + L (3p) 3. Unitatea de măsură în S.I. a căldurii molare este: a. J  kg−1  K −1 b. J  mol −1  K −1 c. J  kg−1 d. J  mol −1 (3p) 4. O cantitate constantă de gaz ideal este supusă procesului termodinamic 1 → 2 → 3 → 4 în care densitatea gazului depinde de presiune conform reprezentării din figura alăturată. Presiunea maximă la care ajunge gazul pe parcursul acestui proces este în starea: a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 (3p) 5. O masă m = 2 kg de apă, a cărei căldură specifică este c = 4200 J / (kg  K) , trebuie încălzită cu t = 20C . Căldura necesară pentru această încălzire are valoarea: a. Q = 16,8J b. Q = 8,4 kJ c. Q = 84 kJ d. Q = 168 kJ (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal, închis la ambele capete și având lungimea 2 = 50 cm , este împărțit în două compartimente de volume egale de un piston subțire, termoizolant și care se poate deplasa etanș, fără frecări. Fiecare compartiment al cilindrului conține  = 3 mol de oxigen cu masa molară  = 32 g/mol la temperatura T = 300 K și presiunea p = 1,0  105 Pa . Considerați că oxigenul are un comportament de gaz ideal. a. Calculați masa de oxigen dintr-un compartiment al cilindrului. b. Calculați numărul de molecule de oxigen dintr-un compartiment al cilindrului. c. Calculați densitatea oxigenului dintr-un compartiment al cilindrului. d. În compartimentul din stânga se introduce lent o cantitate suplimentară  = 1,5 mol de oxigen la aceeași temperatură T = 300 K . Calculați deplasarea pistonului din poziția inițială până în noua poziție de echilibru. Temperatura sistemului rămâne constantă în timpul procesului. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte)  2  O cantitate   0,24 mol  = mol  de gaz ideal monoatomic, având căldura molară la volum constant  8,31  Cv = 1,5R , parcurge transformarea 1 → 2 → 3 reprezentată în coordonate presiune-volum ca în figura alăturată. În transformarea 2 → 3 temperatura gazului rămâne constantă și are valoarea T2 = 600 K . Considerați că ln 2  0,7 . a. Reprezentați grafic transformarea 1 → 2 → 3 în coordonate p − T . b. Calculați lucrul mecanic efectuat de gaz în transformarea 1 → 2 . c. Calculați căldura cedată de gaz pe parcursul transformării 2 → 3 . d. Calculați variația energiei interne a gazului în transformarea 1 → 2 . 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 2023 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 7 I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. O baterie este formată prin legarea în serie a cinci generatoare identice. Tensiunea electromotoare a unui generator este E , iar rezistența interioară a unui generator este r . La bornele bateriei se conectează un consumator având rezistența electrică R = 5r . Intensitatea curentului prin baterie este: E E 2E 5E a. I = b. I = c. I = d. I = (3p) 2r r r 2r 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, rezistivitatea electrică a unui conductor metalic depinde de temperatură conform relației: 0  a.  = b.  = 0 (1 +   t ) c.  = 0 d.  = 0  t (3p) 1+   t  t 3. Consumurile de energie înregistrate de două aparate electrice sunt W1 = 360kJ și W2 = 0,1kWh . Raportul W1 dintre energiile consumate de cele două aparate este: W2 a. 1 b. 36 c. 100 d. 3600 (3p) 4. Rezistența electrică a unui conductor cu aria secțiunii transversale S = 1,5 mm2 , lungimea = 30 m și rezistivitatea electrică  = 6  10 −8   m este: a. 4,8  b. 3,6  c. 2,4  d. 1,2  (3p) 5. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependența de timp a intensității curentului electric care trece printr-un conductor. Intensitatea curentului electric la momentul t = 5 s este: a. 1 A b. 2 A c. 5 A d. 10 A (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În circuitul a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată rezistențele electrice ale rezistoarelor au valorile R1 = 10  , R2 = 15  și R3 = 25  . Tensiunea indicată de voltmetrul ideal ( RV → ) conectat între bornele M și N ale circuitului are valoarea UV = 8V . Determinați: a. rezistența electrică echivalentă a circuitului exterior sursei; b. intensitatea curentului electric prin rezistorul R1 ; c. sarcina electrică ce străbate sursa în intervalul de timp t = 1min ; d. tensiunea electrică la bornele rezistorului R3 . III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată, becurile funcționează la parametrii nominali. Becul B1 are puterea nominală Pn1 = 5W și tensiunea nominală Un1 = 10 V , iar becul B2 are puterea nominală Pn 2 = 12 W și tensiunea nominală Un 2 = 12 V . Determinați: a. intensitatea curentului electric prin becul B1; b. rezistența electrică a becului B2 când acesta funcționează în regim nominal; c. energia consumată de cele două becuri în intervalul de timp t = 1min ; d. rezistența electrică a rezistorului R0 . 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 2023 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 7 −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 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Unitatea de măsură în S.I. a energiei unui foton este: a. Hz b. Hz  s c. m/s d. J (3p) 2. Radiațiile incidente pe catodul unei celule fotoelectrice produc emisie de fotoelectroni. Dacă numărul fotonilor incidenți pe catod în unitatea de timp scade, iar frecvența radiațiilor este menținută constantă: a. viteza fotoelectronilor emiși de catod scade b. lucrul mecanic de extracție al fotoelectronilor crește c. valoarea absolută a tensiunii de stopare crește d. numărul fotoelectronilor emiși de catod în unitatea de timp scade (3p) 3. Obiectul plan și ecranul din desenele de mai jos se află în plane paralele. Lentila convergentă se află aproximativ la mijlocul distanței dintre ele și formează pe ecran imaginea clară a obiectului. Imaginea obiectului pe ecran este reprezentată corect în dese...