Fizică 2024

Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2024 Proba E. d) FIZICĂ Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocațională – profilul militar • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice (alese de candidat) dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ. În situația în care candidatul abordează subiecte din mai mult de două arii tematice, vor fi luate în considerare primele două arii tematice abordate de candidat. • Se acordă zece puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de trei ore. A. MECANICĂ Varianta 3 Se consideră accelerația gravitațională g = 10m/s2 . I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.(15 puncte) 1. Unitatea de măsură în S.I. a puterii mecanice poate fi scrisă în forma: N J a. b. N m c. d. J  s (3p) m s 2. Vectorul viteză instantanee este orientat întotdeauna: a. perpendicular pe vectorul accelerație b. paralel cu vectorul accelerație c. perpendicular pe traiectorie d. tangent la traiectorie (3p) 3. Energia potențială gravitațională a unui corp cu masa m , aflat la înălțimea h față de nivelul solului, considerat nivel de energie potențială nulă, este exprimată prin relația: mgh mgh a. E p = b. E p = − c. E p = mgh d. E p = −mgh (3p) 2 2 4. Două mobile se deplasează pe aceeași direcție. Graficul din figura alăturată prezintă dependența de timp a coordonatelor celor două mobile. Raportul dintre viteza mobilului M1 și viteza mobilului M2 este egal cu: a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 (3p) 5. Un resort are constanta elastică k = 50N/m și este inițial nedeformat. Lucrul mecanic efectuat de forța elastică la alungirea resortului cu  = 10cm are valoarea: a. −0,25J b. −2,5 J c. −250J d. −2500J (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Sistemul din figura alăturată este format din două corpuri cu masele m1 = 3,0kg și m2 = 1,0kg . Corpurile sunt legate printr-un fir inextensibil de masă neglijabilă, trecut peste scripetele S lipsit de frecare și de inerție. Asupra corpului de masă m1 acționează forța F = 20N care formează cu orizontala unghiul   37 ( sin = 0,6) . Coeficientul de frecare la alunecare dintre corpul de masă m1 și suprafața orizontală este  = 0,20 . a. Reprezentați, pe foaia de examen, toate forțele care acționează asupra corpului de masă m1 . b. Calculați valoarea reacțiunii normale care acționează asupra corpului de masă m1 . c. Calculați valoarea accelerației sistemului de corpuri. d. Determinați valoarea forței cu care firul apasă pe scripete. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un corp cu masa m = 2,0kg este lansat de la baza unui plan înclinat foarte lung cu viteza v 0 = 4,0m/s orientată de-a lungul planului înclinat, spre vârful acestuia. Corpul urcă pe planul înclinat până la înălțimea maximă h = 0,50m față de baza planului înclinat, după care revine în punctul de lansare. Determinați: a. valoarea impulsului corpului în momentul lansării; b. lucrul mecanic efectuat de greutatea corpului din momentul lansării până în momentul ajungerii la înălțimea h = 0,50m ; c. lucrul mecanic efectuat de forța de frecare din momentul lansării până în momentul ajungerii la înălțimea h = 0,50m ; d. energia cinetică a corpului în momentul revenirii la baza planului înclinat. Probă scrisă la Fizică 1 A. Mecanică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocațională – profilul militar  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2024 Proba E. d) FIZICĂ Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocațională – profilul militar • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice (alese de candidat) dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ. În situația în care candidatul abordează subiecte din mai mult de două arii tematice, vor fi luate în considerare primele două arii tematice abordate de candidat. • Se acordă zece puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de trei ore. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ Varianta 3 J Se consideră: numărul lui Avogadro NA = 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. În timpul funcționării motorului Otto, compresia amestecului carburant poate fi considerată un proces: a. izocor b. adiabatic c. izobar d. izoterm (3p) 2. Simbolurile utilizate fiind cele din manualele de fizică, expresia matematică a principiului întâi al termodinamicii este: 3 5 a. U = Q − L b. U = Q − L c. U = RT d. U = RT (3p) 2 2 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. Pe parcursul unui ciclu de funcționare al unui motor termic este produs lucrul mecanic total L = 20 kJ , iar căldura cedată mediului exterior este Qc = −30 kJ . Randamentul de funcționare al acestui motor are valoarea: a.  = 20% b.  = 33% c.  = 40% d.  = 66% (3p) 5. O cantitate  = 2 mol de gaz ideal parcurge transformarea 1 → 2 → 3 reprezentată în coordonate p − T în figura alăturată. Temperatura gazului în starea 1 are valoarea T1 = 400 K . Lucrul mecanic total schimbat de gaz cu mediul exterior în transformarea 1 → 2 → 3 are valoarea: a. L = −6648 J b. L = −3324 J c. L = 0 J d. L = 6648 J (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal, închis la ambele capete și având lungimea L = 52 cm , este împărțit în două compartimente de volume egale de un piston subțire, etanș, termoizolant, inițial blocat. Compartimentul din stânga al cilindrului conține 1 = 3,0mol de oxigen (1 = 32 g/mol ) la temperatura T1 = 300 K . În compartimentul din dreapta al cilindrului se află  2 = 1,0 mol de azot (2 = 28 g/mol ) la temperatura T2 = 400 K și presiunea p2 = 8,31 10 Pa . Cele două gaze sunt considerate ideale. 4 a. Calculați masa de oxigen din cilindru. b. Calculați densitatea azotului din cilindru. c. Se deblochează pistonul. Acesta se deplasează fără frecări, iar în timpul procesului temperaturile celor două gaze sunt menținute constante, la valorile T1 , respectiv T2 . Determinați valoarea deplasării pistonului din poziția inițială până în poziția de echilibru mecanic. d. Determinați masa molară a amestecului de gaze obținut prin îndepărtarea pistonului. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate  = 2,0 mol de oxigen, considerat gaz ideal, având căldura molară izocoră Cv = 2,5 R , parcurge transformarea 1 → 2 → 3 reprezentată în coordonate V − T în figura alăturată. Temperatura gazului în starea 1 are valoarea T1 = 400 K . a. Reprezentați transformarea 1 → 2 → 3 în coordonate p − V . b. Calculați variația energiei interne a gazului în transformarea 1 → 2 → 3 . c. Calculați căldura schimbată de gaz cu mediul exterior în transformarea 1→ 2 → 3 . d. Calculați randamentul unui ciclu Carnot care ar funcționa între temperaturile extreme atinse în transformarea 1 → 2 → 3 . Probă scrisă la Fizică 2 B. Elemente de termodinamică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocațională – profilul militar  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2024 Proba E. d) FIZICĂ Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocațională – profilul militar • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice (alese de candidat) dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ. În situația în care candidatul abordează subiecte din mai mult de două arii tematice, vor fi luate în considerare primele două arii tematice abordate de candidat. • Se acordă zece puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de trei ore. C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Varianta 3 I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. La scăderea temperaturii unui conductor metalic rezistivitatea electrică a acestuia: a. rămâne constantă b. crește c. scade d. nu variază (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, rezistența electrică a unui conductor metalic filiform este dată de relația: S  S S a. R = b. R = c. R = d. R = (3p)  S   3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, unitatea de măsură a mărimii fizice exprimată prin produsul U  I  t este: a. J   −1 b. J  A −1 c. W d. J (3p) 4. Un generator cu rezistența interioară r = 6  debitează aceeași putere electrică pe circuitul exterior fie dacă la bornele lui este legat un consumator cu rezistența electrică R1 = 12  , fie dacă la bornele lui este legat un alt consumator cu rezistența electrică R2 . Rezistența R2 are valoarea: a. R2 = 3  b. R2 = 6  c. R2 = 10  d. R2 = 18  (3p) 5. Un circuit electric simplu este compus dintr-o baterie și un consumator a cărui rezistență electrică poate fi modificată. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependența I = f (U ) , a intensității curentului electric din circuit în funcție de tensiunea electrică de la bornele bateriei. Tensiunea electromotoare a bateriei și rezistența electrică interioară a acesteia au valorile: a. E = 6V și r = 2  b. E = 6V și r = 12  c. E = 12 V și r = 2  d. E = 12 V și r = 6  (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Cele două generatoare au tensiunile electromotoare E1 = 24 V , E2 = 12 V și rezistențele interioare r1 = r2 = 15  . Valorile rezistențelor electrice ale celor trei rezistoare montate în circuit sunt: R1 = 20  , R2 = 40  , R3 = 30  . Determinați: a. intensitatea curentului electric care trece prin generatoare, în situația în care întrerupătorul K este deschis; b. rezistența electrică echivalentă a circuitului exterior în situația în care întrerupătorul K este închis; c. indicația unui ampermetru ideal (RA  0 ) conectat în serie cu rezistorul R3 , în situația în care întrerupătorul K este închis; d. intensitatea curentului electric care trece prin generatoare dacă la bornele rezistorului R2 se conectează un fir conductor cu rezistență neglijabilă, în situația în care întrerupătorul K este închis. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Două becuri identice, având fiecare parametrii nominali Ub = 12 V și Ib = 1 A , sunt legate în paralel și alimentate de la o baterie cu tensiunea electromotoare E = 15 V și rezistența interioară nenulă. Becurile funcționează la parametrii nominali. Toate conductoarele electrice de legătură au rezistența electrică neglijabilă. Calculați: a. puterea electrică a unui bec; b. energia electrică consumată împreună de cele două becuri în timp de o oră; c. randamentul transferului de energie de la baterie la circuitul exterior; d. puterea maximă pe care o poate transfera bateria unui alt circuit electric exterior, a cărui rezistență electrică este aleasă corespunzător. Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea și utilizarea curentului continuu Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocațională – profilul militar  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2024 Proba E. d) FIZICĂ Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocațională – profilul militar • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice (alese de candidat) dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ. În situația în care candidatul abordează subiecte din mai mult de două arii tematice, vor fi luate în considerare primele do...