Fizică 2016

Ministerul Educației Naționale și Cercetării Științifice Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2016 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 10 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. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, unitatea de măsură în S.I. a mărimii exprimate d prin raportul este: ∆t kg ⋅ m m m a. b. c. 2 d. J (3p) s s s 2. Un punct material de masă m trece cu viteza v prin punctul A, aflat la înălțimea h . În acest moment, energia cinetică a corpului este: mv 2 mv 2 a. Ec = b. Ec = mg h c. Ec = mg h + d. Ec = m ⋅ v (3p) 2 2 3. Un corp de masă m alunecă pe un plan înclinat cu unghiul α față de orizontală. Expresia forței de reacțiune normală care acționează asupra corpului din partea planului înclinat este: a. mg ⋅ cos α b. mg ⋅ sin α c. mg ⋅ tgα d. mg ⋅ ctgα (3p) 4. O forță acționează asupra unui corp și îl deplasează pe direcția și în sensul forței. Lucrul mecanic efectuat de această forță este: a. mărime fizică vectorială și are valoare pozitivă; b. mărime fizică vectorială și are valoare negativă; c. mărime fizică scalară și are valoare pozitivă; d. mărime fizică scalară și are valoare negativă. (3p) 5. Un resort având constanta elastică k = 200 N/m se alungește cu ∆ℓ = 30 cm sub acțiunea unei forțe F . Valoarea acestei forțe este: a. 15 N b. 60 N c. 230 N d. 600 N (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O săniuţă cu masa m = 5 kg este tractată de-a lungul unei suprafețe orizontale, sub acţiunea unei forţe de tracţiune Ft , paralelă cu suprafața. Coeficientul de frecare la alunecare este µ = 0,05 , iar viteza saniei variază în timp conform graficului alăturat. a. Reprezentaţi toate forţele care acţionează asupra saniei în timpul mişcării acesteia. b. Determinaţi acceleraţia saniei în primele 10 s ale mişcării. c. Determinaţi distanţa parcursă de sanie în timpul deplasării cu viteză constantă. d. Determinaţi valoarea forţei de tracţiune în ultimele 10 s ale mişcării. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un elev aflat într-un turn de înălţime h = 15m aruncă vertical în jos, cu viteza v o = 10m/s , un corp de dimensiuni mici, având masa m = 0,2 kg . Se neglijează interacțiunea corpului cu aerul, iar energia potenţială gravitaţională a sistemului corp-Pământ se consideră nulă la nivelul solului. Calculaţi: a. energia cinetică a corpului în momentul aruncării acestuia; b. lucrul mecanic efectuat de greutatea corpului din momentul aruncării acestuia şi până la atingerea solului; c. viteza corpului în momentul imediat anterior atingerii solului; d. energia potenţială în momentul în care viteza corpului are valoarea v1 = 16m/s . Probă scrisă la Fizică 1 A. Mecanică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educației Naționale și Cercetării Științifice Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2016 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 10 −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. Într-un cilindru izolat adiabatic prevăzut cu un piston mobil termoizolant este închisă o cantitate de gaz ideal. Se poate afirma că, în decursul unei destinderi: a. gazul primeşte căldură b. gazul cedează căldură mediului exterior c. gazul nu schimbă căldură cu mediul exterior d. energia internă a gazului nu se modifică. (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, ecuația primului principiu al termodinamicii poate fi scrisă sub forma: a. ∆U = Q − L b. U = Q + L c. ∆U = Q d. ∆U = −L (3p) 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice Q exprimate prin raportul este: ∆T a. J ⋅ mol -1 b. J ⋅ mol-1 ⋅ K -1 c. J ⋅ kg -1 ⋅ K -1 d. J ⋅ K -1 (3p) 4. Pentru a încălzi o masă m = 0,2 kg de apă (c apa = 4200 J ⋅ kg−1 ⋅ K -1 ) de la temperatura iniţială t1 la temperatura t 2 = 40°C s-a consumat căldura Q = 16,8 kJ . Temperatura iniţială a apei a fost: a. 10°C b. 20°C c. 35°C d. 40°C (3p) 5. În figura alăturată este reprezentată dependența volumului unui gaz ideal de temperatura acestuia. Volumul gazului în starea de echilibru termodinamic B este: a. 400 L b. 600 L c. 800 L d. 1600 L (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate ν = 1 mol de oxigen, cu masa molară µ = 32 g mol , considerat gaz ideal, se află într-o stare 1 având p1 = 2 ⋅ 10 5 Pa și t1 = 27°C . Gazul este încălzit la presiune constantă astfel încât volumul ocupat de oxigen se dublează. Determinați: a. masa unei molecule de oxigen; b. numărul de molecule de oxigen; c. volumul inițial ocupat de oxigen; d. densitatea oxigenului în starea finală. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate ν = 1 mol de gaz ideal monoatomic (CV = 3R 2) evoluează după ciclul termodinamic reprezentat în coordonate p − T în graficul alăturat. Se dă ln3 ≅ 1,1 . a. Reprezentați ciclul termodinamic în coordonate p − V . b. Calculați lucrul mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior în transformarea A → B . c. Determinați variația energiei interne a gazului în procesul C → A . d. Determinați căldura schimbată de gaz cu exteriorul în procesul B → C . Probă scrisă la Fizică 2 B. Elemente de termodinamică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educației Naționale și Cercetării Științifice Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2016 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 10 I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Un generator disipă pe un rezistor de rezistenţă electrică R puterea maximă pe care o poate transmite circuitului exterior. Între rezistenţa interioară r a sursei şi rezistenţa R există relaţia: a. R = 4r b. R = 2r c. R = r d. R = 0,5r (3p) 2. Pentru nodul de rețea N din figura alăturată legea I a lui Kirchhoff poate fi scrisă sub forma: a. I1 + I2 = I3 + I 4 b. I 2 + I 3 = I1 + I 4 c. I 2 + I 3 + I 4 = I1 d. I1 + I 2 + I 4 = I3 (3p) 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin produsul U ⋅ I este: a. A b. J c. V d. W (3p) 4. O baterie este formată prin legarea în serie a 10 generatoare identice. Tensiunea electromotoare a unui generator este E = 12 V , iar rezistenţă sa interioară este r = 1 Ω . Tensiunea electromotoare şi rezistenţa interioară echivalentă a bateriei au valorile: a. 120 V;10 Ω b. 12 V;10Ω c. 1,2 V;10 Ω d. 1,2 V;1Ω (3p) 5. În figura alăturată este reprezentată dependența intensității curentului electric de tensiunea aplicată la bornele unui rezistor. Rezistența electrică a rezistorului este egală cu: a. 0,1 Ω b. 1 Ω c. 10 Ω d. 100 Ω (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O baterie cu tensiunea electromotoare E = 9 V și rezistența interioară r alimentează o grupare paralel formată din doi rezistori. Un rezistor are rezistența electrică R 1 = 12 Ω , iar celălalt are R 2 = 24 Ω . Tensiunea la bornele grupării paralel este U = 8 V . Rezistorul R 2 este confecţionat dintr-un fir de manganină cu secţiunea S = 0,4 mm2 şi lungimea ℓ = 20 m . Determinați: a. rezistența echivalentă a grupării paralel; b. intensitatea curentului electric ce străbate rezistorul R1 ; c. rezistența interioară a bateriei; d. rezistivitatea electrică a manganinei. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Două rezistoare, cu rezistențele electrice R1 și R2 , sunt conectate în serie la bornele unei baterii cu tensiunea electromotoare E = 12 V și rezistență interioară neglijabilă. Într-un interval de timp ∆t = 2 min , energia disipată în cele două rezistoare este W = 1,44 kJ . Ştiind că o fracțiune f1 = 25% din această energie se degajă în rezistorul R1 , determinați: a. puterea electrică furnizată de generator circuitului exterior; b. rezistența electrică echivalentă corespunzătoare grupării serie a rezistoarelor; c. intensitatea curentului electric debitat de generatorul electric. d. valoarea rezistenței electrice a rezistorului R 2 . 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 și Cercetării Științifice Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2016 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 10 −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. Un obiect este așezat în fața unui sistem optic format din două lentile alipite. Relația corectă între mărirea liniară transversală β dată de sistemul de lentile și măririle liniare transversale β1 și β 2 date de fiecare dintre cele două lentile este: β + β2 a. β = β1 + β 2 b. β = β1 ⋅ β 2 c. β = 1 d. β = β1 ⋅ β 2 (3p) 2 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimată prin produsul h ⋅ (ν − ν 0 ) este: a. J b. V c. A d. W (3p) 3. O celulă fotoelectrică este caracterizată printr-o frecvenţă de prag ν 0 = 5 ⋅ 10 Hz . Lucrul mecanic de 14 extracție specific materialului din care este confecționat catodul celulei fotoelectrice are valoarea aproximativă de: a. 3,3 ⋅ 10 19 J b. 3,3 ⋅ 10 −19 J c. 3,3 ⋅ 10 −20 J d. 6,6 ⋅ 10 −20 J (3p) 4. În graficul alăturat este reprezentată dependența sinusului unghiului de refracție (sin r ) de sinusul unghiului de incidență (sin i ) la trecerea luminii dintr-un mediu optic transparent 1 într-un mediu optic transparent 2. Valoarea indicelui de refracție relativ al mediului 2 față de mediul 1 este: 5 6 5 6 a. b. c. d. (3p) 6 5 6 5 5. Un obiect este așezat în fața unui sistem optic. Mărirea liniară transversală este β = −2 . Imaginea este: a. dreaptă și de două ori mai mică decât obiectul b. dreaptă și de două ori m...