Fizică 2016

Ministerul Educaţiei și Cercetării Științifice Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2016 Proba E. d) 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 Model 2 Se consideră acceleraţia gravitaţională g = 10 m/s . I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Un corp are viteza v și accelerația a . Mișcarea corpului are loc sub acțiunea forței rezultante F . Acceleraţia corpului este orientată: a. perpendicular pe traiectoria corpului b. tangent la traiectoria corpului c. paralel şi în acelaşi sens cu v d. paralel şi în acelaşi sens cu F (3p) 2. Simbolurile fiind cele utilizate în manualele de fizică, alungirea unui resort elastic este dată de relaţia: F a. ∆ℓ = Eε b. ∆ℓ = c. ∆ℓ = kx d. ∆ℓ = −kx (3p) k 3. Simbolurile fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii exprimate prin produsul F ⋅ ∆t este: a. kg ⋅ m ⋅ s −1 b. kg ⋅ m ⋅ s −3 c. J d. W (3p) 4. O locomotivă cu puterea P = 2000 kW tractează un tren cu viteza constantă v = 20 m/s . Forţa de rezistență la înaintare întâmpinată de tren are valoarea: a. 10 2 N b. 4 ⋅ 10 4 N c. 10 5 N d. 10 6 N (3p) 5. În graficul alăturat este reprezentată variația în timp a vitezei unui mobil. Acceleraţia mobilului are valoarea: a. 2 m/s 2 b. 3 m/s 2 c. 6 m/s 2 d. 8 m/s 2 (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) În sistemul de corpuri reprezentat schematic în figura alăturată, masele corpurilor sunt m1 = m2 = 1kg. Coficientul de frecare la alunecare dintre corpul de masă m1 şi suprafața orizontală este µ = 0,2 . Firul este inextensibil și de masă neglijabilă, iar scripetele este lipsit de frecare și de inerție. Sistemul este lăsat liber. a. Reprezentaţi forţele care acţionează asupra fiecărui corp. b. Determinaţi acceleraţia corpului de masă m2 . c. Calculaţi valoarea masei m0 a corpului care trebuie aşezat peste m1 , astfel încât sistemul de corpuri ( m0 , m1, m2 ) să se deplaseze cu viteză constantă. d. Determinaţi timpul în care corpul de masă m1 parcurge distanţa d = 0,75m, dacă sistemul se deplasează cu viteza constantă v = 0,5 m/s . III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un corp de masă m = 2 kg este lansat cu viteza iniţială v 1 = 5 m/s pe o suprafaţă orizontală pe care se deplasează cu frecare. După parcurgerea distanţei d1 = 4,5m, când viteza corpului a scăzut la v 2 = 4m/s, corpul intră pe un plan înclinat cu unghiul α = 30° față de orizontală, pe care urcă fără frecare. Trecerea pe planul înclinat se face lin, fără modificarea modulului vitezei. Determinaţi: a. energia cinetică a corpului la momentul iniţial; b. lucrul mecanic efectuat de forţa de frecare pe porţiunea orizontală; c. valoarea coeficientului de frecare la alunecare; d. distanţa d 2 parcursă pe planul înclinat, până la oprire. Probă scrisă la Fizică 1 A. Mecanică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educaţiei și Cercetării Științifice Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2016 Proba E. d) 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 Model J Se consideră: numărul lui Avogadro N A = 6,02 ⋅ 10 23 mol −1 , constanta gazelor ideale R = 8,31 . Între mol ⋅ K parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relaţia: p ⋅ V = νRT . I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. O cantitate dată de gaz ideal este supusă unei transformări în cursul căreia densitatea gazului rămâne constantă, iar temperatura gazului scade. În cursul acestei transformări: a. volumul gazului scade b. presiunea gazului scade c. energia internă a gazului rămâne constantă d. gazul efectuează lucru mecanic (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, formula lucrului mecanic schimbat de o cantitate dată de gaz ideal cu exteriorul în cursul unei transformări izoterme este: V  V  a. L = ν RT ln f  b. L = ν CV ln f  c. L = −ν CV ∆T d. L = ν R∆T (3p) V  i   Vi  3. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manuale de fizică, unitatea de m ⋅ R ⋅T măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin raportul este: µ a. Pa b. mol c. J d. kg ⋅ m -3 (3p) 4. Un mol de gaz ideal este supus unei transformări în cursul căreia presiunea gazului rămâne constantă, iar temperatura acestuia se modifică de la t1 = −13°C la T 2 = 310 K . Lucrul mecanic schimbat de gaz cu exteriorul în cursul acestei transformări este: a. 2684,1J b. 2468,1 J c. 623,2 J d. 415,5 J (3p) 5. O cantitate de gaz, considerat ideal, este supusă procesului termodinamic 1-2-3, reprezentat în coordonate p − V în figura alăturată. Între temperaturile din stările 1,2 şi 3 există relaţia: a. T 2 = T3 = 4T1 b. T 2 = T3 = 2T1 c. T1 = T2 = 2T3 V1 d. T1 = T3 = 2T 2 (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Într-un cilindru orizontal cu piston mobil este închisă o masă m = 4,2 g de gaz ideal diatomic ( µ = 28 g/mol, CV = 2,5R ) . Iniţial, în starea 1, gazul se află la presiunea p1 = 10 5 Pa şi ocupă volumul V1 = 5 L . Gazul este răcit la presiune constantă până în starea 2, în care volumul său este V2 = 4 L . Se blochează pistonul, iar gazul este încălzit până în starea 3, în care temperatura ajunge la valoarea iniţială. Determinaţi: a. numărul de molecule de gaz din unitatea de volum în starea 1; b. variaţia densităţii gazului în transformarea 1-2; c. lucrul mecanic schimbat de gaz cu exteriorul în transformarea 1-2-3; d. căldura primită de gaz din exterior în transformarea 2-3. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un mol de gaz ideal, aflat iniţial în starea 1, în care presiunea este p1 = 10 5 Pa iar volumul V1 = 3 L , parcurge procesul termodinamic 1-2-3, reprezentat în coordonate p-V în figura alăturată. Căldura molară izocoră a gazului este CV = 1,5R . Determinaţi: a. lucrul mecanic efectuat de gaz în transformarea 1-2; b. variaţia energiei interne a gazului în transformarea 1-2; c. căldura molară a gazului în procesul 2-3; d. căldura schimbată de gaz cu mediul exterior în transformarea 2-3. Probă scrisă la Fizică 2 B. Elemente de termodinamică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educaţiei și Cercetării Științifice Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2016 Proba E. d) 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 Model I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Dacă la bornele unei baterii, a cărei rezistență internă este diferită de zero, se conectează un conductor metalic de rezistență electrică neglijabilă, atunci: a. tensiunea la bornele bateriei este egală cu tensiunea electromotoare a acesteia b. tensiunea la bornele bateriei este nulă c. intensitatea curentului electric care străbate bateria este nulă d. puterea electrică disipată pe rezistența internă a bateriei este nulă (3p) 2. Rezistenţa electrică a unui fir conductor la temperatura t 0 = 0°C este R 0 . La temperatura t , rezistenţa electrică a conductorului are valoarea R . Expresia coeficientului de temperatură al rezistivităţii conductorului este: R − R0 R − R0 R + R0 R + R0 a. b. c. d. (3p) R0 ⋅ t t R0 ⋅ t t 3. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manuale de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii exprimate prin produsul I ⋅ U este: a. A b. J c. W d. kWh (3p) 4. Dependenţa intensităţii curentului electric ce străbate un rezistor în funcţie de tensiunea la bornele acestuia este reprezentată în graficul alăturat. Rezistenţa electrică a rezistorului are valoarea: a. 0,3 Ω b. 30 Ω c. 33,3 Ω d. 300 Ω (3p) 5. Rezistenţa electrică a unui conductor liniar de lungime ℓ = 10 m este R = 0,5 Ω . Aria secţiunii transversale a conductorului are valoarea S = 2 mm 2 . Rezistivitatea electrică a materialului din care este confecţionat conductorul are valoarea: a. 10 −9 Ω ⋅ m b. 10 −8 Ω ⋅ m c. 10 −7 Ω ⋅ m d. 10 −6 Ω ⋅ m (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Se consideră circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată. Se cunosc: E = 18 V , r = 4 Ω , R1 = 8 Ω R 2 = 10 Ω , R 3 = 40 Ω . Rezistenţa electrică a conductoarelor de legătură se neglijează. Determinaţi: a. rezistenţa electrică echivalentă a grupării formate din rezistoarele R2 şi R3 ; b. tensiunea la bornele rezistorului R1 dacă întrerupătorul K este deschis; c. intensitatea curentului electric care trece prin una dintre surse dacă întrerupătorul K este închis; d. intensitatea curentului electric care trece prin rezistorul R3 dacă întrerupătorul K este închis. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) La bornele unui generator având tensiunea electromotoare E = 6 V se conectează, în paralel, două rezistoare identice. Intensitatea curentului electric care trece prin generator are valoarea I = 1 A . Puterea pe care o consumă, împreună, cele două rezistoare, are valoarea P = 5 W . Determinați: a. randamentul circuitului electric; b. energia electrică consumată de un rezistor în ∆t = 10 minute de funcţionare; c. rezistența electrică interioară a generatorului; d. rezistența electrică a unui rezistor. Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educaţiei și Cercetării Științifice Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2016 Proba E. d) 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 Model 8 −34 Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 ⋅ 10 m/s , constanta Planck h = 6,6 ⋅ 10 J ⋅ s . Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. În cazul efectului fotoelectric extern, valoarea lucrului mecanic de extracție depinde de: a. numărul de fotoni incidenți pe catod b. frecvența fotonilor incidenți pe catod c. tensiunea de stopare d. natura substanţei din care este confecționat catodul (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, energia cinetică maximă a unui electron emis prin efect fotoelectric extern este dată de relaţia: a. Ec = hν b. Ec = hν 0 c. E c = hν − L d. Ec = hν 0 + L (3p) 3. Simbolurile fiind cele utilizate în manualele de fizică, mărimea care are aceeaşi unitate de măsură ca şi convergenţa unei lentile este: 1 1 a. b. f c. d. β (3p) f β 4. Indicele de refracţie absol...