Fizică 2018

Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2018 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 Varianta 2 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. În mișcarea rectilinie încetinită a unui mobil: a. viteza crește în timp; b. viteza scade în timp; c. viteza este constantă în timp; d. acceleraţia este nulă. (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia matematică a modulului forţei elastice care apare într-un resort elastic alungit este: k ∆ℓ k ⋅ ∆ℓ a. Fe = k ⋅ ∆ℓ b. Fe = c. Fe = d. Fe = (3p) ∆ℓ k 2 3. Unitatea de măsură în S.I. a puterii mecanice este: a. J ⋅ s b. J c. W ⋅ s d. W (3p) 4. Lucrul mecanic efectuat de greutatea unui corp cu masa de 10kg în timpul căderii lui pe verticală pe distanța de 50 cm are valoarea: a. 10 J b. 50 J c. 100 J d. 500 J (3p) 5. În graficul din figura alăturată este redată dependenţa de timp a vitezei unui automobil. La momentul t = 9 s viteza automobilului are valoarea: a. 0,5 m/s b. 5 m/s c. 10 m/s d. 50 m/s (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un corp cu masa m = 1kg se deplasează cu frecare, cu viteza constantă v = 1,5 m/s , pe o suprafaţă orizontală sub acţiunea unei forţe orizontale F = 5N . Ulterior corpul urcă pe un plan înclinat sub acţiunea unei forţe constante F1 = 14N , orientată în lungul planul înclinat, paralel cu acesta, ca în figura alăturată. Unghiul planului înclinat cu suprafaţa orizontală este α ≅ 37° ( sin α = 0,6;cos α = 0,8 ) , iar coeficientul de frecare la alunecare dintre corp și planul înclinat are valoarea µ = 0,5 . a. Determinaţi distanţa parcursă de corp pe suprafaţa orizontală în timpul ∆t = 2 s . b. Reprezentaţi forţele care acţionează asupra corpului atunci când el se deplasează pe suprafaţa orizontală. c. Calculaţi valoarea coeficientului de frecare la alunecare dintre corp și suprafaţa orizontală. d. Determinaţi valoarea acceleraţiei cu care corpul urcă pe planul înclinat. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un corp cu masa m = 1 kg este lansat cu viteza v 0 = 3 m/s de-a lungul unei suprafeţe orizontale pe care se deplasează cu frecare. După ce corpul a parcurs distanţa d = 2 m , asupra lui acţionează, suplimentar, o forţă orizontală constantă F care îl frânează pe distanţa x = 10 cm , până la oprire. Coeficientul de frecare la alunecare dintre corp și suprafaţa orizontală este µ = 0,2 , iar frecarea cu aerul se neglijează. a. Calculaţi energia cinetică a corpului în momentul lansării. b. Calculaţi lucrul mecanic efectuat de forţa de frecare pe distanţa d . c. Calculaţi valoarea vitezei corpului după ce a parcurs distanța d . d. Calculaţi lucrul mecanic efectuat de forţa orizontală constantă F pe distanţa x , până la oprirea corpului. Probă scrisă la Fizică 1 A. Mecanică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2018 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 Varianta 2 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. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică unitatea de măsură din SI a mărimii p ⋅V exprimate prin raportul este: T a. J ⋅ mol ⋅ K -1 b. J ⋅ mol-1 ⋅ K c. J ⋅ K -1 d. J ⋅ mol -1 (3p) 2. Două corpuri, având masele egale şi confecționate din acelaşi material, se află la temperaturile iniţiale t1 = −8°C , respectiv t 2 = 72°C . Corpurile sunt puse în contact. Temperatura finală de echilibru este: a. 0 °C b. 32 °C c. 36 °C d. 40 °C (3p) 3. O cantitate dată de gaz ideal efectuează o transformare la volum constant. Notăm cu Q - căldura primită de gaz, cu L - lucrul mecanic efectuat de gaz, respectiv cu ∆U - variaţia energiei interne a gazului. În această transformare sunt valabile relaţiile: a. Q = −L şi ∆U = 0 b. L = −∆U şi Q = 0 c. Q = L şi ∆U = 0 d. Q = ∆U şi L = 0 (3p) 4. O cantitate dată de gaz aflată la 300 K este încălzită la presiune constantă, astfel încât volumul său se dublează. Temperatura finală a gazului este: a. 300 K b. 450 K c. 600 K d. 900 K (3p) 5. Un gaz ideal parcurge succesiunea de transformări de stare reprezentate în figura alăturată. Temperatura maximă este atinsă în starea: a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un vas cilindric cu secţiunea S = 831 cm şi lungimea L = 60 cm , închis la ambele capete, conţine heliu 2 ( µ = 4 g mol) la presiunea p0 = 105 N m2 şi la temperatura t = 27°C . Se introduce heliu, aflat la t = 27°C , în cilindru, până când presiunea heliului devine p = 3 ⋅ 105 N m2 . Calculați: a. cantitatea iniţială de heliu din cilindru; b. densitatea iniţială a heliului din cilindru; c. masa de heliu care s-a introdus suplimentar în vasul cilindric; d. temperatura la care trebuie adus gazul rezultat prin introducerea cantităţii suplimentare de heliu pentru ca presiunea să devină p′ = 2,5 ⋅ 105 N m2 . III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate de gaz ideal monoatomic (CV = 1,5R ) parcurge succesiunea de transformări reprezentată în coordonate p − V în figura alăturată. În stările 1 şi 3 gazul se află la aceeași temperatură. Se cunosc parametrii p1 = 105 Pa şi V1 = 30 dm3 . a. Reprezentaţi succesiunea de transformări în coordonate p − T . b. Calculaţi căldura schimbată de gaz cu mediul exterior pe transformarea 1-2. c. Calculaţi variaţia energiei interne a gazului pe transformarea 2-3. d. Calculaţi lucrul mecanic total schimbat de gaz cu mediul exterior în decursul transformării 1-2-3. Probă scrisă la Fizică 2 B. Elemente de termodinamică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2018 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 Varianta 2 I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Pentru realizarea unei reţele electrice, un electrician calculează că sunt necesari 200 m de conductor din cupru cu rezistivitatea ρ = 1,7 ⋅ 10 −8 Ω ⋅ m . Pentru o calitate mai bună, electricianul alege conductor cu aria secţiunii transversale de 2 mm2 . Neglijând pierderile de material, rezistenţa electrică totală a conductorului din cupru are valoarea: a. 1,7 Ω b. 0,17 Ω c. 3,4 Ω d. 0,34 Ω (3p) 2. Una dintre mărimile caracteristice inscripţionate pe acumulatorul unui telefon mobil este exprimată în miliamperi-oră, (mAh). Mărimea exprimată în această unitate de măsură este echivalentă cu o: a. energie electrică b. sarcină electrică c. tensiune electrică d. putere electrică (3p) 3. Un calorifer electric are puterea nominală P = 500W . Energia electrică consumată de calorifer în ∆t = 30 min este: a. 500 kJ b. 600 kJ c. 900 kJ d. 1800 kJ (3p) 4. Rezistenţa electrică echivalentă corespunzătoare grupării în serie a trei rezistori identici este 300 Ω . Rezistența electrică a unui rezistor este: a. 1000 Ω b. 900 Ω c. 300 Ω d. 100 Ω (3p) 5. Un consumator cu rezistenţa variabilă este alimentat la o tensiune constantă U. P(W) În figura alăturată este reprezentată puterea electrică a consumatorului, în funcţie 16 de rezistenţa acestuia. Tensiunea U are valoarea: 8 a. 2 V R(Ω) b. 4 V 0 c. 8 V 1 2 3 4 d. 16 V (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Punctul M împarte reostatul AB din figura alăturată în două părţi egale. Rezistenţa electrică totală a reostatului este RAB = 40 Ω . Ampermetrul montat în circuit este considerat ideal ( RA ≅ 0 Ω ) . Se cunosc: E = 15 V , r = 5 Ω . Calculați: a. indicaţia ampermetrului când cursorul C este pe poziţia B; b. tensiunea la bornele reostatului (între punctele A şi M) când cursorul C este pe poziţia M; c. tensiunea la bornele uneia dintre surse când cursorul C este pe poziţia M; d. indicaţia ampermetrului dacă una dintre baterii este montată, din greşeală, cu polaritatea inversă. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) La bornele unei baterii cu rezistenţa electrică interioară r = 3 Ω este conectat un bec care are parametrii nominali U b = 12 V şi Ib = 1 A . Becul funcţionează la parametrii nominali, iar conductoarele electrice de legătură au rezistenţă electrică neglijabilă. Calculaţi: a. energia electrică consumată de bec în timp de o oră; b. puterea electrică totală dezvoltată de baterie; c. valoarea rezistenţei electrice R1 a unui alt consumator, cu rezistență electrică diferită de cea a becului, pe care bateria debitează aceeaşi putere ca şi în cazul becului; d. puterea electrică maximă pe care o poate transfera bateria unui consumator cu rezistenţa electrică convenabil aleasă. Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2018 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 Varianta 2 −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. În cazul reflexiei luminii, unghiul de reflexie este: a. egal cu unghiul de incidență; b. mai mic decât unghiul de incidență; c. mai mare decât unghiul de incidență; d. 90° dacă unghiul de incidență este de 0° (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, lucrul mecanic de extracţie a electronilor dintr-un metal, prin efect fotoelectric extern, poate fi exprimat prin relaţia: h h ⋅ν 0 c a. L = b. L = c. L = hν 0 d. L = h (3p) ν0 c ν0 3. Unitatea de măsură a mărimii fizice exprimate prin raportul dintre viteza luminii în vid și frecvență este: a. J b. m c. W d. Hz (3p) 4 O lentilă subţire convergentă are distanţa focală de 20 cm . Convergenţa acestei lentile are valoarea: a. - 5 m-1 b. - 0,2 m-1 c. 0,2 m-1 d. 5m-1 (3p) 5. În figura alăturată este ilustrată dependenţa energiei cinetice maxime a fotoelectronilor emiși prin efect fotoelectric de frecvenţa...