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 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. Notaţiile fiind cele folosite în manualele de fizică, expresia teoremei variației energiei cinetice este: a. Eci − Ecf = Ltotal b. E pi − E pf = Ltotal c. Ecf − Eci = Ltotal d. E pf − E pi = Ltotal (3p) 2. Notațiile fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I pentru efortul unitar σ este: a. N/m b. N/m 2 c. N ⋅ m d. N ⋅ m 2 (3p) 3. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependența de timp a vitezei unui corp lansat vertical în sus, de la suprafața pământului. Înălțimea maximă atinsă de corp este: a. 90m b. 45m c. 30m d. 10m (3p) 4. Un corp cu masa m = 100 kg este ridicat uniform, de pe sol până la înălțimea h = 30 m , într-un interval de timp ∆t = 2 min. Puterea dezvoltată pentru ridicarea corpului este egală cu: a. 250 W b. 600 W c. 1500 W d. 4000 W (3p)
5. Asupra unui punct material de masă m = 100 g acționează timp de 4 s o forță rezultantă F , care mărește viteza acestuia de la v 0 = 1m/s la v = 9 m/s . Valoarea forței rezultante aplicate punctului material este: a. 200 N b. 20 N c. 2 N d. 0,2 N (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un muncitor împinge un corp cu masa M = 85 kg cu o forță constantă, a cărei direcție formează unghiul α (sin α = 0,6;cos α = 0,8) cu orizontala, ca în figura alăturată. Corpul se deplasează cu viteza constantă v = 0,5 m/s . Valoarea forței de frecare la alunecare dintre corp și suprafața orizontală este Ff = 200 N . a. Reprezentați forțele care acționează asupra corpului. b. Calculați distanța parcursă de corp în ∆t = 20 s.
c. Calculați valoarea forței F exercitate de muncitor, pentru deplasarea uniformă a corpului. d. Determinați valoarea coeficientului de frecare la alunecare dintre corp și suprafață. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte)  Din vârful unui plan înclinat, ce formează unghiul α = 45 cu orizontala, este lăsat să alunece liber un corp cu masa m = 2 kg , de la înălțimea h = 4 m . Mișcarea corpului pe plan se face cu frecare, coeficientul de frecare la alunecare fiind µ . Viteza corpului la baza planului înclinat are valoarea v = 8 m/s . Considerând energia potențială nulă la baza planului înclinat, determinați: a. energia potențială gravitațională la înălțimea h = 4 m ; b. lucrul mecanic efectuat de greutatea corpului în timpul mișcării sale până la baza planului înclinat; c. valoarea energiei mecanice a corpului la baza planului înclinat; d. valoarea coeficientului de frecare la alunecare µ dintre corp și suprafața planului. 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 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. Simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică. Pentru o masă de gaz ideal, raportul dintre presiunea şi densitatea gazului este constant într-o transformare pe parcursul căreia nu se modifică: a. p şi V b. p şi T c. V d. T (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, variaţia energiei interne a unei cantităţi date de gaz ideal care suferă o transformare în cursul căreia temperatura se modifică, este: a. ∆U = µCV ∆T b. ∆U = νC P ∆T c. ∆U = νR∆T d. ∆U = νCV ∆T (3p) 3. Simbolurile mărimilor fizice și ale unităților de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de mRT măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin relația este: µ a. mol b. J c. K d. kg (3p) 4. O cantitate ν = 1mol de gaz ideal a cărui căldură molară la volum constant este CV = 3R , participă la un proces izobar în cursul căruia temperatura gazului se modifică de la T1 = 400 K la T 2 = 300 K . Căldura schimbată de gaz cu exteriorul de-a lungul procesului este: a. −3324 J b. −2493 J c. 2493 J d. 3324 J (3p) 5. O cantitate dată de gaz ideal este supusă procesului termodinamic 1-2 în care densitatea ρ variază în funcție de presiunea p conform graficului reprezentat în figura alăturată. În cursul acestei transformări: a. volumul gazului crește b. volumul gazului scade c. presiunea gazului scade d. densitatea gazului este constantă (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal de lungime L = 1m este împărțit în două compartimente de volume egale cu ajutorul unui piston de secțiune S = 166,2 cm 2 și grosime neglijabilă, care se poate deplasa fără frecări. Inițial, ( pistonul este în echilibru. În fiecare compartiment se află o cantitate ν = 0,4 mol de hidrogen µH2 = 2 g/mol , ) la presiunea p = 10 5 Pa . Temperatura întregului sistem este menținută tot timpul constantă. a. Determinați numărul moleculelor de hidrogen din cilindru. b. Calculați temperatura la care se află hidrogenul. c. Determinați densitatea hidrogenului. d. Se deplasează pistonul pe distanța x = 30 cm , iar apoi pistonul este blocat. Determinați raportul dintre presiunea hidrogenului din compartimentul mai mic și presiunea hidrogenului din compartimentul mai mare. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate de gaz considerat ideal, a cărui căldură molară izocoră este CV = 2,5R , se află iniţial în starea 1 în care presiunea este p1 = 10 5 Pa , iar volumul V1 = 2 L . Gazul parcurge procesul termodinamic 1-2-3, reprezentat în coordonate p-V în figura alăturată. Transformarea 2-3 are loc la temperatură constantă. Se cunosc: V2 = 1,5 V1 , V3 = 0,5V1 și ln 3 ≅ 1,1. a. Determinați lucrul mecanic schimbat de gaz cu exteriorul în cursul transformării 1-2. b. Calculați valoarea energiei interne a gazului în starea 3. c. Reprezentați procesul 1-2-3 în coordonate V − T . d. Determinați căldura schimbată de gaz cu exteriorul în cursul transformării 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 Model I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Dacă la bornele unui generator electric este conectat un voltmetru ideal (cu rezistență internă infinită), atunci: a. tensiunea la bornele generatorului este nulă b. tensiunea indicată de voltmetru este egală cu tensiunea electromotoare a generatorului c. intensitatea curentului electric care străbate generatorul este maximă d. puterea electrică transferată de generator voltmetrului este maximă. (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia rezistenței electrice a unui conductor liniar este: ρ ⋅S S⋅ℓ ρ ρ ⋅ℓ a. R = b. R = c. R = d. R = (3p) ℓ ρ ℓ⋅S S 3. Simbolurile mărimilor fizice și ale unităților de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de U2 măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin ⋅ ∆t este: R a. W b. A c. Ω ⋅ m d. J (3p) 4. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependenţa rezistenţei electrice a unui fir conductor de temperatura acestuia. Dacă temperatura conductorului crește de la 400°C la 600°C , rezistența electrică a conductorului crește cu: a. 14,4 Ω b. 28,8 Ω c. 43,2 Ω d. 57,6 Ω (3p) 5. Două generatoare identice, având tensiunea electromotoare E = 4,5 V și rezistența interioară r = 4 Ω fiecare, sunt grupate în paralel. La bornele grupării se conectează un consumator de rezistență electrică R = 16 Ω . Intensitatea curentului electric care străbate rezistorul are valoarea: a. 1,12 A b. 0,28 A c. 0,25 A d. 0,12 A (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Rezistenţele electrice ale celor trei rezistoare sunt R1 = 5 Ω , R 2 = 8 Ω , R 3 = 24 Ω . Tensiunea electromotoare a bateriei este E = 12 V, iar rezistenţa interioară r necunoscută. Intensitatea curentului electric indicată de ampermetrul ideal ( RA ≅ 0 Ω ) are valoarea I A = 1A . Rezistența electrică a conductoarelor de legătură se neglijează. Determinați: a. rezistența electrică echivalentă a circuitului exterior; b. tensiunea electrică la bornele bateriei; c. intensitatea curentului electric care trece prin rezistorul de rezistență R2; d. valoarea rezistenței interioare r a bateriei. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) La bornele unui generator având rezistența interioară r = 5 Ω se conectează o grupare serie formată din două becuri, B1 și B2. Puterea electrică nominală a becului B1 este P1 = 1,2 W , iar tensiunea nominală a acestuia este U 1 = 6 V . Puterea electrică nominală a becului B2 este P2 = 1,8 W . Becurile funcționează la parametrii nominali. a. Desenați schema electrică a circuitului. b. Determinați energia electrică consumată de becul B1 în ∆t = 10 minute de funcționare. c. Calculați valoarea tensiunii electrice la bornele becului B2. d. Determinați tensiunea electromotoare a generatorului. 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 Model 8 −34 Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 ⋅ 10 m/s , constanta Planck h = 6,6 ⋅ 10 J ⋅ s . I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. O radiație luminoasă monocromatică produce efect fotoelectric pe catodul unei fotocelule. Dacă numărul fotonilor incidenți pe catod în unitatea de timp scade, atunci: a. crește numărul fotoelectronilor emiși în unitatea de timp b. scade valoarea energiei cinetice maxime a fotoelectronilor emiși c. crește valoarea energiei cinetice maxime a fotoelectronilor emiși d. scade numărul fotoelectro...