Fizică 2018

Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2018 Proba E. d) Fizică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar • 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 3 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. Două automobile se deplasează cu vitezele v1 = 54km/h şi v 2 = 10m/s . Raportul vitezelor celor două v1 automobile este egal cu: v2 a. 0,5 b. 1 c. 1,5 d. 2 (3p) 2. Trei corpuri cu masele m1 > m2 = m3 cad liber în câmp gravitaţional. Dacă se neglijează forțele de rezistență, între acceleraţiile celor trei corpuri există relaţia: a. a1> a2 = a3 b. a1< a2 = a3 c. a1= a2 = a3 d. a1> a2 > a3 (3p) 3. Un resort elastic având constanta elastică k , inițial nedeformat, este alungit pe distanța x . Lucrul mecanic efectuat de forţa elastică în timpul alungirii resortului are expresia: kx 2 kx kx kx 2 a. L = − b. L = − c. L = d. L = (3p) 2 2 2 2 4. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependenţa de timp a forţei rezultante care acţionează asupra unui corp cu masa m = 3kg aflat iniţial în repaus. Acceleraţia corpului la momentul t = 3 s este egală cu: a. 1m/s 2 b. 2m/s 2 c. 3m/s 2 d. 4m/s 2 (3p) 5. Un elefant aflat în mişcare are impulsul p = 10 4 N/s şi energia cinetică Ec = 25kJ . Masa elefantului este egală cu: a. m = 103 kg b. m = 2 ⋅ 103 kg c. m = 3 ⋅ 103 kg d. m = 4 ⋅ 103 kg (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Asupra unui corp cu masa m = 2kg , aflat pe un plan înclinat de unghi α ≅ 37° ( sinα = 0, 6 ) , acţionează o forţă pe direcţie orizontală având modulul F = 20N , ca in figura alăturată. Coeficientul de frecare la alunecare dintre corp şi suprafaţa planului înclinat este µ = 0,1 . a. Reprezentaţi pe foaia de examen toate forţele care acţionează asupra corpului. b. Calculaţi valoarea forţei de frecare la alunecare dintre corp şi suprafaţa planului înclinat. c. Determinaţi valoarea acceleraţiei corpului. d. Calculaţi distanţa parcursă de corp în primele 2s ale mişcării considerând că viteza iniţială a corpului este nulă. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) În bena (containerul) de masă m = 100 kg a unei macarale este încărcată o cantitate M = 0,8 t de ciment. Macaraua ridică uniform bena, la înălţimea H = 9,3 m faţă de nivelul solului, unde cimentul este descărcat în întregime. Ulterior, bena goală este coborâtă cu viteza constantă v = 0,5 m/s . După ∆t = 18 s de la începutul coborârii uniforme, cablul de susţinere al benei se rupe şi aceasta cade. Se neglijează forţele de rezistenţă la înaintarea în aer. Energia potenţială gravitaţională este considerată nulă la nivelul solului. Determinaţi: a. lucrul mecanic efectuat de forţa de tensiune din cablul de susţinere, la ridicarea benei, împreună cu încărcătura, de la nivelul solului până la înălţimea H ; b. înălţimea la care se află bena faţă de nivelul solului în momentul ruperii cablului de susţinere; c. energia mecanică a benei în momentul ruperii cablului de susţinere; d. valoarea vitezei cu care ajunge bena la sol. Probă scrisă la Fizică 1 A. Mecanică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2018 Proba E. d) Fizică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar • 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 3 −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 = νRT . I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Referitor la funcţionarea motorului Otto, procesul pe timpul căruia motorul produce lucru mecanic este: a. admisia b. compresia c. detenta d. evacuarea (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, căldura molară într-o transformare generală a unei cantităţi date de gaz considerat ideal poate fi exprimată cu ajutorul relaţiei: ∆U + L Q+L L ∆U a. Cµ = b. Cµ = c. Cµ = d. Cµ = (3p) ν ⋅ ∆T ν ⋅ ∆T ν ⋅ ∆T ν ⋅ ∆T 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii ν RT fizice exprimate prin poate fi scrisă în forma: V a. N ⋅ m 2 b. N ⋅ m -2 c. kg ⋅ m -2 d. J ⋅ m -2 (3p) 4. Randamentul unui ciclu Carnot care se desfăşoară între temperaturile t1 = 27°C şi T2 = 1200 K , are valoarea: a. 25% b. 50% c. 75% d. 100% (3p) 5. O cantitate constantă de gaz ideal parcurge transformarea A → B → C → D reprezentată în coordonate p − V în figura alăturată. Cea mai mare valoare a variaţiei energiei interne a gazului are loc între stările: a. A și B b. A și C c. B și C d. B și D (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal, închis la ambele capete și având lungimea L = 50cm , este împărțit în două compartimente de volume egale de un piston subțire, etanş, termoizolant. Pistonul se poate deplasa fără frecări. Fiecare compartiment al cilindrului conține ν = 3 mol de oxigen ( µ = 32g/mol) la temperatura T = 480 K şi presiunea p = 105 Pa . Oxigenul poate fi considerat gaz ideal. a. Calculaţi numărul de molecule de oxigen dintr-un compartiment al cilindrului. b. Calculaţi densitatea oxigenului dintr-un compartiment al cilindrului. c. Se deplasează pistonul pe distanţa x = 5 cm , iar temperatura gazului rămâne constantă. Calculaţi presiunea p1 a gazului din compartimentul de volum mai mic, după deplasarea pistonului, considerând că pistonul este menţinut în această poziţie. d. Calculaţi temperatura T1 până la care trebuie răcit oxigenul din compartimentul de volum mai mic pentru ca, după eliberarea pistonului, acesta să rămână în poziţia precizată la punctul c.. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte)  2  O cantitate ν = 0,24mol  ≅ mol  de gaz ideal biatomic, având  8,31  căldura molară la volum constant Cv = 2,5R , parcurge transformarea ciclică 1 → 2 → 3 → 1 reprezentată în coordonate p − V în figura alăturată. În transformarea 1 → 2 temperatura gazului rămâne constantă. În starea 1 temperatura are valoarea T1 = 300K , iar în starea 3 are valoarea T3 = 1200K . Consideraţi că ln 2 = 0,7 . a. Reprezentaţi grafic transformarea 1 → 2 → 3 în coordonate V − T . b. Calculaţi căldura primită de gaz în transformarea 2 → 3 . c. Calculaţi lucrul mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior pe parcursul unui ciclu complet. d. Calculaţi randamentul unui motor termic care funcţionează după acest ciclu. Probă scrisă la Fizică 2 B. Elemente de termodinamică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2018 Proba E. d) Fizică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar • 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 3 I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Rezistivitatea electrică depinde de: a. natura materialului din care este confecţionat conductorul şi temperatura la care acesta se află b. secţiunea conductorului şi temperatura la care acesta se află c. lungimea conductorului d. lungimea şi secţiunea conductorului. (3p) 2. Un consumator cu rezistenţa electrică R , conectat la bornele unei baterii cu rezistenţa interioară r şi tensiunea electromotoare E , va prelua puterea electrică maximă pe care o poate furniza bateria dacă este îndeplinită condiţia: r a. R = 4r b. R = 2r c. R = r d. R = (3p) 4 3. Simbolurile fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii fizice exprimate prin produsul ρ ⋅ ℓ ⋅ S −1 este: a. V b. Ω c. W d. J (3p) 4. Rezistenţa electrică a unui fir metalic, exprimată în Ω , depinde de temperatura acestuia, exprimată în grade Celsius, conform relației R = 30 + 12 ⋅ 10 −3 t . Temperatura la care rezistenţa firului devine egală cu 36 Ω este: a. 1000°C b. 900°C c. 600°C d. 500°C (3p) 5. Un circuit electric simplu este compus dintr-o sursă electrică şi un consumator cu rezistenţa electrică variabilă. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependenţa I = f (U ) , a intensităţii curentului electric din circuit în funcţie de tensiunea electrică de la bornele sursei. Atunci când intensitatea curentului electric din circuit este I = 1 A , tensiunea de la bornele sursei are valoarea: a. U = 1 V b. U = 6 V c. U = 10 V d. U = 12 V (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Generatoarele au tensiunile electromotoare E1 = E2 = 12V , E3 = 24 V și rezistenţele interioare r1 = r2 = 2 Ω , r3 = 4 Ω , iar rezistoarele montate în circuit au rezistenţele electrice R1 = 24 Ω , R2 = 36 Ω , R3 = 30 Ω . Ampermetrul este considerat ideal ( RA ≅ 0 Ω ) , iar rezistenţa electrică a conductoarelor de legătură este neglijabilă. Determinaţi: a. rezistenţa electrică echivalentă a grupării celor trei rezistoare; b. intensitatea curentului electric indicat de ampermetru în situaţia în care întrerupătorul K este deschis; c. tensiunea de la bornele rezistorului având rezistenţa R1 în situaţia în care întrerupătorul K este deschis; d. intensitatea curentului electric indicat de ampermetru în situaţia în care întrerupătorul K este închis. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Pe soclul becului B1 sunt înscrise valorile ( 9 V; 0,3 A ) . Bateria are tensiunea electromotoare E = 15 V şi rezistenţa interioară r = 2 Ω . Becurile funcţionează la parametri nominali. Calculaţi: a. rezistenţa electrică a becului B1 în cazul funcționării la parametri nominali; b. rezistenţa electrică a becului B2 în cazul funcționării la parametri nominali; c. energia electrică consumată împreună de cele două becuri în intervalul de timp ∆t = 5 minute ; d. randamentul de transfer al energiei de la baterie la gruparea celor două becuri. Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2018 Proba E. d) Fizică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar • 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 3 Se consideră viteza luminii în vid c = 3 ⋅ 10 m/s . 8 I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Dintre mărimile fizice de mai jos, mărime fizică adimensională este: a. frecvenţa b. distanţa focală c. convergenţa d. indicele de refracţie...