Fizică 2019

Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2019 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 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. Dintre mărimile fizice enumerate mai jos, mărime fizică scalară este: a. viteza b. masa c. forța d. accelerația (3p) 2. Un corp coboară liber, fără frecare, pe un plan înclinat cu unghiul α față de orizontală. Accelerația corpului este: a. g cos α b. g tgα c. g sin α d. g ( sin α − cos α ) (3p) 3. Unitatea de măsură a lucrului mecanic exprimată în funcție de unități de măsură fundamentale din SI este: a. N ⋅ s−1 b. N ⋅ m ⋅ s−1 c. kg ⋅ m2 ⋅ s−3 d. kg ⋅ m2 ⋅ s−2 (3p) 4. Un automobil, aflat în mișcare rectilinie, își mărește viteza de la v 0 = 18km/h până la v = 36km/h în intervalul de timp ∆t = 10 s . Accelerația medie a automobilului în cursul acestei mișcări a fost: a. 0,5m/s2 b. 0,9m/s2 c. 1,2m/s2 d. 1,8m/s2 (3p) 5. În graficul alăturat este reprezentată dependența modulului forței de tracțiune care acționează asupra unui corp de coordonata x la care se află corpul. Forța de tracțiune formează unghiul α = 60o cu axa Ox, de-a lungul căreia se deplasează corpul. Lucrul mecanic efectuat de această forță în timpul deplasării corpului pe distanța ∆x = 4m are valoarea: a. 7 J b. 14 J c. 28 J d. 35 J (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) În sistemul reprezentat în figura alăturată corpul A are masa mA = 300 g , iar corpul B are masa mB = 200 g. Constanta elastică a resortului legat de corpul B este k = 0,5N cm . Firul dintre corpurile A şi B este inextensibil şi de masă neglijabilă, scripetele este lipsit de frecare şi de inerţie, iar resortul are masă neglijabilă. a. Reprezentați toate forțele care acționează asupra corpului B. b. Determinați alungirea resortului atunci când sistemul este în echilibru. c. Se taie resortul care leagă corpul B de sol. Calculați valoarea accelerației corpului A în timpul deplasării spre sol. d. Calculați valoarea forței de apăsare din axul scripetelui, în condițiile de la punctul c. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un corp cu masa m = 200 g este lansat vertical în sus cu viteza v 0 = 10m/s, de la înălțimea h0 = 2,0m față de suprafața solului. Dimensiunile corpului sunt suficient de mici, astfel încât acesta poate fi considerat punct material, iar interacțiunea cu aerul se neglijează. Se consideră că energia potențială gravitațională a sistemului corp-Pământ este nulă la suprafața solului. Calculați: a. energia mecanică totală la momentul inițial; b. înălțimea maximă la care ajunge corpul, măsurată față de sol; c. lucrul mecanic efectuat de greutatea corpului în timpul coborârii acestuia de la înălțimea maximă până în punctul din care a fost lansat; d. valoarea vitezei corpului în momentul în care atinge solul. 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 2019 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. La destinderea izotermă a unei cantităţi constante de gaz ideal: a. densitatea gazului crește b. gazul primeşte lucru mecanic c. energia internă a gazului rămâne constantă d. gazul cedează căldură mediului exterior. (3p) 2. Unitatea de măsură a produsului dintre presiunea la care se află un gaz şi volumul ocupat de acesta este: a. mol b. J c. K d. J ⋅ mol-1 ⋅ K -1 (3p) 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia căldurii schimbate de o cantitate de gaz ideal într-un proces izobar este: a. νC p (T2 − T1 ) b. νCV (T2 − T1 ) V c. νRT ln 2 d. p (V1 − V2 ) (3p) V1 4. O cantitate ν = 2 mol de gaz ideal biatomic (CV = 2,5R ) este încălzită cu ∆t = 10°C . Variaţia energiei interne a gazului în acest proces este egală cu: a. 16,46 kJ b. 11,75 kJ c. 581,7 J d. 415,5 J (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. 20 dm3 b. 30 dm3 c. 40 dm3 d. 80 dm3 (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O butelie de volum V = 10 L conține azot ( µ = 28 g ⋅ mol ) -1 la temperatura t1 = 7°C şi presiunea p = 8,31MPa . Se deschide robinetul astfel încât din butelie iese o masă ∆m de gaz. Se închide robinetul buteliei şi gazul este încălzit până la temperatura t 2 = 127°C , iar presiunea azotului a revenit la valoarea p = 8,31MPa . Determinați: a. masa inițială de azot din butelie; b. densitatea gazului din butelie aflat la temperatura t 2 ; c. masa de gaz ∆m care a ieşit din butelie. d. presiunea azotului rămas în butelie după închiderea robinetului și răcirea acestuia până la temperatura t1 = 7°C . III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate constantă de gaz ideal (CV = 3R ) aflată iniţial în starea 1, la presiunea p1 = 200 kPa şi volumul V1 = 2 L , este supusă procesului ciclic 1231, format din următoarele transformări: 1→2 destindere izotermă până în starea cu V2 = 4 L ; 2→3 răcire izocoră; 3→4 comprimare izotermă până la volumul V1 şi presiunea p4 = 100 kPa şi 4→1 încălzire izocoră până în starea inițială. Se cunoaște că ln 2 ≅ 0,7 . a. Reprezentaţi succesiunea de transformări în coordonate p − V . b. Calculaţi valoarea energiei interne a gazului în starea 1. c. Calculaţi lucrul mecanic schimbat de gaz cu exteriorul în decursul transformării 1→2. d. Calculaţi căldura primită de gaz în decursul transformării 4→1. 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 2019 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. În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Becurile sunt identice. Pentru ca becurile să lumineze simultan este necesar ca: a. ambele întrerupătoare k1 şi k2 să fie închise b. ambele întrerupătoare k1 şi k2 să fie deschise c. întrerupătorul k1 să fie deschis şi întrerupătorul k2 să fie închis d. întrerupătorul k1 să fie închis şi întrerupătorul k2 să fie deschis. (3p) 2. Rezistivitatea electrică a unui metal la temperatura de 250°C este de 2 ori mai mare decât la 0°C . Coeficientul termic al rezistivității are valoarea: a. 4 ⋅ 10 −3 grad−1 b. 6 ⋅ 10 −3 grad−1 c. 10 ⋅ 10 −3 grad−1 d. 46 ⋅ 10 −3 grad−1 (3p) 3. Expresia legii lui Ohm pentru o porțiune de circuit este: E2 d. R = R0 (1 + αt ) I U a. U = b. P = c. I = (3p) R 4r R 4. Un conductor este străbătut de un curent a cărui intensitate variază în timp ca în graficul alăturat. Sarcina electrică ce străbate secţiunea transversală a conductorului în intervalul de timp cuprins între t1 = 3 s şi t2 = 6 s este egală cu: a. 30µC b. 60 µ C c. 80µC d. 110 µC . (3p) 5. La gruparea rezistoarelor în serie: a. rezistenţa echivalentă este mai mică decât oricare dintre rezistenţele rezistoarelor din circuit b. rezistenţa echivalentă este egală cu suma inverselor rezistenţelor rezistorilor grupaţi c. intensitatea curentului electric este aceeaşi prin fiecare rezistor d. intensitatea curentului ce trece prin rezistenţa echivalentă este egală cu suma intensităţilor curenţilor ce trec prin fiecare rezistor (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Bateria are tensiunea electromotoare E şi rezistenţa interioară nulă. Tensiunea de la bornele rezistorului R3 are valoarea U 3 = 2,7 V , iar ampermetrul ideal ( RA ≅ 0 Ω ) indică I 3 = 0,45 A . Se cunosc R1 = 2 Ω și R2 = 3 Ω . Calculaţi: a. valoarea rezistenței R3 ; b. intensitatea curentului prin R2 ; c. rezistența electrică echivalentă a circuitului exterior bateriei; d. valoarea tensiunii electromotoare a bateriei. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Cele două becuri au aceeaşi tensiune nominală U = 10 V şi puterile nominale P1 = 20 W și respectiv P2 = 25 W . Tensiunea electromotoare a bateriei are valoarea E = 60 V , iar rezistenţa interioară este nenulă. Ambele becuri funcționează la parametrii nominali. Determinați: a. valoarea rezistenței becului B1 în regimul nominal de funcționare; b. intensitatea curentului electric ce străbate becul B2 ; c. energia consumată de rezistorul R în intervalul de timp ∆t = 5 min ; d. randamentul transferului de energie de la baterie la circuitul exterior acesteia. 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 2019 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 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. Un obiect este plasat în fața unei lentile divergente, perpendicular pe axa optică principală a lentilei. Imaginea obiectului este: a. reală și mărită b. virtuală și mărită c. virtuală și micșorată d. reală și micșorată (3p) 2. Unitatea de măsură a mărimii fizice exprimate prin produsul dintre constanta Planck și frecvență este: a. W b. J c. m d. V (3p) 3. Un sistem optic centrat este alcătuit din două lentile alipite cu distanțele focale f1 = 20 cm și respectiv f2 = −40 cm. Convergența sistemului de lentile este: a. C = −5m−1 b. C = −2,5m−1 c. C = 2,5m −1 d. C = 5m −1 (3p) 4. O radiație luminoasă având frecvența ν produce efect fotoelectric pe catodul unei fotocelule. Lucrul mecanic necesar pentru extracția electronilor din catod este L. Energia cinetică maximă a electronilor extrași poate fi calculată folosind relația: a. Ec = hν − L b. Ec = L + hν c. Ec = L − hν d. Ec = L − h ν (3p) 5. Î...