Fizică 2019

Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2019 Proba E. d) Fizică Filiera tehnologică – profilul tehnic și profilul resurse naturale și protecția mediului • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. A. MECANICĂ Simulare Se consideră accelerația gravitațională g = 10 m/s . 2 I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Mărimea fizică ce caracterizează inerția unui corp este: a. masa b. viteza c. accelerația d. greutatea (3p) 2. Un automobil cu masa de o tonă se deplasează rectiliniu uniform cu viteza de 108km h , pe o autostradă. Energia cinetică a automobilului are valoarea: a. 45 kJ b. 108 kJ c. 450 kJ d. 1080 kJ (3p) 3. Unitatea de măsură a mărimii fizice egale cu raportul dintre variația vitezei unui corp și durata corespunzătoare acestei variații este: a. m ⋅ s −1 b. m−1 ⋅ s −1 c. m ⋅ s2 d. m ⋅ s −2 (3p) 4. Un corp de masă m coboară liber pe un plan înclinat cu unghiul α = 60 ° faţă de orizontală. Forța de apăsare exercitată de corp asupra planului înclinat este egală cu: mg mg 2 mg 3 a. mg b. c. d. (3p) 2 2 2 5. Un mobil se mișcă de-a lungul axei Ox. Dependența coordonatei de timp x(m) este reprezentată în graficul din figura alăturată. Viteza medie a mobilului pe 4 cele 5 s are valoarea: 2 a. 0,4 m ⋅ s -1 t(s) 0 b. 0,8 m ⋅ s -1 1 2 3 4 5 c. 1,2 m ⋅ s -1 -2 d. 1,6 m ⋅ s -1 (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată, corpurile A, B, și C au masele mA = 6 kg , mB = 2 kg , respectiv mC = 2 kg . Firele AB și BC sunt inextensibile și de masă neglijabilă, iar scripetele este lipsit de frecări și de inerție. Coeficientul de frecare la alunecare dintre corpul A și suprafața orizontală este egal cu coeficientul de frecare la alunecare dintre corpul B și suprafața orizontală. În aceste condiţii sistemul se deplasează uniform. Calculați: a. valoarea tensiunii în firul care leagă corpurile B și C; b. coeficientul de frecare la alunecare dintre corpuri și suprafața orizontală; c. accelerația sistemului format din corpurile B și C, dacă se taie firul de legătură dintre corpurile A și B; d. forța de apăsare în axul scripetelui, în condițiile de la punctul c.. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un săritor cu schiurile alunecă pornind din repaus din punctul A al unei trambuline, ca în figura alăturată. Schiorul are masa totală m = 80 kg . El se desprinde de A trambulină în B, aterizează în C, după care se oprește în D. Punctul A se află la înălțimea H = 25 m față de C, iar punctele B și D se află la aceeași înălțime, h = 10 m , față de D B C. Se neglijează dimensiunile schiorului. Calculați: H a. variația energiei potențiale a schiorului pe porțiunea AB; h C b. lucrul mecanic efectuat de forța de frecare pe porțiunea AB, știind că viteza schiorului în B este v B = 10 m s ; c. energia cinetică a schiorului imediat înainte de atingerea punctului C, dacă se neglijează rezistența din partea aerului; d. lucrul mecanic efectuat de greutatea schiorului pe porțiunea CD. 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 și profilul resurse naturale și protecția mediului • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ Simulare −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. În procesul de destindere la temperatură constantă a unei cantități de gaz ideal: a. energia internă a gazului crește b. gazul nu schimbă căldură cu mediul exterior c. presiunea gazului variază direct proporțional cu volumul d. lucrul mecanic schimbat de gaz cu exteriorul este pozitiv (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, masa molară a unui gaz poate fi scrisă sub forma: ν m ν a. µ = b. µ = c. µ = d. µ = ν ⋅ N A (3p) NA ν m 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin produsul m ⋅ c ⋅ ∆T este: J J a. b. c. J d. J ⋅ kg (3p) kg mol ⋅ K 4. O cantitate de gaz ideal aflată într-un cilindru cu piston se destinde la presiune constantă de la volumul inițial V1 = 400cm3 , până la volumul final V2 = 640cm3 . Dacă pe tot parcursul destinderii presiunea gazului a fost p = 105 N/m2 , atunci lucrul mecanic efectuat de gaz a fost: a. L = 24 J b. L = 6,4 ⋅ 102 J c. L = 6 ⋅ 102 J d. L = 2,4 ⋅ 103 J (3p) 5. O cantitate constantă de gaz ideal descrie procesul ciclic 1 → 2 → 3 → 4 → 1 reprezentat în coordonate p − T în graficul din figura alăturată. Transformarea care are loc la volum constant este: a. 1 → 2 b. 2 → 3 c. 3 → 4 d. 4 → 1 (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate de heliu, considerat gaz ideal, este închisă într-un cilindru cu piston. Iniţial gazul se află la presiunea p0 = 105 N/m2 şi temperatura T = 300K , iar pistonul se află la distanța L = 1,2m față de capătul închis al cilindrului, ca în figura alăturată. Aria secţiunii transversale a pistonului este S = 83,1cm2 . Pistonul este etanş şi se poate deplasa fără frecare. Masa molară a heliului este µ = 4 g/mol . În exteriorul cilindrului aerul se află la presiunea atmosferică normală, p0 = 105 N/m2 . Calculaţi: a. cantitatea de heliu din cilindru; b. numărul de atomi de heliu din cilindru; c. densitatea gazului din cilindru; d. distanța la care ajunge pistonul față de capătul închis al cilindrului dacă temperatura heliului din cilindru crește cu ∆T = 100K . III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate de gaz ideal poliatomic, având căldura molară la volum constant CV = 3R, se află în starea iniţială la presiunea p1 = 105 N/m2 şi ocupă volumul V1 = 2 dm3 . Gazul este încălzit la volum constant până în starea 2 în care presiunea este p2 = 3 p1 . Din această stare, gazul se destinde la temperatură constantă până în starea 3, în care volumul devine V3 = 2V2 . Se cunoaște ln2 ≅ 0,7. a. Reprezentați grafic succesiunea de transformări în coordonate p − V . b. Calculați energia internă a gazului în starea inițială (1) . c. Calculați căldura primită de gaz în transformarea 1 → 2. d. Calculați lucrul mecanic efectuat de gaz 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 Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2019 Proba E. d) Fizică Filiera tehnologică – profilul tehnic și profilul resurse naturale și protecția mediului • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Simulare 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. Indicaţia voltmetrului ideal (RV → ∞ ) în situaţia în care întrerupătorul k este deschis este: a. mai mare decât tensiunea electromotoare a generatorului b. nulă c. egală cu tensiunea electromotoare a generatorului d. egală cu tensiunea la bornele consumatorului. (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia rezistenței electrice a unui fir conductor este: a. R = S b. R = ℓ c. R = ρ ⋅ S d. R = ρ ⋅ ℓ (3p) ρ ⋅ℓ ρ ⋅S ℓ S 3. Simbolurile mărimilor fizice și ale unităților de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de E2 măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin raportul este: R+r a. W b. V 2 c. J d. A (3p) 4. O baterie este alcătuită din 4 generatoare electrice identice conectate în serie. Tensiunea electromotoare a unui generator este E = 6 V , iar rezistența interioară a unui generator este r = 1Ω . Bateria de generatoare alimentează un consumator cu rezistența electrică R = 12 Ω. Intensitatea curentului electric prin consumator este: a. 1,2 A b. 1,5 A c. 1,8 A d. 2,5 A (3p) 5. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependența de timp a intensității curentului electric ce trece printr-un conductor. Sarcina electrică ce străbate secțiunea transversală a conductorului în primele 5 s este: a. 1C b. 2C c. 4 C d. 5 C (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Se cunosc rezistențele electrice: R1 = 12 Ω , R2 = 18 Ω și R0 = 15 Ω . Generatorul are rezistența interioară r = 2 Ω , iar ampermetrul ideal montat în circuit ( RA ≅ 0 Ω ) indică intensitatea I A = 0,6 A când întrerupătorul K este deschis. Determinați: a. valoarea tensiunii la bornele rezistorului R1 când întrerupătorul K este deschis; b. valoarea tensiunii electromotoare a generatorului; c. intensitatea curentului electric indicat de ampermetru când întrerupătorul K este închis; d. valoarea tensiunii indicate de un voltmetru ideal ( RV → ∞ ) conectat la bornele sursei, atunci când întrerupătorul K este închis. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Generatorul electric are rezistența interioară r = 0,5 Ω . Cele două becuri au aceeași tensiune nominală, Un = 24 V , iar puterile nominale ale becurilor sunt Pn1 = 12 W și respectiv Pn 2 = 36 W . Cele două becuri din circuit funcționează la parametri nominali. Determinați: a. energia electrică consumată, în total, de cele două becuri în intervalul ∆t = 10minute; b. intensitatea curentului electric care străbate generatorul; c. tensiunea electromotoare a generatorului; d. randamentul circuitului electric. 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 și profilul resurse naturale și protecția mediului • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. D. OPTICĂ Simulare Se consideră viteza luminii în vid c = 3 ⋅ 10 m/s . 8 I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. O rază de lumină cade pe suprafața unui strat de sticlă cu indicele de refracție 1,5. Raza de lumină trece din aer în sticlă fără să devieze. Unghiul de incidență are valoarea: a. 0° b. 30° c. 45° d. 60° (3p) 2. Pentru un anumit material, frecvența minimă a radiației sub acțiunea căreia se produce efect fotoelectric extern este ν 0 .Lucrul mecanic de extracție a electronilor are expresia: hc c h a. L = b. L = h ⋅ν 0 c. L = d. L = (3p) ν0 ν0 c...