Fizică 2023

Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2023 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 zece puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de trei ore. A. MECANICĂ Varianta 5 Se consideră accelerația gravitațională g = 10m/s 2 . I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Un corp cu masa m coboară uniform pe un plan înclinat cu unghiul  față de orizontală, de la înălțimea h1 până la înălțimea h2 . Lucrul mecanic efectuat de greutatea corpului este: a. mg ( h2 − h1 ) sin b. mg ( h1 − h2 ) sin c. mg ( h2 − h1 ) d. mg ( h1 − h2 ) (3p) 2. Un corp având masa m este legat de un resort având constanta elastică k . În momentul în care resortul este alungit cu x , forța elastică are modulul: 2 k x k x 2 a. b. k  x c. d. k  x (3p) 2 2 3. Unitatea de măsură în S.I. a puterii mecanice este: a. kg b. J c. N d. W (3p) 4. O minge are masa m = 0,40kg și viteza v = 15m/s . Energia cinetică a mingii este: a. 25 J b. 35 J c. 45 J d. 55 J (3p) 5. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependența de timp a energiei potențiale gravitaționale a unui corp față de nivelul la care energia potențială gravitațională este nulă. Energia potențială gravitațională a corpului la momentul t = 2s este: a. 8 J b. 4 J c. 2 J d. 0 J (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un corp cu masa m = 0,50 kg , aflat inițial în repaus, este ridicat de-a lungul unui plan înclinat cu unghiul   37 (sin = 0,6; cos = 0,8) față de orizontală sub acțiunea unei forțe F paralele cu planul înclinat. Coeficientul de frecare la alunecarea corpului pe suprafața planului înclinat este  = 0,30 . Dependența de timp a vitezei corpului este redată în graficul din figura alăturată. a. Calculați valoarea accelerației corpului. b. Reprezentați toate forțele care acționează asupra corpului în timpul urcării pe planul înclinat. c. Determinați valoarea forței de frecare la alunecare. d. Determinați modulul forței F . III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un corp având masa m = 1 kg se află în repaus pe o platformă orizontală situată la înălțimea h = 0,6 m față de sol. Sub acțiunea unei forțe orizontale constante F = 6 N , corpul parcurge distanța d = 0,5 m . Când corpul ajunge la capătul platformei, acțiunea forței F încetează, iar corpul se desprinde de platformă. Mișcarea pe suprafața orizontală are loc cu frecare, coeficientul de frecare la alunecare fiind  = 0,2 . Se neglijează interacțiunea cu aerul. Energia potențială gravitațională se consideră nulă la nivelul solului. Determinați: a. lucrul mecanic efectuat de forța F ; b. lucrul mecanic efectuat de forța de frecare la alunecare; c. viteza corpului după parcurgerea distanței d ; d. viteza corpului în momentul imediat anterior impactului cu solul. Probă scrisă la Fizică 1 A. Mecanică Filiera tehnologică – profilul tehnic și profilul resurse naturale și protecția mediului  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2023 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 zece puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de trei ore. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ Varianta 5 −1 J Se consideră: numărul lui Avogadro N A = 6,02  10 mol , constanta gazelor ideale R = 8,31 23 . Între mol  K parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p  V = RT . I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. O cantitate dată de gaz ideal efectuează un proces termodinamic în care gazul cedează căldură mediului exterior. Acest proces poate fi: a. o comprimare la temperatură constantă; b. o destindere adiabatică; c. o destindere la presiune constantă; d. o încălzire la volum constant. (3p) 2. O cantitate  de gaz ideal este supusă unui proces termodinamic la temperatura constantă T din starea inițială caracterizată de pi și Vi în starea finală caracterizată de pf și Vf . Lucrul mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior este exprimat prin relația: p p V V a. L =  RT ln f b. L =  RT ln f c. L =  RT ln i d. L =  RT ln f (3p) pi Vi Vf Vi 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. pentru mărimea fizică exprimată prin produsul p  V poate fi scrisă în forma: −3 a. N  m b. N  m−1 c. J  m d. J  m (3p) 4. Capacitatea calorică a unui cub de fontă este C = 690 J/K . Cubul este încălzit astfel încât temperatura cubului a crescut cu t = 20C . Căldura primită de cub este egală cu: a. Q = 13,8 kJ b. Q = 20,8 kJ c. Q = 40,6 kJ d. Q = 202,1 kJ (3p) 5. În figura alăturată este reprezentată dependența presiunii de temperatura unei cantități de gaz ideal într-o succesiune de transformări A → B → C . Relația corectă dintre volumele ocupate de gaz este: a. VB = VC b. VB = VA c. VB  VC d. VB  VA (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal, închis la ambele capete, este împărțit în două compartimente printr-un piston termoizolant, de grosime neglijabilă și care se poate deplasa fără frecare. Într-un compartiment se află 1 = 4 mol de neon ( 1 = 20 g/mol) , iar în celălalt compartiment se află  2 = 2,5 mol oxigen ( 2 = 32 g/mol) , considerate gaze ideale. Temperatura la care se află cele două gaze este aceeași, t1 = 27C , iar pistonul se află în echilibru mecanic. Calculați: a. masa de neon; b. raportul dintre lungimile compartimentelor ocupate de cele două gaze 1 / 2 ; c. masa molară a amestecului de gaze dacă se îndepărtează pistonul; d. temperatura până la care trebuie încălzit amestecul de gaze astfel încât presiunea acestuia să se dubleze. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate de gaz ideal poliatomic (Cv = 3R ) parcurge ciclul termodinamic 1 → 2 → 3 → 4 → 1 reprezentat în coordonate p − V în figura alăturată. Parametrii gazului în starea inițială sunt p1 = 2,0  105 Pa și V1 = 1,0 dm3 . a. Calculați variația energiei interne a gazului între starea 1 și starea 2. b. Determinați lucrul mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior în cursul transformării 2 → 3 . c. Determinați căldura primită de gaz în procesul 2 → 3 . d. Reprezentați ciclul termodinamic în coordonate V − T . Probă scrisă la Fizică 2 B. Elemente de termodinamică Filiera tehnologică – profilul tehnic și profilul resurse naturale și protecția mediului  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2023 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 zece puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de trei ore. C. PRODUCEREA ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Varianta 5 I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. La capetele unui fir metalic se aplică o anumită tensiune electrică astfel încât firul este parcurs de un curent cu intensitatea I . Dacă se aplică aceeași tensiune electrică unui alt fir metalic din același metal, cu aceeași lungime, dar cu diametrul de două ori mai mare, intensitatea curentului electric I  prin acest fir: a. este nulă b. are aceeași valoare cu intensitatea prin primul fir c. este mai mică decât intensitatea prin primul fir d. este mai mare decât intensitatea prin primul fir (3p) 2. Rezistența electrică a unui conductor metalic la temperatura 0°C este R0 , iar coeficientul termic al rezistivității materialului din care este confecționat conductorul este  . Rezistența electrică a conductorului la temperatura t este exprimată prin relația: a. R = R0 (1 +  t ) b. R = R0 (1 −  t ) c. R =  (1 + R0t ) d. R = R0 ( t − 1) (3p) 3. Simbolurile mărimilor fizice sunt cele utilizate în manualele de fizică. Unitatea de măsură în S.I. a mărimii W fizice exprimate prin raportul 2 este: I  t a. W b. V c.  d. A (3p) 4. Un generator electric cu tensiunea electromotoare E = 9 V și rezistența interioară r = 1  alimentează un consumator cu rezistența electrică R = 5  . Tensiunea la bornele generatorului este: a. U = 9 V b. U = 7,5 V c. U = 6 V d. U = 1,5 V (3p) 5. În figura alăturată este reprezentată dependența de timp a intensității curentului electric printr-un conductor metalic. În intervalul de timp 2s;5s , prin secțiunea transversală a conductorului este transportată sarcina electrică a. q = 36 mC b. q = 60 mC c. q = 80 mC d. q = 90mC (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Generatorul are t.e.m E = 18 V și rezistența interioară r = 4  , iar valorile rezistențelor electrice din circuit sunt: R1 = 10  , R2 = 20  , R3 = 20  și R4 = 40  . Determinați: a. rezistența echivalentă a grupării celor patru rezistoare; b. intensitatea curentului electric prin generator; c. tensiunea electrică la bornele rezistorului R1 ; d. intensitatea curentului prin generator dacă între punctele A și B se conectează un fir conductor cu rezistența electrică neglijabilă. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Două becuri sunt legate în serie și conectate la bornele unui generator cu tensiunea electromotoare E = 120 V și rezistența interioară nenulă. Primul bec este caracterizat de valorile nominale P1 = 100 W și U1 = 80 V , iar tensiunea nominală a celui de-al doilea bec este U2 = 20 V . Cele două becuri funcționează la valori nominale. Determinați: a. rezistența electrică a primului bec; b. puterea nominală a becului al doilea; c. energia consumată de gruparea becurilor în intervalul de timp t = 2 min ; d. raportul dintre puterea consumată de circuitul exterior generatorului și puterea totală dezvoltată de generator. Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea și utilizarea curentului continuu Filiera tehnologică – profilul tehnic și profilul resurse naturale și protecția mediului  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2023 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 zece puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de trei ore. D. OPTICĂ Varianta 5 Se consideră: viteza luminii în vid c = 3  10 8 m/s , constanta Planck h = 6,6  10 −34 J  s . I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. O rază de lumină vine din aer și este incidentă pe suprafața plană a unui mediu optic transparent, pe direcția normalei la suprafață. În punctul de incidență, raza de lumină suferă atât fenomenul de reflexie cât și fenomenul de refracție. Unghiul format de raza reflectată cu raza refractată este: a. 30 b. 45 c. 90 d. 180 (3p) 2. Un sistem acolat este format din două lentile convergente subțiri cu convergențele C1 și C2 . Convergența sistemului optic este dată de relația: C a. C = C1 + C2 b. C = 1 c. C = C1  C2 d....