Fizică 2023

Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2023 Proba E. d) FIZICĂ Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocațională – 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 ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă zece puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de trei ore. A. MECANICĂ Varianta 7 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. Lucrul mecanic efectuat de greutate la deplasarea unui corp între două puncte date depinde de: a. viteza corpului b. forma traiectoriei c. lungimea drumului parcurs de corp d. diferența de nivel dintre cele două puncte (3p) 2. Un corp având masa m se află în punctul A, la înălțimea h deasupra nivelului la care energia potențială gravitațională este considerată nulă. Energia potențială gravitațională a corpului aflat în punctul A este: mgh mgh a. − b. c. mgh d. −mgh (3p) 2 2 3. Simbolurile unităților de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a impulsului mecanic este: m a. kg  s b. J c. W d. kg  (3p) s 4. Un resort elastic are constanta elastică k = 100N/m și lungimea în stare nedeformată 0 = 20cm . Lucrul mecanic minim necesar pentru dublarea lungimii resortului este egal cu: a. 1J b. 2 J c. 3 J d. 4 J (3p) 5. Un corp se mișcă de-a lungul axei Ox. Forța rezultantă care acționează asupra F(N) acestuia își păstrează orientarea, dar are modulul variabil în funcție de coordonata la care se află corpul, conform graficului alăturat. Lucrul mecanic efectuat de forță 4 în timpul deplasării corpului din origine până în punctul de coordonată x = 6 m este: 0 3 6 x(m) a. 6 J b. 12 J c. 18 J d. 24 J (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Asupra unui corp având masa m = 2kg aflat pe un plan înclinat cu unghiul →   37 ( sin = 0,6) față de orizontală acționează o forță F paralelă cu planul înclinat, ca în figura alăturată. Dacă modulul forței este F = 20N , corpul urcă cu viteză constantă în lungul planului înclinat. a. Reprezentați toate forțele care acționează asupra corpului care urcă pe planul înclinat cu viteză contantă. b. Calculați valoarea forței de frecare la alunecare dintre corp și planul înclinat. c. Determinați coeficientul de frecare la alunecare dintre corp și planul înclinat. → d. Calculați modulul forței F sub acțiunea căreia corpul ar coborî cu viteză constantă pe planul înclinat. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O ladă cu masa m = 50kg este deplasată pe o suprafață orizontală prin intermediul unui cablu inextensibil de masă neglijabilă, acționat de un motor, ca în figura alăturată. Coeficientul de frecare la alunecare dintre ladă și suprafața orizontală este μ = 0, 2 . La momentul t0 = 0s lada începe să se deplaseze, pornind din repaus (v0 = 0 m/s) . Accelerația imprimată lăzii este constantă și are valoarea a = 0,2 m/s . Calculați: 2 a. energia cinetică a lăzii la momentul t1 = 8s ; b. lucrul mecanic efectuat de forța de frecare între momentele t0 = 0s și t1 = 8s ; c. lucrul mecanic efectuat de forța de tensiune care acționează asupra lăzii între momentele t0 = 0s și t1 = 8s ; d. puterea motorului la momentul t1 = 8s . Probă scrisă la Fizică 1 A. Mecanică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocațională – profilul militar  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2023 Proba E. d) FIZICĂ Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocațională – 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 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 7 J Se consideră: numărul lui Avogadro N A = 6,02  1023 mol −1 , constanta gazelor ideale R = 8,31 . 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. Variația de temperatură T = 20 K , exprimată în grade Celsius, are valoarea: a. − 20o C b. 20 o C c. 253,15 o C d. 293,13 o C (3p) 2. Simbolurile fiind cele utilizate în manualele de fizică, relația Robert-Mayer poate fi scrisă sub forma: a. Cp = Cv + R b. Cv = Cp + R c. Cv = R − Cp d. Cp = 2R − Cv (3p) 3. Unitatea de măsură în S.I. a căldurii specifice este: a. J  kg−1 b. J  mol −1 c. J  kg−1  K −1 d. J  mol −1  K −1 (3p) 4. O cantitate constantă de gaz ideal este supusă procesului termodinamic 1 → 2 → 3 → 4 în care densitatea gazului depinde de presiune conform reprezentării din figura alăturată. Temperatura maximă la care ajunge gazul pe parcursul acestui proces este în starea: a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 (3p) 5. Într-un ciclu Carnot desfășurat între temperaturile extreme Trece = 300 K și Tcald = 400 K , gazul primește de la sursa caldă căldura Qp = 400 J . Căldura cedată de gaz sursei reci pe parcursul unui ciclu are valoarea: a. Qc = −400 J b. Qc = −300 J c. Qc = 400J d. Qc = 700J (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal, închis la ambele capete și având lungimea 2 = 50 cm , este împărțit în două compartimente de volume egale de un piston subțire, termoizolant și care se poate deplasa etanș, fără frecări. Fiecare compartiment al cilindrului conține  = 3 mol de oxigen cu masa molară  = 32g/mol la temperatura T = 300 K și presiunea p = 1,0  105 Pa . Considerați că oxigenul are un comportament de gaz ideal. a. Calculați masa totală de oxigen din cilindru. b. Calculați densitatea oxigenului dintr-un compartiment al cilindrului. c. În compartimentul din stânga se introduce lent o cantitate suplimentară  = 1,5 mol de oxigen la aceeași temperatură T = 300 K . Calculați deplasarea pistonului din poziția inițială până în noua poziție de echilibru. Temperatura sistemului nu se modifică în timpul procesului. d. Calculați presiunea oxigenului din compartimentul în care s-a introdus cantitatea  de oxigen în starea finală. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate dată de gaz ideal monoatomic, având căldura molară la volum constant CV = 1,5R , parcurge transformarea ciclică 1 → 2 → 3 → 4 → 1 reprezentată în coordonate presiune-volum ca în figura alăturată. Pe parcursul transformărilor 2 → 3 și 4 → 1 temperatura gazului rămâne constantă. În starea 1 gazul se află la presiunea p1 = 1,25  105 Pa și ocupă volumul V1 = 4,8 L . Considerați că ln 2  0,7 . Calculați: a. variația energiei interne a gazului în transformarea 1 → 2 ; b. lucrul mecanic efectuat de gaz în transformarea 2 → 3 ; c. căldura cedată de gaz pe parcursul transformării ciclice 1 → 2 → 3 → 4 → 1 ; d. randamentul unui motor termic care funcționează după acest ciclu. Probă scrisă la Fizică 2 B. Elemente de termodinamică Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocaţională – profilul militar  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2023 Proba E. d) FIZICĂ Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocațională – 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 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 7 I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. La bornele unui generator de tensiune constantă este conectat un rezistor confecționat dintr-un fir conductor cu lungimea 1 și diametrul d1 . Rezistorul este înlocuit cu un altul confecționat dintr-un fir din același material, dar cu lungimea 2 și diametrul d 2 . Ca urmare a înlocuirii, intensitatea curentului electric prin generator: a. scade dacă  1 și d2 = d1 2 b. crește dacă 2  1 și d2 = d1 c. scade dacă 2 = 1 și d2  d1 d. crește dacă 2 = 1 și d2  d1 (3p) 2. Un televizor are puterea electrică de 125 W . El funcționează 8 ore pe zi. Energia electrică pe care o consumă televizorul în 30 de zile de funcționare are valoarea: a. 12,5 kWh b. 25 kWh c. 30 kWh d. 35 kWh (3p) 3. Se realizează un circuit format din trei baterii identice, legate în paralel, care alimentează un consumator. Rezistența consumatorului este de trei ori mai mare decât rezistența interioară a unei baterii. Neglijând rezistența firelor de legătură, randamentul circuitului astfel format este: a. 90% b. 75% c. 50% d. 25% (3p) 4. O baterie alimentează un consumator a cărui rezistență electrică poate fi modificată. În figura alăturată este reprezentat graficul puterii disipate pe consumator în funcție de intensitatea curentului prin baterie. Tensiunea electromotoare a bateriei este egală cu: a. 4,5 V b. 9 V c. 13,5 V d. 15 V (3p) 5. Produsul dintre puterea electrică a unui bec și rezistivitatea electrică a filamentului său are ca unitate de măsură în SI: a. V  m-1 b. V 2  m c. V 2  m-1 d. V  m2 (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În circuitul a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată, rezistențele electrice ale rezistoarelor au valorile R1 = 10  , R2 = 15  și R3 = 25  . Tensiunea indicată de un voltmetru ideal ( RV → ) conectat între bornele M și N ale circuitului are valoarea UV = 8 V . Dacă în locul voltmetrului este conectat un ampermetru ideal (RA  0 ) , curentul indicat de acesta are intensitatea IA = 9 A . Determinați: a. rezistența electrică echivalentă a circuitului exterior sursei când între bornele M și N este conectat voltmetrul; b. sarcina electrică care străbate sursa în intervalul de timp t = 1min când între bornele M și N este conectat voltmetrul; c. tensiunea electrică la bornele rezistorului R3 când între bornele M și N este conectat voltmetrul; d. rezistența interioară r a sursei. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată, becurile funcționează la parametrii nominali. Becul B1 are puterea nominală Pn1 = 5 W și tensiunea nominală Un1 = 10 V , iar becul B2 are puterea nominală Pn 2 = 12 W și tensiunea nominală Un 2 = 12 V . Calculați: a. energia consumată împreună de cele două becuri în intervalul de timp t = 1min ; b. intensitatea curentului electric prin baterie; c. rezistența electrică a rezistorului R0 ; d. randamentul transferului de energie de la baterie la circuitul exterior, dacă rezistența interioară a bateriei are valoarea r = 2  . Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocațională – profilul militar  Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2023 Proba E. d) FIZICĂ Filiera teoretică – profilul real, Filiera vocațională – 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 ȘI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă zece puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de trei ore. D. OPTICĂ Varianta 7 −34 Se consideră: viteza luminii în vid c = 3  10 m/s , constanta Planck h = 6,6  10 J  s . 8 I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Unitatea de măsură în S.I. a energiei unui foton este: a. Hz b. Hz  s c. m/s d. J (3p) 2. Radiațiile incidente pe catodul unei celule fotoelectrice produc emisie de fotoelectroni. Dacă numărul fotoni...