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 Model 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. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, vectorul accelerație medie este definit prin expresia: a. am = v  t b. am = v / t c. am = v / t d. am = v  t (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii mad fizice exprimate prin raportul este: t a. J b. N c. J  s d. W (3p) 3. Un automobil, cu masa m = 1t , frânează de la viteza inițială v1 = 36 km h , până la viteza finală v 2 = 5 m s . Variația energiei cinetice a automobilului, în acest proces, este: a. −37500 J b. −635,5 J c. 0 J d. 37500 J (3p) 4. Cablul unei macarale este alcătuit din 3 fire din oțel împletite, având fiecare modulul de elasticitate E = 14  1010 N/m2 , lungimea nedeformată  0 = 7 m și secțiunea transversală S0 = 5 cm2 . Constanta elastică a cablului este: a. 1,4  10−7 N m b. 1,4  107 N m c. 3  107 N m d. 3  1011 N m (3p) 5. Un corp este ridicat uniform de-a lungul unui plan înclinat care formează unghiul  cu orizontala. Coeficientul de frecare la alunecare dintre corp și planul înclinat fiind  , randamentul planului înclinat poate fi exprimat prin relația: tg 1 cos  tg a. b. c. d. (3p) 1 +   ctg  + tg 1 +   sin   + tg II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un corp având masa m = 3 kg se mișcă pe o suprafață orizontală, cu viteză constantă, sub acțiunea unei  forțe F1 care formează cu orizontala un unghi   53 o 8 (sin = 0,8) , ca în figura alăturată. Forța de frecare la alunecare dintre corp și suprafața orizontală este Ff = 9 N . a. Reprezentați forțele care acționează asupra corpului în timpul mișcării sale.  b. Determinați valoarea forței F1 . c. Calculați valoarea coeficientului de frecare la alunecare dintre corp și suprafața orizontală.  d. Forța F1 își încetează acțiunea. Corpul își continuă mișcarea, urcând de-a lungul unui plan înclinat ce formează cu orizontala unghiul   53 o 8 (sin = 0,8) , sub acțiunea unei forțe de tracțiune F2 orientată paralel cu suprafața planului. Coeficientul de frecare la alunecare dintre corp și suprafața planului este  = 0,5 . Determinați valoarea forței F2 astfel încât corpul să urce pe plan cu accelerația a = 1 m/s2 . III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Din vârful unui plan înclinat de lungime ( ) = 7,07m  5 2 m , care formează unghiul  = 45 cu orizontala, alunecă liber un corp de masă m = 1kg . Planul înclinat se continuă cu un plan orizontal, la capătul căruia se află un suport fix C de care este legat capătul unui resort elastic orizontal, inițial nedeformat, ca în figura alăturată. Masa resortului este neglijabilă. Mișcarea corpului pe planul înclinat și pe porțiunea AB a planului orizontal se face cu frecare (  = 0,36) . Trecerea pe porțiunea orizontală se face lin, fără modificarea modulului vitezei. Corpul, ajuns în punctul B , lovește resortul cu viteza v B = 6 m/s . Comprimarea maximă a resortului este x = 12 cm . Pe porțiunea BC mișcarea are loc fără frecare. Se consideră energia potențială gravitațională nulă la baza planului înclinat. Determinați: a. energia mecanică totală a corpului atunci când se află în vârful planului înclinat; b. valoarea vitezei corpului când acesta ajunge la baza planului înclinat; c. lucrul mecanic efectuat de forța de frecare la deplasarea corpului pe porțiunea AB ; d. constanta elastică a resortului. Probă scrisă la Fizică 1 A. Mecanică 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. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ Model −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 relația: p  V = RT . I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, mărimea fizică exprimată prin produsul dintre căldura specifică și variația temperaturii are aceeași unitate de măsură în S.I. ca și mărimea fizică exprimată prin raportul: a. Q /  b. Q / m c. Q / V d. Q / C (3p) 2. În destinderea adiabatică a unei cantități constante de gaz ideal: a. gazul primește energie sub formă de lucru mecanic b. presiunea gazului crește c. energia internă a gazului crește d. temperatura gazului scade (3p) 3. Un mol de gaz ideal este supus succesiunii de transformări 1 → 2 → 3 reprezentată în coordonate V - T în figura alăturată. În transformarea 1 → 2 variația temperaturii gazului este T = −200 K . Variația energiei interne a gazului în transformarea 1 → 2 → 3 este egală cu: a. −2493 J b. 0 c. 2493 J d. 4986 J (3p) 4. Un cilindru cu piston conține aer la presiunea p1 = 100 kPa . Aerul din incintă este comprimat izoterm până când volumul său scade cu 20 % . Presiunea aerului, după comprimarea sa, devine egală cu: a. 125 kPa b. 150 kPa c. 200 kPa d. 250 kPa (3p) 5. Într-o incintă închisă de volum V = 83,1dm3 se află heliu la presiunea p = 105 Pa și temperatura T = 301 K . Numărul de atomi de heliu din incintă este egal cu: a. 2  10 24 b. 10 24 c. 2  10 23 d. 10 23 (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un recipient de volum 74,79 L, închis etanș cu o supapă, conține 90 g de gaz. Presiunea și temperatura gazului din interior sunt aceleași cu cele ale aerului exterior și au valorile p = 105 Pa , respectiv t = 27C . Supapa se deschide atunci când diferența dintre presiunea gazului din interior și presiunea aerului exterior depășește valoarea p = 3  10 4 Pa . Calculați: a. masa molară a gazului din recipient; b. densitatea inițială a gazului din recipient; c. temperatura maximă T  până la care poate fi încălzit gazul din recipient astfel încât supapa să rămână închisă; d. masa de gaz care ar trebui eliminată din recipient, pentru ca presiunea să rămână p = 105 Pa, atunci când temperatura gazului devine T  = 540K . III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate de gaz ideal biatomic parcurge procesul ciclic 1-2-3-1 reprezentat în coordonate p − V în figura alăturată. Cunoscând Cv = 2,5R , p1 = 105 Pa și V1 = 20 dm3 , determinați: a. variația energiei interne în procesul 2-3; b. căldura primită de gaz în procesul 1-2-3; c. lucrul mecanic total schimbat de gaz cu exteriorul în procesul ciclic; d. randamentul unui motor termic care ar funcționa după un ciclu Carnot între temperaturile extreme atinse de gaz în procesul 1-2-3-1. 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 Model −19 Se consideră sarcina electrică elementară e = 1,6  10 C . I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. În figura alăturată este reprezentată dependența de lungime a rezistenței electrice a două conductoare liniare, metalice, confecționate din același material. Relația dintre secțiunile transversale ale celor două conductoare este: a. S1 = S2 b. S1 = 2S2 c. S1  S2 d. S2  S1 (3p) 2. Ținând seama de notațiile uzuale din manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimată prin produsul E 2  r −1 este: a. V b. J c. W d. W2  −1 (3p) 3. Tensiunea la care trebuie alimentat un consumator cu rezistența electrică R = 1936  pentru a funcționa la puterea nominală P = 25 W este: a. 110 V b. 220 V c. 1100 V d. 2200 V (3p) 4. O grupare formată din patru rezistoare cu rezistențe electrice diferite, legate în paralel, este conectată la bornele unei surse de tensiune constantă. Afirmația corectă este: a. rezistența grupării scade atunci când rezistența electrică unui rezistor crește b. rezistența grupării este mai mică decât rezistența oricărui rezistor din grupare c. intensitatea curentului prin sursă crește dacă se scoate un rezistor din grupare d. intensitatea curentului electric ce străbate fiecare rezistor are aceeași valoare. (3p) 5. Un conductor metalic este parcurs de un curent electric cu intensitatea I = 3,2mA . Numărul de electroni ce străbat secțiunea transversală într-un minut este egal cu: a. 12  1019 b. 3,2  1019 c. 5  1018 d. 12  1017 (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Ampermetrul ideal ( RA  0 ) indică IA = 0,36 mA , iar indicația voltmetrului, de rezistență electrică RV = 120 k , este UV = 14,4 V . Se cunoaște rezistența electrică R2 = 20k , iar rezistența interioară a bateriei se consideră neglijabilă. Determinați: a. rezistența electrică R1 ; b. rezistența electrică echivalentă a circuitului exterior bateriei; c. intensitatea curentului electric ce străbate bateria; d. tensiunea electromotoare a bateriei. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) La bornele unui generator cu rezistența interioară r = 3  se conectează o grupare paralel formată dintr-un bec și un rezistor. Rezistența electrică a rezistorului este R = 20  . Parametrii nominali ai becului sunt U n = 6 V și I n = 0,2 A . Becul funcționează la parametrii nominali. a. Calculați energia electrică consumată de bec în t = 10 minute de funcționare. b. Determinați valoarea tensiunii electromotoare a generatorului. c. Determinați randamentul electric al circuitului. d. La bornele generatorului se conectează, în paralel cu gruparea formată din bec și rezistorul de rezistență R , un rezistor suplimentar. Determinați valoarea rezistenței electrice a acestui rezistor suplimentar astfel încât puterea electrică debitată de generator pe circuitul exterior să fie maximă. Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu 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. D. OPTICĂ Model −34 Se consideră: viteza luminii în vid c = 3  10 m...