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 6 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. Dintre mărimile fizice de mai jos, mărime fizică vectorială este: a. masa b. energia mecanică c. impulsul mecanic d. puterea mecanică (3p) 2. Un automobil se deplasează rectiliniu. Viteza medie a automobilului într-un interval de timp  t este v m . Distanța parcursă în acest interval de timp este: v t a. d = v m  t b. d = m c. d = 2  vm  t d. d = v m  (3p) t 2 3. Unitatea de măsură în S.I. a constantei elastice a unui resort poate fi scrisă în forma: J J W W a. 2 b. 2 c. 2 d. 2 (3p) m s m s 4. Pe o cale ferată rectilinie, un tren aflat inițial în repaus a atins viteza v = 72km/h în intervalul de timp t = 40s . Accelerația medie a trenului în cursul acestei mișcări a fost: a. 0,2m/s2 b. 0,5m/s2 c. 1,8m/s2 d. 2m/s2 (3p) 5. În graficul alăturat este reprezentată dependența forței de tracțiune care acționează asupra unui corp de coordonata x la care se află corpul. Forța de tracțiune acționează pe direcția și în sensul deplasării corpului. Lucrul mecanic efectuat de această forță în timpul deplasării corpului din punctul de coordonată x0 = 0 până în punctul de coordonată x = 2 m are valoarea: a. 4 J b. 6 J c. 24 J d. 32 J (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un sistem format din două corpuri având masele m1 și m2 = 4 kg , legate între ele printr-un fir inextensibil și de masă neglijabilă, urcă pe plan, cu frecare, sub acțiunea unei forțe de valoare F = 66 N , orientate paralel cu suprafața planului înclinat, ca în figura alăturată. Coeficientul de frecare la alunecare dintre corpuri și planul  1  înclinat este același pentru ambele corpuri,  = 0,58    , iar planul înclinat  3 formează unghiul  = 30  cu orizontala. Valoarea tensiunii din firul de legătură este T = 22 N . a. Reprezentați toate forțele care acționează asupra corpului de masă m2 . b. Determinați valoarea forței de frecare care acționează asupra corpului de masă m2 . c. Calculați valoarea accelerației sistemului de corpuri. d. Calculați valoarea masei m1 . III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O macara ridică uniform, pe verticală, un container cu masa m = 400 kg, aflat inițial pe sol. Containerul ajunge la înălțimea H = 15 m în intervalul de timp t = 30 s. Energia potențială gravitațională la nivelul solului este considerată nulă, iar frecările se neglijează. Determinați: a. lucrul mecanic efectuat de greutatea containerului în timpul urcării acestuia până la înălțimea H; b. puterea dezvoltată de motorul macaralei în timpul ridicării containerului; c. variația energiei potențiale gravitaționale a sistemului container-Pământ în timpul ultimelor 10 s ale ridicării containerului; d. energia cinetică a containerului în timpul ridicării uniforme. 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 6 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. Dintre mărimile fizice de mai jos, mărimea fizică de proces este: a. temperatura b. energia internă c. lucrul mecanic d. volumul (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, randamentul unui motor termic ce ar funcționa după ciclul Carnot este: T T T T a.  = rece b.  = cald c.  = 1 − cald d.  = 1 − rece (3p) Tcald Trece Trece Tcald 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii p fizice exprimate prin raportul este: RT a. J  kg−1  K −1 b. kg  m−3 c. J  m−2 d. J  mol−1  K−1 (3p) 4. O cantitate de gaz ideal monoatomic (Cv = 1,5R ) , închisă într-o butelie cu volumul V = 0,5 m3 , este încălzită primind căldura Q = 30 kJ . Ca urmare a încălzirii, variația presiunii gazului din butelie are valoarea: a. p = − 4  105 Pa b. p = − 4  104 Pa c. p = 4  104 Pa d. p = 4  105 Pa (3p) 5. În trei butelii identice, etanșe, se găsesc mase egale din trei tipuri diferite de gaze considerate ideale. Încălzind gazele, se obțin dependențele presiunilor celor trei gaze de temperatură, reprezentate în coordonate p-T în figura alăturată. Între masele molare ale celor trei gaze există relația: a. 1  2  3 b. 1  2  3 c. 1  2  3 d. 1  2  3 (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentat un cilindru în interiorul căruia se găsesc două pistoane A și B care se pot deplasa fără frecări. În compartimentul din stânga al cilindrului este închisă o cantitate  1 = 3 mol de oxigen (1 = 32g/mol ) , iar în compatimentul din dreapta este închisă o cantitate  2 = 1mol de azot (2 = 28g/mol ) . Pistoanele sunt în echilibru mecanic, iar temperatura este aceeași în ambele compartimente. a. Calculați masa oxigenului aflat în compartimentul din stânga al cilindrului. b. Calculați raportul dintre volumul V1 ocupat de oxigen și volumul V2 ocupat de azot. c. Pistonul B este deplasat lent spre dreapta, pe distanța d = 4 cm , și menținut în această poziție. Temperatura gazelor nu se modifică. Calculați deplasarea x a pistonului A din poziția inițială până în poziția finală de echilibru. d. Calculați masa molară a amestecului de gaze obținut prin îndepărtarea pistonului A . III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate  = 1 mol de gaz ideal biatomic (Cv = 2,5R ) parcurge transformarea ciclică 1 → 2 → 3 → 1 reprezentată în coordonate V − T în figura alăturată. În starea 1 temperatura gazului are valoarea T1 = 400 K , iar volumul în starea 2 este V2 = 2V1 . Se cunoaște ln 2  0,7 . a. Reprezentați transformarea ciclică 1 → 2 → 3 → 1 în coordonate p − V . b. Calculați variația energiei interne a gazului în transformarea 1 → 2 . c. Calculați lucrul mecanic total schimbat de gaz cu mediul exterior în transformarea ciclică 1 → 2 → 3 → 1 . d. Calculați randamentul motorului termic care funcționează după transformarea ciclică 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 Varianta 6 I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. O baterie debitează aceeași putere pe circuitul exterior dacă la bornele ei este conectat un consumator cu rezistența electrică R1 , sau dacă la bornele ei este conectat un alt consumator cu rezistența electrică R2 (R2  R1 ) . Rezistența electrică interioară a bateriei este dată de relația: R1 + R2 R R a. r = R1 + R2 b. r = c. r = R1  R2 d. r = 1 2 (3p) 2 R1 + R2 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, coeficientul termic al rezistivității poate fi exprimat prin relația:  + 0  − 0  − 0  + 0 a.  = b.  = c.  = d.  = (3p) 0 t 0 t t t 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimată prin produsul U  I este: a. W b. J c. J   −1 d. J  A −1 (3p) 4. Un rezistor este confecționat dintr-un fir de alamă cu lungimea L = 10 m și aria secțiunii transversale S = 1 mm2 . Rezistorul este parcurs de curent electric cu intensitatea I = 2 A . Rezistivitatea alamei în condițiile date este  = 5  10−8   m . Tensiunea electrică aplicată la bornele rezistorului are valoarea: a. U = 0,1V b. U = 1V c. U = 10 V d. U = 100 V (3p) 5. Un circuit electric simplu este compus dintr-o baterie având tensiunea electromotoare E = 12 V și un consumator cu rezistența electrică variabilă. Conductoarele de legătură au rezistența electrică neglijabilă. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependența intensității curentului electric din circuit de rezistența electrică a consumatorului. Rezistența interioară a bateriei este egală cu: a. 2  b. 4  c. 6  d. 12  (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Se cunosc: tensiunile electromotoare ale generatoarelor E1 = 24V , E2 = 12 V , rezistențele lor interioare r1 = r2 = 10  și valorile rezistențelor electrice ale celor trei rezistoare R1 = 70  , R2 = 60  , R3 = 30  . Ampermetrul este considerat ideal ( RA  0 ) . a. Determinați tensiunea electrică de la bornele generatorului E1 atunci când ambele întrerupătoare sunt deschise. b. Calculați intensitatea curentului electric indicat de ampermetru în situația în care întrerupătorul K 1 este închis și întrerupătorul K 2 este deschis. c. Calculați rezistența echivalentă a circuitului exterior generatoarelor atunci când ambele întrerupătoare sunt închise. d. Determinați indicația unui voltmetru ideal (RV → ) legat la bornele generatorului cu E1 în situația în care ambele întrerupătoare sunt închise. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Două generatoare identice, fiecare având rezistența internă r = 10  , sunt grupate în paralel. La bornele grupării se conectează o grupare serie formată din două becuri, B1 și B2 . Puterea electrică nominală a becului B1 este P1 = 1,2 W , iar tensiunea nominală a acestuia este U1 = 6 V . Puterea electrică nominală a becului B2 este P2 = 1,8 W . Becurile funcționează la parametri nominali. Determinați: a. energia electrică consumată de cele două becuri împreună, în t = 5 minute de funcționare; b. rezistența electrică a becului B2 ; c. tensiunea electromotoare a unui generator; d. raportul dintre energia consumată împreună de cele două becuri și energia totală dezvoltată de generatoare în același interval de timp. 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. • Timp...