Fizică 2024

Ministerul Educației Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație Examenul național de bacalaureat 2024 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 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. Conform legilor frecării la alunecare, forța de frecare la alunecare dintre un corp și suprafața plană pe care acesta se mișcă depinde de: a. aria suprafeței de contact dintre corp și suprafață b. gradul de prelucrare al suprafețelor aflate în contact c. mărimea forței de tracțiune exercitată asupra corpului d. mărimea vitezei corpului. (3p) 2. Unitatea de măsură în S.I a mărimii fizice exprimate prin raportul dintre lucrul mecanic efectuat și intervalul de timp este: a. J b. kg c. W d. N (3p) 3. Energia potențială gravitațională a unui corp cu masa m = 100 g , aflat la o înălțime h = 2 m față de nivelul solului (considerat nivel de referință), este egală cu: a. 2 J b. 20 J c. 200 J d. 2000 J (3p) 4. În graficul alăturat este reprezentată dependența forței aplicate unui corp de poziția acestuia, indicată prin intermediul coordonatei x . Forța se exercită pe direcția și în sensul axei Ox . Lucrul mecanic efectuat de forța F pe distanța de 10 m este: a. 20 J b. 50 J c. 100 J d. 200 J (3p) 5. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia legii lui Hooke este : F 0 F F E   F E  0 a. = b. = E     0 c. = d. = (3p) S0 E   S0 S0 0 S0  II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte)  Un corp de masă m1 = 4 kg este așezat pe un plan înclinat cu unghiul  = 30 față de orizontală, ca în figura alăturată. Corpul de masă m1 este legat de un alt corp de masă m2 prin intermediul unui fir inextensibil și de masă neglijabilă, trecut peste un scripete fără frecări și lipsit de inerție. Coeficientul de frecare la alunecare  1  dintre corpul de masă m1 și plan este  = 0,29   .  2 3 a. Reprezentați forțele care acționează asupra corpului de masă m2 . b. Calculați valoarea masei m2 a corpului atârnat, astfel încât acesta să coboare cu viteză constantă. c. Se dezleagă corpul de masă m2 . Calculați accelerația corpului de masă m1 , lăsat liber pe planul înclinat. d. Calculați, în condițiile punctului c., viteza atinsă de corpul de masă m1 după t = 2 s de la plecarea din repaus, considerând planul înclinat suficient de lung. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un corp de masă m = 0,2kg este lăsat să alunece liber, din punctul A, situat la înălțimea h = 0,45 m față de suprafața orizontală BD, ca în figura alăturată. Pe porțiunile AB și BC frecările sunt neglijabile. Se cunoaște lungimea porțiunii BC, d1 = 3 m . Când ajunge în punctul C, corpul pătrunde pe porțiunea CD, de lungime d 2 = 1m , de-a lungul căreia coeficientul de frecare dintre corp și suprafață este  = 0,4 . Determinați: a. energia potențială gravitațională a corpului atunci când acesta se află în punctul A; b. lucrul mecanic efectuat de greutatea corpului din momentul în care acesta a fost lăsat liber și până în momentul în care ajunge în punctul C; c. intervalul de timp în care corpul parcurge porțiunea BC; d. viteza corpului la trecerea prin punctul D. 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 2024 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 Model 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. O cantitate dată de gaz ideal este supusă unei transformări în cursul căreia presiunea gazului rămâne constantă, iar volumul gazului crește. De-a lungul acestei transformări: a. lucrul mecanic efectuat de gaz este nul; b. temperatura gazului crește; c. gazul nu schimbă căldură cu exteriorul; d. densitatea gazului rămâne constantă. (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, relația de definiție a căldurii specifice a unei substanțe este: Q Q Q Q a. c = b. c = c. c = d. c = (3p) T   T m  T R  T 3. Simbolurile mărimilor fizice și ale unităților de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin produsul p  V este: a. mol b. J c. K d. kg (3p) 4. Un balon de sticlă conține o cantitate  = 5 mol de gaz ideal. Numărul moleculelor de gaz din balon este: a. 3,01 1024 b. 1,2  10 24 c. 3,01 1023 d. 1,2  10 23 (3p) 5. O cantitate dată de gaz, considerat ideal, este supusă procesului termodinamic 1 − 2 − 3 − 4 , reprezentat în coordonate V − T în figura alăturată. Gazul ocupă volumul minim în starea: a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un mol de heliu (  = 4g mol) se află închis într-un recipient cu pereți rigizi de volum V = 8,31dm3 . Încălzind gazul cu T = 300K , presiunea acestuia crește de două ori. După încălzire, din recipient se consumă, pentru un experiment, 0,5 mol de gaz, temperatura gazului rămânând constantă în tot acest timp. Determinați: a. temperatura inițială a gazului; b. densitatea gazului în starea inițială; c. masa de gaz consumată; d. presiunea finală a gazului rămas în recipient. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte)  2  O cantitate  = 0,24    mol de gaz ideal monoatomic (Cv = 1,5R )  8,31  efectuează transformarea ciclică reprezentată în coordonate p − V în figura alăturată. Temperatura gazului în starea 1 este T1 = 250 K . a. Calculați valoarea temperaturii gazului în starea 2. b. Calculați valoarea lucrului mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior în transformarea 2-3. c. Determinați valoarea căldurii cedate de gaz în transformarea 3-4. d. Reprezentați grafic transformarea ciclică 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 2024 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 Model I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Tensiunea la bornele porțiunii de circuit AB reprezentată în figura alăturată are valoarea U = 18 V , iar intensitatea are sensul din figură. Se cunosc: E1 = 15 V , E2 = 6 V , r1 = r 2 = 1 și I = 1A . Valoarea rezistenței electrice a rezistorului R este egală cu: a. 3  b. 5  c. 7  d. 9  (3p) 2. Mărimea fizică a cărei unitate de măsură poate fi scrisă în forma W  m  A -2 este: a. energia electrică b. tensiunea electrică c. rezistența electrică d. rezistivitatea electrică (3p) 3. Dependența de temperatură a rezistenței electrice a unui conductor cilindric este redată în figura alăturată. Se neglijează variația cu temperatura a dimensiunilor conductorului. Coeficientul termic al rezistivității materialului din care este confecționat conductorul are valoarea: a. 0,005 K -1 b. 0,002 K -1 c. 0,0015 K -1 d. 0,0005 K -1 (3p) 4. Un generator cu rezistența internă r alimentează un consumator cu rezistența electrică R , conectat la generator prin două fire conductoare identice. Rezistența electrică a unui fir conductor este R f . Randamentul transferului de energie de la generator la consumator este egal cu: R R 2Rf R a. b. c. d. (3p) Rf + r + 2R 2Rf + r 2Rf + r + R 2Rf + r + R 5. Sensul convențional al curentului electric într-un circuit simplu este: a. de la borna „–” la borna „+” în circuitul exterior sursei b. de la borna „–” la borna „+” în circuitul interior sursei c. de la borna „+” la borna „–” în circuitul interior sursei d. același cu sensul deplasării electronilor în circuit. (3p) II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un consumator C este alcătuit din două rezistoare identice, având fiecare rezistența electrică R , grupate în paralel. Consumatorul este legat în serie cu un alt rezistor având rezistența R1 = 2R . La bornele circuitului astfel format se aplică tensiunea U . Tensiunea la bornele consumatorului C este Uc = 17,5 V , iar R + R1 = 75,0  . a. Calculați valoarea rezistenței echivalente a circuitului. b. Calculați valoarea tensiunii aplicate U . c. Calculați intensitatea curentului electric printr-un rezistor al consumatorului C. d. Rezistorul având rezistența R1 este confecționat dintr-un fir conductor având aria secțiunii transversale S = 1,0 mm2 . Rezistivitatea electrică a materialului din care este confecționat rezistorul este  = 5,0  10   m . Calculați lungimea firului conductor. −6 III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În circuitul electric prezentat în figura alăturată generatorul electric are tensiunea electromotoare E = 11V și rezistența interioară r = 1,5 , iar cele două becuri au rezistențele electrice Rb1 = 3,0  și Rb2 = 5,0 . Intensitatea curentului electric indicată de ampermetrul ideal ( RA  0 ) este IA = 1,0 A, iar cele două becuri din circuit funcționează la parametri nominali. Determinați: a. puterea nominală a becului cu rezistența electrică Rb1; b. energia electrică consumată de cele două becuri în timpul t = 1minut; c. puterea absorbită de rezistența interioară a generatorului; d. puterea electrică dezvoltată de rezistorul R . 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 2024 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 Model 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. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităților de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii exprimate prin produsul h    c −1 poate fi scrisă în forma: a. J  s  m -1 b. J  s 2  m -1 c. J  s -1  m d. J  s  m (3p) 2. Imaginea unui obiect real într-o oglindă plană este întotdeauna: a. reală, dreaptă b. virtuală, dreaptă c. reală, mărită d...